CN116648418A - 升降机 - Google Patents

Abstract

一种升降机。轿厢(10)通过提升构件(42)连接到配重(41)，并且还利用越过至少两个自由下落保护滑轮(120，130)的自由下落保护构件(110)连接到配重(41)，自由下落保护滑轮设置有至少一个自由下落保护制动器(140，150)，自由下落保护制动器由自由下落保护控制器(260)控制。该自由下落保护构件的预张紧比该提升构件的该预张紧小至少50％。该自由下落保护构件由至少一个有齿带形成。每个自由下落保护滑轮由与该有齿带配合的有齿滑轮形成。

Description

升降机

技术领域

本发明涉及一种升降机。

背景技术

升降机通常可以包括轿厢、升降机竖井、提升机构、提升构件和配重。独立的或集成的轿厢框架可以包围并支撑轿厢。提升机构可以定位在机房或竖井中。提升机构可以包括驱动器、电动马达、牵引轮和机构制动器。提升机构可以在竖直延伸的升降机竖井中在竖直方向上向上和向下移动轿厢。框架可以连接到配重，其中提升构件越过牵引轮。框架可以进一步由沿着竖井高度延伸的导轨上的引导装置支撑。导轨可以用紧固支架支撑在竖井的侧壁结构上。当轿厢在升降机竖井中向上和向下移动时，引导装置可以与导轨接合并且将轿厢保持在水平面中的适当位置。配重可以以对应的方式支撑在导轨上，该导轨支撑在竖井的壁结构上。升降机轿厢可以在建筑物的层站之间运送人员和/或货物。升降机竖井可以形成为使得壁结构由实心壁形成，或使得壁结构由开放的钢结构形成。

升降机安全规定中的一项要求是升降机应设置自由下落保护系统。低层建筑中的小型升降机通常可能仅设置有与轿厢相连的安全装置。高层建筑中的升降机和在竖井下方具有可到达空间的升降机，应配有与轿厢相连的安全装置和与配重相连的安全装置。超速调节器绳轮、安全装置和连接超速调节器绳轮和安全装置的超速调节器(overspeedgovernor，OSG)绳索传统上被用作升降机中的自由下落保护系统。OSG绳索在竖井的顶部中的OSG绳轮和竖井的底部中的下张紧滑轮上方延伸。传统上，OSG绳索由下张紧滑轮拉紧。然而，OSG和OSG绳索的旋转部分的惯性可能会在快速升降机中引发问题。机构制动器的突然应急停止以及上述惯性可能会导致安全装置意外激活。

OSG绳索的重量已经在高层建筑中引发问题。

OSG绳索靠近竖井中的固定结构延伸并且OSG绳索的张力明显小于提升绳索的张力。建筑物的摇摆和弯曲可能导致OSG绳索缠绕在竖井结构中。在由于例如强风或地震而易于发生过度建筑物摇摆的区域，如果建筑物摇摆超过安全极限，则升降机的操作被中断。

在确定导轨尺寸时，必须考虑安全装置在导轨上的夹紧。与仅必须考虑乘坐舒适性、水平加速度和轿厢的不均匀负载的情况相比，这可能增加导轨的尺寸。

在现有技术的解决方案中，竖井的顶部的OSG绳轮和OSG绳索环已经被替换为与轿厢结合定位并且直接操作安全装置的静止的OSG绳索和OSG。静态OSG绳索解决了绳索惯性的问题并且部分地解决了与摇摆OSG绳索相关的问题。作为另一个选择，安全装置也可以是电激活的。电激活安全装置解决了与OSG绳索相关的问题。然而，此类现有技术的解决方案需要将蓄电池定位在轿厢中，以便在停电的情况下也可以操作OSG。此外，如果轿厢缆绳已经损坏，可能无法用电气控制释放安全装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有新型自由下落保护系统的升降机和一种用于控制升降机的方法。

在权利要求1中限定了根据本发明的升降机。

在权利要求12中限定了根据本发明的用于控制升降机的方法。

自由下落保护构件在正常操作中不承载轿厢和配重的任何大部分负载。在正常操作中由提升构件承载轿厢和配重的负载。与提升构件中的预张紧相比，此情况可以通过在自由下落保护构件中具有较低的预张紧实现。自由下落保护构件的预张紧仅需要使得自由下落保护构件保持在其在自由下落保护滑轮上的轨道中。仅在提升构件失效的情况下，轿厢和配重才由自由下落保护构件完全支撑。

自由下落保护系统消除了超速调节器绳索和与之相关联的问题。

自由下落保护系统进一步消除了轿厢和配重的安全装置。框架(即轿厢的吊索)的尺寸因此可以被设计为例如0.5G的减速度而不是正常的1G。

由于将没有夹紧导轨的安全装置，因此导轨的构造也可以更轻。

因此，在本发明中也消除了当安全装置被激活时导轨落在起重螺栓上的问题。

独立的自由下落保护构件通过独立的自由下落保护滑轮连接轿厢和配重的情况消除了自由下落保护构件在自由下落保护滑轮上打滑的可能性，其中自由下落保护构件由至少一个有齿带形成并且自由下落保护滑轮设置有配合嵌齿。自由下落保护构件和自由下落保护滑轮之间的形状锁定使得利用自由下落保护系统在轿厢的两个方向上实现保护成为可能。

与自由下落保护制动器直接作用在自由下落保护构件上的情况相比，自由下落保护制动器作用在自由下落保护滑轮上的情况使得制动力更容易被控制。

额定速度超过3m/s的升降机通常需要设置防跳锁装置。当轿厢的减速度在竖井端被自动监测和控制时，可以完全避免锁定装置，其中消除了超速的缓冲延伸。机构制动器和自由下落保护制动器的尺寸可以设计成使得轿厢和/或配重的减速度保持在乘客安全和升降机安全规定的安全规定内。

