CN1199842C - 电梯和电梯牵引绳轮 - Google Patents

Abstract

一对重和一电梯轿厢悬挂在一组提升绳索上。电梯包括一或多只配有各绳槽的绳轮，所述各绳轮之一是一牵引绳轮，由一驱动机器驱动并带动各提升绳索。至少一只绳轮配有一接合于绳轮并包括各绳槽的覆层，所述覆层具有的厚度在绳槽的底部处基本上小于运行在绳槽中的绳索粗细的一半，而具有的硬度小于大约100肖氏A和大于大约60肖氏A。在一种最佳解决办法中，牵引绳轮是如此的一只绳轮。

Description

电梯和电梯牵引绳轮

技术领域

本发明涉及一种电梯，并涉及一种电梯牵引绳轮。

背景技术

通常的牵引绳轮式电梯基于以下解决办法，即其中钢丝绳，用作提升绳索并用作悬挂绳索，借助于往往由铸铁制成、由电梯驱动机器驱动的金属牵引绳轮使之运动。提升绳索的运动造成悬挂在其上的、对重和电梯轿厢的运动。从牵引绳轮到提升绳索的牵引力，以及借助于牵引绳轮施加的制动力，是经由牵引绳轮与绳索之间的摩擦来传递的。

用在电梯中的钢丝绳与金属绳轮之间的摩擦系数往往本身在电梯运行期间的正常情况下不足以保持牵引绳轮与提升绳索之间所需的抓握力。摩擦和由绳索传递的力量是通过改进牵引绳轮上绳槽的形状而增大的。牵引绳轮配有根切或V形绳轮，在提升绳索上产生形变并因此还导致提升绳索，比起用在比如转向滑轮之中的良好圆载面形式绳槽来，更大的磨损。由绳索传递的力量还可以通过增大牵引绳轮与绳索之间的包角，比如通取采取所谓“双绕”配置而予以增大。

在钢丝绳和铸铁或铸钢牵引绳轮的情况下，几乎总是在绳索上使用润滑剂以减少绳索磨损。润滑剂尤其可减少由于绳股之间的相互作用所造成的内部绳索磨损。绳索的外部磨损包括主要由牵引绳轮导致的表面钢丝的磨损。润滑剂的效果在绳索表面与牵引绳轮的接触上也是很显著的。

为了为导致绳索磨损的绳槽形状提供替代物，一直采用安放在绳槽中的一些嵌件以获得较大的摩擦系数。这种先前技术中的嵌件披露在比如说明书US 3279762和US 4198196之中。这些说明书中所述的嵌件是相对较厚的。嵌装件的绳槽配有