轿厢可能总是从机房移动到层站。因为安全装置不能打开所以不需要将人们从一个轿厢营救到另一个轿厢，因此不需要考虑轿厢和/或配重不能移动的情况。

自由下落保护系统可以用于控制层站处的意外轿厢移动。当门打开时，由于轿厢中负载的变化，轿厢可能在层站上无意地向上或向下移动。当机构制动器被激活时，很难实现轿厢在层站上的重新调平，以作为对层站上的非预期轿厢移动的响应。激活的机构制动器将防止轿厢在层站处重新调平。本发明使得在带有自由下落保护制动器的层站上实现无意识的轿厢移动防止成为可能。当轿厢已经停在层站时，机构制动器可以被去激活，并且自由下落保护制动器可以被激活。自由下落保护构件的预张紧小于提升构件的预张紧。因此，当机构制动器断开并且自由下落保护制动器闭合时，可以利用提升机构在层站处立即重新调平轿厢。轻负载的自由下落保护构件将在轿厢的重新调平期间拉伸，使得轿厢的重新调平成为可能。自由下落保护构件也可以经由弹簧附接到轿厢和配重。弹簧将进一步有助于自由下落保护构件的拉伸。因此，在轿厢重新调平期间，保持了对非预期轿厢移动的防止。因此，在轿厢重新调平期间，升降机的安全水平保持在高水平。

自由下落保护系统可以用于确保当轿厢接近终端层站时，最大允许减速度不超过1G。升降机安全规定要求轿厢的正常减速必须被监测到在竖井的终端层站处具有减少的缓冲行程。最低的层站下方的低底坑要求仅短缓冲被使用在底坑中。不可能在缓冲上以额定速度行进，因为减速度会超过最大允许值1G。针对接近最低层站的轿厢设定有最大速度或最小减速度。自由下落保护系统可用作备用系统以在接近具有减小的缓冲行程的终端层站时增加安全性。自由下落保护控制器确保当轿厢接近竖井的端部时轿厢按照要求减速度。自由下落保护控制器可以通过自由下落保护制动器来辅助轿厢的减速。这将为升降机增加冗余的和/或另一个保护层。这将进一步使得减速速率能够被更容易地调整。由于有齿带在自由下落保护系统中的有齿滑轮上延伸，因此当使用自由下落保护制动器制动时，不会出现带打滑。

自由下落保护系统可以用于控制轿厢的减速度。这可以通过将自由下落保护中的制动器与升降机的机构制动器并行使用完成。与轿厢结合定位的加速度传感器可以用作控制机构制动器和自由下落保护制动器的输入。用于运送人员的轿厢的最大减速度是1G。本发明使得可以用机构制动器产生减速度扭矩的恒定部分以及用自由下落保护制动器产生减速度扭矩的可调整部分，使得在任何情况下都不会超过轿厢的最大减速度1G。仅利用机构制动器很难管理所有负载情况和/或所有不平衡情况以使制动距离和最大减速度保持在安全范围内。通过自由下落保护制动器实现的可调整减速度扭矩使得机构制动器的尺寸设计变得更加容易。自由下落制动器是基于轿厢中的加速度传感器控制的。可以通过向自由下落制动器产生制动脉冲来控制自由下落制动器的制动扭矩。这可以通过使用脉宽调制完成。液压系统可以用于基于脉宽调制控制来控制自由下落保护制动器。可以根据防抱死制动系统(ABS)来控制自由下落保护制动器。ABS系统通过防止自由下落保护滑轮在制动期间锁定而操作。自由下落保护滑轮的减速度因此可以被调整到期望的水平。

自由下落保护系统可以用于在轿厢困在层站之间的情况下移动轿厢。各种原因可能导致轿厢被困在层站之间。升降机的电源可能会断电并且备用电池可以放电。机械装置或升降机偏转滑轮中可能存在轴承故障，导致马达电流过载。因此，马达的过电流保护将被激活，断开马达的电源。可能存在阻止机构制动器释放的故障。使用本发明的自由下落保护系统为轿厢困在层站之间的情况提供了解决方案。例如装置的机械接口可以连接到自由下落保护滑轮中的一个自由下落保护滑轮。另一个方面，机械接口可以连接到用于驱动自由下落保护滑轮的马达。另一个可能性是将机械接口连接到简单的杆。因此，轿厢可以通过马达或杆移动到最近的层站。自由下落保护滑轮可以定位在机房内或机房附近，使得可以从机房内进行操作。在牵引轮不移动的情况下，有齿的自由下落滑轮上的有齿的自由下落保护构件的牵引力足以克服牵引轮上的提升构件的牵引力。

自由下落保护系统可以设置有救援制动开口。可以在维护检修面板(MAP)或机房内提供救援制动开口底部，用于断开自由下落保护制动器和机构制动器。可以在自由下落保护滑轮处使用编码器来监测速度和/或加速度和/或行进的距离。自由下落保护控制器控制轿厢的速度和/或加速度并且在速度或加速度过大的情况下应用自由下落保护制动器。用于每个自由下落保护制动器的测试按钮可以还被设置为与救援制动器断开按钮相关。测试按钮断开机构制动器和其他自由下落保护制动器并且仅接合待测试的自由下落保护制动器。然后可以通过向设置有自由下落保护制动器的自由下落保护滑轮施加测试扭矩来测试自由下落保护制动器。

自由下落保护系统可以用于帮助轿厢的手动救援操作。在重型升降机的情况下，救援操作特别需要在机房进行手动操作。救援人员需要目视检查轿厢的位置以撞击层站门区。自由下落保护构件的光滑后面可以为每个层站以及对应门区的上限和下限设置标记。例如，通过在操作员执行手动救援操作的位置布置灯，可以使此标记在机房中对操作员可见。该标记可以在升降机的调试期间设置在自由下落保护构件上，其中轿厢中的额定负载为一半以消除由于不同负载引起的误差容限。

自由下落保护系统可以用于检测提升构件的打滑。提升构件可能例如由于牵引轮和/或提升构件上的油而打滑。有齿的自由下落保护带不能在有齿的自由下落保护滑轮上打滑。此事实可以用于检测提升绳索的打滑。第一编码器可以定位在牵引剃须刀的轴上。第二编码器可以定位在自由下落保护滑轮处。可以将第一编码器的输出与第二编码器的输出进行比较。两个编码器的输出信号之间的任何差异都将是提升绳索打滑的指示。当检测到绳索打滑时，轿厢可以被驱动到最近的层站，门可以被打开并且轿厢可以停止使用。故障条件可以被存储在存储器中并且被发送到云以进行维护呼叫。

自由下落保护构件的速度和/或轿厢的速度和/或配重的速度和/或系统中任何旋转绳轮或滑轮的速度可以用速度检测器测量。在这方面，可以使用任何类型的速度检测器。速度检测器可以基于电子设备，例如它可以基于一个或多个加速度传感器或它可以基于编码器数据。编码器可以用于测量系统中绳轮或滑轮的转速。另一个方面，速度检测器可以基于机械设备，例如作用在轿厢导轨上的滚轮。

自由下落保护系统还可以包括速度检测器，该速度检测器直接或间接地测量轿厢和/或配重的速度和/或加速度-减速度，由此自由下落速度控制器被布置成当检测到异常速度和/或加速度-减速度时激活至少一个自由下落保护制动设备。

自由下落保护系统可以与任何类型的升降机结合使用。升降机自由下落保护系统特别适合于用在其中取消OSG绳索、安全装置和防反弹设备是一大优点的高层建筑中。“高层建筑”一词没有公认的限定，但可以认为高度超过50米的建筑可以称为高层建筑。高层建筑的高度可能有几百米。

升降机中的提升构件可以由圆形或扁平绳索形成。提升构件可以由钢和/或聚合物制成。由密封在高摩擦聚合物中的碳纤维制成的扁平绳索可以有利地用作高层建筑中升降机的提升绳索。此类由密封在高摩擦聚合物中的碳纤维制成的扁平绳索的重量比对应的钢丝绳索的重量轻得多。此类由密封在高摩擦聚合物中的碳纤维制成的扁平绳索例如以商标名KONE出售。

附图说明

下面将参考附图借助于优选实施例更详细地描述本发明，在附图中

图1示出了升降机的侧视图，

图2示出了应用1:1悬吊比的升降机中的自由下落保护系统，

图3示出了应用2:1悬吊比的升降机中的自由下落保护系统，

图4示出了与自由下落保护系统结合的第一另外的特征，

图5示出了与自由下落保护系统结合的第二另外的特征，

图6示出了与自由下落保护系统结合的第三另外的特征，

图7示出了设置有标记的自由下落保护构件。

具体实施方式

图1示出了现有技术升降机的侧视图。

升降机可以包括轿厢10、升降机竖井20、提升机构30、提升构件42和配重41。独立的或集成的轿厢框架11可以围绕并且支撑轿厢10。

提升机构30可以定位在机房或竖井20中。提升机构可以包括驱动器31、电动马达32、牵引轮33和机构制动器34。提升机构30可以在竖直延伸的升降机竖井20中在竖直方向上Z向上和向下移动轿厢10。机构制动器34可以停止牵引轮33的旋转并且由此停止升降机轿厢10的移动。

提升构件42可以由一个或多个平行延伸的提升绳索或提升带形成。

轿厢框架11可以连接到配重41，提升构件42越过牵引轮33。轿厢框架11可以进一步由在竖井20中在竖直方向上延伸的导轨25处的引导装置27支撑。当轿厢10在升降机竖井20中向上和向下移动时，引导装置27可以包括在导轨25上滚动的滚轮或在导轨25上滑动的滑靴。导轨25可以用紧固支架26附接到升降机竖井20中的侧壁结构21。当轿厢10在升降机竖井20中向上和向下移动时，引导装置27将轿厢10保持在水平面中的适当位置。配重41可以以对应的方式支撑在附接到竖井20的壁结构21的导轨上。

轿厢10可以在建筑物的层站之间运送人员和/或货物。升降机竖井20可以形成为使得壁结构21由实心壁形成或使得壁结构21由开放的钢结构形成。

该图进一步示出了基于机械滑轮和绳索系统的现有技术限速器系统。该系统包括例如安装在升降机竖井20上部中的OSG绳轮52，安装在升降机竖井20下部中的张紧滑轮53以及配装成围绕OSG绳轮52和张紧滑轮53以基本上紧密的闭环延伸的OSG绳索51。机械联动系统可以将OSG绳索51连接到安全装置60。当轿厢10移动时，OSG绳索51围绕OSG绳轮52和张紧滑轮53延伸。如果升降机轿厢10以及OSG绳索51以过大的速度移动，则升降机竖井20上部的OSG绳轮52的旋转被例如由离心力激活的机构停止并且同时OSG绳索51也停止移动。静止的OSG绳索51将在仍在移动的轿厢处的机械联动系统上施加拉力，导致安全装置60抓紧轿厢导轨25，从而使轿厢10停止。

图2示出了应用1:1悬吊比的升降机中的自由下落保护系统的示意图。

该图的左手侧示出了将轿厢10与牵引轮33上方的配重41连接起来的提升构件42。提升构件42从牵引轮33经由第一转向滑轮35进一步延伸到配重41。提升构件42的悬吊比是1:1。牵引轮33可以定位在轿厢10的竖直上方。第一转向滑轮35可以定位在配重41的竖直上方。机构制动器34可以作用在提升机构30中的包括驱动器31、电动马达32和牵引轮33的任何旋转部分上(参见图1)。

该图的右手侧示出了本发明的升降机自由下落保护系统100。升降机自由下落保护系统100包括连接轿厢10和配重41的自由下落保护构件110。自由下落保护构件110从轿厢10经过两个自由下落保护滑轮120、130延伸到配重41。自由下落保护构件110的悬吊比是1:1。第一自由下落保护滑轮120可以定位在轿厢10的竖直上方并且第二自由下落保护滑轮130可以定位在配重41的竖直上方。

自由下落保护构件110可以用第一终端设备160附接到轿厢10的吊索11并且用第二终端设备170附接到配重41。第一终端设备160和第二终端设备170相对于提升构件42的对应终端设备可以是分离的且独立的。

牵引轮33可以还设置有至少一个机构制动器34A、34B。机构制动器34A、34B中的每一个机构制动器可以由机构制动器控制器210单独控制。机械制动控制器210还可以由升降机的主控制器300控制。牵引轮33还可以设置有速度检测器，例如编码器200。编码器200的输出可以连接到升降机的主控制器300。

自由下落保护滑轮120、130中的一个可以设置有自由下落保护制动器140、150中的至少一个。该至少一个自由下落保护制动器140、150可以被布置成与定位在轿厢10竖直上方的第一自由下落保护滑轮120结合。图中的实施例包括两个自由下落保护制动设备140、150。自由下落保护制动设备140、150作用在图中的第一自由下落保护滑轮120上，但是它们也可以作用在第二自由下落保护滑轮130上。自由下落保护制动设备140、150中的每一者都可以由自由下落保护控制器260单独控制。自由下落保护控制器260可以进一步由升降机的主控制器300控制。自由下落保护滑轮120、130中的一个可以进一步设置有编码器250。在此实施例中，第一自由下落保护滑轮120设置有编码器250。编码器250的输出可以连接到升降机的主控制器300或升降机的自由下落保护控制器260或两者。

使用两个自由下落保护制动设备140、150是有利的实施例，但是本发明可以仅用一个自由下落保护制动设备140、150实现。与仅使用一个自由下落保护制动设备140、150相比，使用两个自由下落保护制动设备140、150增加了安全性。两个自由下落保护制动器140、150的使用还使得通过使用第一自由下落保护制动器140和第二自由下落保护制动器150的闭合之间的延迟来控制轿厢10在向下和向上方向上的减速度更容易。

两个自由下落保护制动设备140、150由自由下落保护控制器260控制。

自由下落保护制动器140、150的操作可以基于电磁体和弹簧。弹簧可以将自由下落保护制动器140、150抵靠自由下落保护滑轮120按压以用于接合自由下落保护制动器140、150。当通电时，电磁体可以抵抗弹簧作用并且将自由下落保护制动器140、150远离自由下落保护滑轮120拉动以释放自由下落保护制动器140、150。

可以进一步提供用于向自由下落保护控制器260和自由下落保护制动设备140、150供电的应急电源400。应急电源400可以在停电期间向自由下落保护制动设备140、150提供电力，从而在停电期间消除自由下落保护制动设备140、150的激活。

自由下落保护滑轮120、130、自由下落保护制动设备140、150、自由下落保护控制器260和应急供应设备400可以定位在设置有机房的升降机的机房中。牵引轮33也可以定位在机房中。

另一个方面，自由下落保护滑轮120、130、自由下落保护制动设备140、150、自由下落保护控制器260和应急供应设备400可以定位在没有机房的升降机的竖井20的上端。牵引轮33也可以定位在竖井20的上端中。

轿厢10和配重41处于仅由提升构件42支撑的升降机正常操作状态。自由下落保护构件110可以被预张紧，使得轿厢10和配重41仅在提升构件42支撑失效的情况下由自由下落保护构件110支撑。例如在提升构件42断裂或提升构件42的绳索终端断裂的情况下，提升构件42支撑可能失效。

提升构件42的尺寸可以设计成使得提升构件42的安全系数至少为12，由此满足升降机的安全规定。

另一个方面，自由下落保护构件110的尺寸可以设计成使得自由下落保护构件110的安全系数为2至8，有利地为3至6。因此，自由下落保护构件110的安全系数可能远低于提升构件42的安全系数。自由下落保护构件110的安全系数可以在提升构件42的安全系数的25％至50％的范围内。

自由下落保护构件110的预张紧可以小于提升构件42的预张紧的50％，优选地小于10％。与提升构件42的预张力相比，自由下落保护构件110的低得多的预张力将确保在升降机正常操作期间仅提升构件42承载轿厢10和配重41的负载。

提升构件42从轿厢10越过牵引轮33和偏转滑轮35到达配重41。因此，在升降机的此实施例中，提升构件42的悬吊比是1:1。在本实施例中，轿厢10、配重41和提升构件42都以相同的速度移动。

自由下落保护构件110从轿厢10越过自由下落保护滑轮120、130到达配重41。因此，在此实施例中，自由下落保护构件110的悬吊比是1:1。

轿厢框架11和配重41之间的自由下落保护构件110的路线可以独立于提升构件42的路线。

自由下落保护制动设备140、150中的每一个都可以由盘式制动器或鼓式制动器或带式制动器或楔形制动器或它们的任意组合形成。自由下落保护制动设备140、150中的每一个都可以进一步电动地或气动地或液压地操作或以这些方式的任意组合操作。

图3示出了应用2:1悬吊比的升降机中的自由下落保护系统的示意图。

提升构件42的相对端可以在紧固点F1、F2处附接到竖井20的顶部。提升构件42可以首先从轿厢10的第一侧上的第一紧固点F1竖直向下延伸到轿厢10的底部。然后，提升构件42在轿厢10下方水平延伸，该轿厢由支撑在吊索11的底部上的两个偏转滑轮71、72支撑。提升构件42然后在轿厢10的第二相对侧再次竖直向上延伸到定位在竖井20的上端中的牵引轮33。提升构件42然后在牵引轮33上方延伸并且然后再次向下延伸到第三偏转滑轮73并且最终竖直向上方延伸到第二紧固点F1。配重41支撑在第三偏转滑轮73上。配重41可以支撑在第三偏转滑轮73的旋转轴上。机构制动器34可以作用在提升机构30中的包括驱动器31、电动马达32和牵引轮33的任何旋转部分上(参见图1)。

牵引轮33还可以设置有至少一个机构制动器34A、34B。机构制动器34A、34B中的每一个可以由机构制动器控制器210单独控制。机械制动控制器210可以进一步由升降机的主控制器300控制。牵引轮33可以进一步设置有速度检测器，例如编码器200。编码器200的输出可以连接到升降机的主控制器300。

升降机自由下落保护系统100包括连接轿厢10和配重41的自由下落保护构件110。自由下落保护构件110从轿厢10经过两个自由下落保护滑轮120、130延伸到配重41。第一自由下落保护滑轮120可以定位在轿厢10的竖直上方并且第二自由下落保护滑轮130可以定位在配重41的竖直上方。两个自由下落保护滑轮120、130可以支撑在竖井20的顶部上。牵引轮33也可以支撑在竖井20的顶部上。

自由下落保护构件110可以用第一终端设备160附接到轿厢10的吊索11并且用第二终端设备170附接到配重41。第一终端设备160和第二终端设备170相对于提升构件42的对应终端设备可以是分离的且独立的。

自由下落保护滑轮120、130中的一个自由下落保护滑轮可以设置有自由下落保护制动器140、150中的至少一个自由下落保护制动器。该至少一个自由下落保护制动器140、150可以布置成与定位在配重41竖直上方的第二自由下落保护滑轮130相连。图中的实施例包括两个自由下落保护制动设备140、150。在此图中，自由下落保护制动设备140、150作用在第二自由下落保护滑轮130上，但是它们也可以作用在第一自由下落保护滑轮120上。自由下落保护制动设备140、150中的每一者都可以由自由下落保护控制器260单独控制。自由下落保护控制器260还可以由升降机的主控制器300控制。自由下落保护滑轮120、130中的一个自由下落保护滑轮还可以设置有速度检测器，例如编码器250。在此实施例中，第二自由下落保护滑轮130设置有编码器250。编码器250的输出可以连接到升降机的主控制器300。

使用两个自由下落保护制动设备140、150是有利的实施例，但是本发明可以仅用一个自由下落保护制动设备140、150实现。与仅使用一个自由下落保护制动设备140、150相比，使用两个自由下落保护制动设备140、150增加了安全性。两个自由下落保护制动器140、150的使用还使得通过使用第一自由下落保护制动器140和第二自由下落保护制动器150的闭合之间的延迟来控制轿厢10在向下和向上方向上的减速度更容易。

两个自由下落保护制动设备140、150由自由下落保护控制器260控制。

还可以设置用于向自由下落保护控制器260和自由下落保护制动设备140、150供电的应急电源400。应急电源400可以在停电期间向自由下落保护制动设备140、150提供电力，从而在停电期间消除自由下落保护制动设备140、150的激活。

自由下落保护滑轮120、130、自由下落保护制动设备140、150、自由下落保护控制器260和应急供应设备400可以定位在设置有机房的升降机的机房中。牵引轮33也可以定位在机房中。

另一个方面，自由下落保护滑轮120、130、自由下落保护制动设备140、150、自由下落保护控制器260和应急供应设备400可以定位在没有机房的升降机的竖井20的上端。牵引轮33也可以定位在竖井20的上端中。

轿厢10和配重41处于仅由提升构件42支撑的升降机正常操作状态。自由下落保护构件110可以被预张紧，使得轿厢10和配重41仅在提升构件42支撑失效的情况下由自由下落保护构件110支撑。例如在提升构件42断裂或提升构件42的绳索终端断裂的情况下，提升构件42支撑可能失效。

提升构件42的尺寸可以设计成使得提升构件42的安全系数至少为12，由此满足升降机的安全规定。

另一个方面，自由下落保护构件110的尺寸可以设计成使得自由下落保护构件110的安全系数为2至8，有利地为3至6。因此，自由下落保护构件110的安全系数可能远低于提升构件42的安全系数。自由下落保护构件110的安全系数可以在提升构件42的安全系数的25％至50％的范围内。

自由下落保护构件110的预张紧可以小于提升构件42的预张紧的50％，优选地小于10％。与提升构件42的预张力相比，自由下落保护构件110的低得多的预张力将确保在升降机正常操作期间仅提升构件42承载轿厢10和配重41的负载。

提升构件42从第一紧固点F1绕过轿厢10，越过牵引轮33，越过第三偏转滑轮73，到达第二紧固点F2。因此，在此实施例中提升构件42的悬吊比是2:1。轿厢10的速度仅为牵引轮33和提升绳索41的速度的一半。另一个方面，悬挂在牵引轮33上的重量只是图2中示出的实施例中悬挂在牵引轮33上的重量的一半。

自由下落保护构件110从轿厢10越过自由下落保护滑轮120、130到达配重42。因此，在此实施例中，自由下落保护构件110的悬吊比也是1:1。

自由下落保护制动设备140、150中的每一个都可以由盘式制动器或鼓式制动器或带式制动器或楔形制动器或它们的任意组合形成。自由下落保护制动设备140、150中的每一个都可以进一步电动地或气动地或液压地操作或以这些方式的任意组合操作。

图4示出了与自由下落保护系统结合的第一另外的特征。

可以在自由下落保护系统100和升降机的提升机构之间提供机械接口500。机械接口500可以布置在自由下落保护滑轮120的竖井和驱动牵引轮33的马达32的竖井之间。可以用机械离合器来实现机械接口500。可以用接近开关来监测机械离合器500的位置。当机械离合器500被激活时，即自由下落构件110被马达32驱动时，需要与机械离合器500结合的接近开关来消除升降机的正常操作。可以进一步在系统中设置机构制动器34A、34B和自由下落保护制动器140、150的电断开。

通过缓慢地向上或向下移动轿厢，升降机可以仅在救援驱动模式(RDF)操作模式下操作。RDF操作模式是指升降机的一个或多个安全电路被旁路的操作模式。

轿厢10可以不经由机械离合器500与马达32一起移动，而是经由附接到自由下落保护滑轮120的竖井上的机械杆移动。可以在机械杆和自由下落保护滑轮120的竖井之间使用机械离合器。

移动轿厢10的另一个可能性是使用链动滑车510。夹具520可以在自由下落保护滑轮120、130之间的位置附接到自由下落保护构件110。链动滑车510可以连接在滑车和自由下落保护滑轮120、130附近的固定框架构造之间。因此，自由下落保护构件110以及由此轿厢可以与链动滑车510一起移动。手动使用链动滑车510并且禁止升降机在任何模式下操作。当使用链动滑车510时，机构制动器34A、34B和自由下落保护制动器140、150可以断开。由于有齿的自由下落构件110被机械地锁定到有齿的自由下落保护滑轮120、130，因此不存在轿厢自由下落的危险。然而，如果轿厢的速度和/或加速度超过预定阈值，则自由下落保护制动器140、150应被激活。

图5示出了与自由下落保护系统结合的第二另外的特征。

可以结合自由下落保护系统100来实现救援制动断开(RBO)系统600。RBO系统600可以包括用于控制机构制动器34A、34B的控制开关并且自由下落保护制动器140、150可以布置在机房或维护检修面板(MAP)中。

RBO系统600的控制开关可以用于在轿厢已经困在层站之间的救援情况下断开机构制动器34A、34B和自由下落保护制动器140、150。救援情况下的操作使得机构制动器34A、34B和自由下落保护制动器140、160被电断开，其中由轿厢10和配重41之间的不平衡拉动轿厢可以在竖井中向上或向下移动。可以用连接到自由下落滑轮120的编码器250来监测轿厢的速度和/或加速度。如果轿厢的速度和/或加速度超过预定阈值，则机构制动器34A、34B和自由下落保护制动器140、150可以自动接合。

RBO系统600的控制开关也可以在测试制动器时使用。RBO系统可以包括用于选择待测试的机构制动器34A、34B的开关。RBO系统600还可以包括用于开始测试循环的按钮。选择待测试的制动器并且按压开始测试循环的按钮后，所有其他制动器将断开并且待测试的制动器保持闭合。马达32然后在两个方向上被驱动以确保待测试的制动器保持，即保持牵引轮33不旋转。结果被记录在本地或远程存储器中并且结果被进一步显示为数值。如果要测试的制动器不能正常操作，则闭合其他制动器以确保安全。也可以通过此方式测试自由下落保护制动器140、150，因为有有齿的自由下落保护构件110被机械地锁定到有有齿的自由下落保护滑轮120并且自由下落保护构件的一端连接到轿厢并且另一端连接到配重。由于自由下落构件阻止轿厢移动，因此如果马达32例如向下旋转，只要至少一个自由下落保护制动器140、150闭合轿厢就不能移动。

图6示出了与自由下落保护系统结合的第三另外的特征。

设置有大电动马达32的大升降机通常可以使用液压机械制动操作系统。本发明的自由下落保护系统100自然也可以与液压机构制动器34A、34B结合使用。

可以在提升机构30的附近设置油箱270。油箱270可以包括液压油。泵271可以被布置成经由供应管273将油从油箱270泵送到两个液压缸272A、272B。液压缸272A、272B中的每一个连接到相应的机构制动器34A、34B。液压缸272A、272B操作相应的机构制动器34A、34B。每个机构制动器34A、34B都装有弹簧38A、38B。弹簧38A、38B保持机构制动器33A、33B闭合，即将机构制动器34A、34B的制动表面抵靠牵引轮33按压以防止牵引轮33的旋转。当油被泵入液压缸272A、272B时，液压缸272A、272B克服弹簧力38A、38B打开机构制动器34A、34B。回流管274设置有电磁阀275，油可以通过电磁阀275返回到油箱270。泵271可以是电驱动泵或机械驱动泵。

该图示出了两个液压缸272A、272B，但是为了清楚起见，仅示出了一个回流管274和一个电磁阀275。事实上有两个独立的回流管274，其中每个回流管274都设置有电磁阀275。因此可以单独控制每个机构制动器34A、34B。

如果使用电驱动泵271，则制动器34A、34B的测试可以完全自动化。

RBO系统600可以设置有用于测试制动器34A、34B的相应控制开关和/或控制按钮。机构制动器34A、34B中的每一个可以通过将油泵入缸272A、272B并且保持将要断开的机构制动器34A、34B的回流阀275关闭而断开。回流阀275关闭的气缸272A、272B然后将打开连接到所述气缸272A、272B的机构制动器34A、34B。

图7示出了设置有标记的自由下落保护构件。

有齿的自由下落保护构件110的光滑后表面可以设置有示出层站112的位置和层站编号的标记。标记可以包括层站112的位置以及门区112A、112B在两个方向上的位置。可以进一步提供指示器111，其中当自由下落保护构件110上的层站标记112与指示器111重合时，轿厢处于层站。可以用在自由下落保护构件110上方横向穿过的线来实现指示器111。

当轿厢负载相当于轿厢额定负载的50％时，可以有利地在自由下落保护构件110上标记层站112的位置。由自由下落保护构件110的长度变化导致的误差将因此减半。升降机可以在现场开始以便检查轿厢停在每个层站的正确位置，即，使得轿厢的地坎和层站的地坎处于相同的竖直高度。轿厢然后可以装载对应于轿厢额定负载50％的负载。与层站相关的信息然后可以从竖井的底部开始一次一个层站地标记在自由下落保护构件110上。在指示器111处的每个层站处要标记在自由下落保护构件110上的信息是层站的位置，即门槛处于相同竖直高度的位置、层站的编号、层站位置上方和下方的门区的界限。

自由下落保护构件110后面上的标记消除了服务人员在开始救援操作之前检查轿厢在哪一层站的需要。服务人员可以确定轿厢的位置和离自由下落保护构件110的后面最近的层站的编号。在轿厢移动期间，服务人员也可以通过将指示器111的位置和自由下落保护构件110的后面上的标记的位置相互比较，从自由下落保护构件110的后面确定轿厢何时在门区内。

附图中的实施例使用与牵引轮33结合的编码器200来测量牵引轮33的转速并且使用与自由下落保护滑轮120、130中的一个结合的编码器250来测量自由下落保护滑轮120、130的速度。两个速度信号的比较将提供有价值的信息。如果测得的速度彼此对应，则编码器正常地工作并且提升构件42没有在牵引轮33上打滑。

升降机的提升系统和/或升降机的自由下落保护系统可以设置有至少一个速度检测器。速度检测器可以基于电子设备，例如它可以基于一个或多个加速度传感器或它可以基于编码器数据。另一个方面，速度检测器可以基于机械设备，例如作用在轿厢导轨25上的滚轮。一个或多个加速度传感器可以定位成与轿厢10结合和/或与配重41结合。

自由下落保护控制器260可以例如在下列事件中激活自由下落保护制动器150、160:

自由下落保护构件110的速度太高。

轿厢10和/或配重41的速度太高。

当轿厢10接近竖井20中的障碍物(诸如竖井20的一端)时或在竖井20中移动的另一个轿厢10时，轿厢10减速度不够快。

在升降机的正常应急停止期间轿厢10没有足够快地减速度。

例如在机构制动器34A、34B要被维修的情况下，自由下落保护制动设备150、160也可以手动激活。

当轿厢10在自由下落保护控制器260未工作或停电的情况下移动时，可以手动释放自由下落保护制动设备150、160。

自由下落保护控制器260可以被配置为使得它逐渐地控制自由下落保护制动设备150、160。

对于自由下落情况，不需要以与必须确定安全装置尺寸相同的方式确定自由下落保护制动设备150、160的尺寸。足以确定自由下落保护制动设备150、160的尺寸，使得它们能够停止升降机的绝对最大不平衡。在提升构件42松脱的情况下，自由下落保护构件110将捕获下落的轿厢10。

在底坑中使用缩短缓冲器的升降机必须设置有应急终端限速(ETSL)系统。当接近竖井的端部时，如果轿厢的减速度不够，ETSL系统将断开机构制动器和马达的电源。ETSL系统应确保轿厢10绝不会以超过3m/s的速度撞到缓冲器。这将消除升降机中对防跳锁定装置的需要。ETSL系统可能无法在所有情况下都能消除竖井的端部的超速。牵引轮和提升构件之间的摩擦可能不够大，或由机构制动器产生的扭矩可能不够大，不足以消除竖井端部的超速。自由下落保护制动设备150、160的尺寸可以被设计成使得机构制动器34A、34B和自由下落保护制动器150、160的组合减速度保持在乘客安全和升降机安全规定的安全规定内。因此，自由下落保护系统形成了独立于ETSL系统的新的另外的保护层，用于防止在缓冲器上以过高的速度行进。自由下落保护系统在ETSL系统失效的情况下减速度并且使轿厢停止。

提升构件42可以由具有大体上平坦横截面的至少一个带或具有大体上圆形横截面的至少一个绳索形成。提升构件42可以由平行延伸的若干带或绳索形成。带或绳索的材料可以是钢和/或纤维增强聚合物。

另一个方面，提升构件42可以由密封在高摩擦聚合物中的碳纤维制成的至少一个扁平或圆形绳索或缆绳形成。提升构件42可以由平行延伸的密封在高摩擦聚合物中的由碳纤维制成的若干扁平或圆形绳索或缆绳形成。

自由下落保护构件110也可以由至少一个具有大体上平坦横截面的带形成，该带设置有齿。自由下落保护构件110可以由平行延伸的若干带形成。带的材料可以是纤维增强聚合物，例如密封在高摩擦聚合物中的碳纤维。

由密封在高摩擦聚合物中的碳纤维制成的扁平绳索例如以商标名KONE

本发明的使用不限于附图中公开的升降机。该图示出了具有1:1悬吊比的升降机和具有2:1悬吊比的升降机，但是本发明可以用在具有任何悬吊比的升降机中。本发明可以用在任何类型的升降机(例如包括机房或没有机房的升降机)中。配重可以定位在升降机竖井的任一侧壁上或两个侧壁上或后壁上。驱动器、马达、牵引轮和机构制动器可以定位在机房或升降机竖井中的某处。在所谓的背包式升降机中，轿厢导轨可以定位在竖井的相对侧壁上或竖井的后壁上。

对于本领域技术人员来说，显而易见的是，随着技术的进步，本发明的概念可以以各种方式实现。本发明及其实施例不限于上面所描述的示例，而是可以在权利要求的范围内变化。

Claims (22)

1.一种升降机，包括：

轿厢(10)；配重(41)；连接所述轿厢(10)与所述配重(41)的提升构件(42)；提升机构(30)，包括马达(32)、牵引轮(33)和机构制动器(34A、34B)；以及自由下落保护系统(100)，包括：

自由下落保护构件(110)，越过至少两个独立的自由下落保护滑轮(120，130)将所述轿厢(10)与所述配重(41)连接，

至少一个自由下落保护制动器(140，150)，作用在所述至少两个自由下落保护滑轮(120，130)中的至少一个自由下落保护滑轮上，

自由下落保护控制器(260)，用于控制所述至少一个自由下落保护制动器(140，150)，其中

所述自由下落保护构件(110)的预张紧比所述提升构件(42)的预张紧小至少50％，使得所述轿厢(10)和所述配重(41)在正常操作中由所述提升构件(42)支撑并且仅在所述提升构件(42)支撑失效的情况下由所述自由下落保护构件(110)支撑，

其特征在于，

所述自由下落保护构件(110)由至少一个有齿带形成，

每个自由下落保护滑轮(120，130)由与所述有齿带(110)配合的有齿滑轮形成。

2.根据权利要求1所述的升降机，其中速度检测器(200，250)被布置成与所述自由下落保护滑轮(120，130)中的一个自由下落保护滑轮和/或所述轿厢(10)和/或所述配重(41)相连以用于测量所述轿厢(10)和/或所述配重(41)的速度和/或加速度和/或减速度，所述自由下落保护控制器(260)被布置成当异常速度和/或异常加速度和/或异常减速度被检测到时激活所述至少一个自由下落保护制动器(140，150)。

3.根据权利要求1或2所述的升降机，其中在轿厢(10)已经停在层站时所述机构制动器(34A，34B)被布置成被去激活并且所述至少一个自由下落保护制动器(140，150)被布置成被激活，所述提升机构(30)被布置成在所述层站重新调平所述轿厢(10)，其中所述自由下落保护构件(110)的小的预张紧允许所述自由下落保护构件(110)在所述轿厢(10)重新调平期间拉伸，使得能够利用所述提升机构(30)重新调平所述轿厢(10)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的升降机，其中所述至少一个自由下落保护制动器(140，150)被布置成当所述轿厢(10)接近竖井(10)的一端时支持所述机构制动器(34A，34B)以达到所述轿厢(10)的期望减速度。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的升降机，其中所述至少一个自由下落保护制动器(140，150)被布置成与所述机构制动器(34A，34B)并行操作，减速度扭矩的恒定部分由所述机构制动器(34A，34B)产生并且减速度扭矩的可调整部分由所述至少一个自由下落保护制动器(140，150)产生，使得所述轿厢(10)允许的最大减速度在任何情况下都不会被超过。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的升降机，其中机械接口(500)布置在自由下落保护滑轮(120，130)的轴和所述马达(32)的轴之间以用于将所述自由下落保护滑轮(120，130)连接到所述马达(32)和从所述马达(32)断开，所述马达(32)布置成旋转所述自由下落保护滑轮(120，130)以用于将困在层站之间的所述轿厢(10)移动到最近的层站。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的升降机，其中所述自由下落保护滑轮(120，130)的轴被布置成连接到机械杆，所述机械杆被布置成旋转所述自由下落保护滑轮(120，130)以将困在层站之间的所述轿厢(10)移动到最近的层站。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的升降机，其中链动滑车(510)布置在所述自由下落保护滑轮(120，130)附近，夹具(520)在所述自由下落保护滑轮(120，130)之间附接到所述自由下落保护构件(110)，所述链动滑车(510)在所述夹具(520)和所述升降机的固定框架构造之间延伸，所述自由下落保护构件(110)随所述链动滑车(510)一起移动以用于将困在层站之间的所述轿厢(10)移动到最近的层站。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的升降机，其中救援制动器断开开关(600)设置在维护检修面板中或机房中以用于在救援情况下断开所述至少一个自由下落保护制动器(140，150)和所述机构制动器(34A，34B)。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的升降机，其中所述自由下落保护构件(110)的后侧设置有用于每个层站(111)的标记，执行手动救援操作的操作员能够确定困在层站之间的所述轿厢(10)的初始位置以及所述轿厢(10)从所述标记的移动，使得轿厢(10)能够停在最近的层站。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的升降机，其中第一速度检测器(200)布置成测量所述牵引轮(33)的速度并且第二速度检测器(250)布置成测量所述自由下落保护滑轮(120，130)的速度，所述第一速度检测器(200)的输出和所述第二速度检测器(250)的输出之间的差异指示所述提升构件(41)在所述牵引轮(33)上的打滑。

12.一种用于控制升降机的方法，所述升降机包括：

轿厢(10)；配重(41)；连接所述轿厢(10)与所述配重(41)的提升构件(42)；提升机构(30)，包括马达(32)、牵引轮(33)和机构制动器(34A、34B)；以及自由下落保护系统(100)，包括：

自由下落保护构件(110)，越过至少两个独立的自由下落滑轮(120，130)将所述轿厢(10)与所述配重(41)连接，

至少一个自由下落保护制动器(140，150)，作用在所述至少两个自由下落保护滑轮(120，130)中的至少一个自由下落保护滑轮上，其中

所述自由下落保护构件(110)的预张紧比所述提升构件(42)的预张紧小至少50％，使得所述轿厢(10)和所述配重(41)在正常操作中由所述提升构件(42)支撑并且仅在所述提升构件(42)支撑失效的情况下由所述自由下落保护构件(110)支撑，

自由下落保护控制器(260)，其用于控制所述至少一个自由下落保护制动器(140，150)，

所述方法包括：

利用所述自由下落保护控制器(260)激活所述至少一个自由下落保护制动器(110，120)以停止所述自由下落保护构件(110)的移动并且由此当所述提升构件(42)支撑失效时也停止所述轿厢(10)和/或所述配重(41)的移动。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括利用速度检测器(200，250)测量所述轿厢(10)和/或所述配重(41)的速度和/或加速度和/或减速度，所述速度检测器布置成与所述自由下落保护滑轮(120，130)中的一个自由下落保护滑轮和/或所述轿厢(10)和/或所述配重(41)相连，所述自由下落保护控制器(260)布置成当异常速度和/或异常加速度和/或异常减速度被检测到时激活所述至少一个自由下落保护制动器(140，150)。

14.根据权利要求12或13所述的方法，还包括当所述轿厢(10)已经停在层站处时，去激活所述机构制动器(34A、34B)并且激活所述自由下落保护制动器(140、150)，使用所述提升机构(30)以在层站处重新调平所述轿厢(10)，其中所述自由下落保护构件(110)的小的预张紧允许所述自由下落保护构件(110)在所述轿厢(10)重新调平期间拉伸，使得能够利用所述提升机构(30)重新调平所述轿厢(10)。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，还包括使用所述至少一个自由下落保护制动器(140，150)作为所述机构制动器(34A，34B)的支持以用于当所述轿厢(10)接近竖井(10)的一端时达到所述轿厢(10)的期望减速度。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，还包括与所述机构制动器(34A，34B)并行地操作所述至少一个自由下落保护制动器(140，150)，减速度扭矩的恒定部分由所述机构制动器(34A，34B)产生并且减速度扭矩的可调整部分由所述至少一个自由下落保护制动器(140，150)产生，使得所述轿厢(10)允许的最大减速度在任何情况下不会被超过。

17.根据权利要求12至16中任一项所述的方法，还包括用机械接口(500)连接自由下落保护滑轮(120，130)的轴和所述马达(32)的轴，所述机械接口将所述自由下落保护滑轮(120，130)连接到所述马达(32)以及从所述马达(32)断开，所述马达(32)用于旋转所述自由下落保护滑轮(120，130)以将困在层站之间的所述轿厢(10)移动到最近的层站。

18.根据权利要求12至16中任一项所述的方法，还包括将所述自由下落保护滑轮(120，130)的轴连接到机械杆，所述机械杆被布置成旋转所述自由下落保护滑轮(120，130)以将困在层站之间的所述轿厢(10)移动到最近的层站。

19.根据权利要求12至18中任一项所述的方法，还包括在所述自由下落保护滑轮(120，130)附近布置链动滑车(510)，在所述自由下落保护滑轮(120，130)之间将夹具(520)附接到所述自由下落保护构件(110)，所述链动滑车(510)在所述夹具(520)和所述升降机的固定框架构造之间延伸，利用所述链动滑车(510)移动所述自由下落保护构件(110)以将困在层站之间的所述轿厢(10)移动到最近的层站。

20.根据权利要求12至19中任一项所述的方法，还包括在维护检修面板或机房中提供救援制动器断开开关(600)以用于在救援情况下断开所述至少一个自由下落保护制动器(140，150)和所述机构制动器(34A，34B)。

21.根据权利要求12至20中任一项所述的方法，还包括利用第一速度检测器(200)测量所述牵引轮(33)的速度以及用第二速度检测器(250)测量所述自由下落保护滑轮(120，130)的速度，所述第一速度检测器(200)的输出和所述第二速度检测器(250)的输出的差异指示所述提升构件(41)在所述牵引轮(33)上的打滑。

22.根据权利要求12至21中任一项所述的方法，还包括为所述自由下落保护构件(110)的后侧提供用于每个层站(111)的标记，其中执行手动救援操作的操作员能够确定困在层站之间的所述轿厢(10)的初始位置以及所述轿厢(10)从所述标记的移动，使得所述轿厢(10)能够停在最近的层站。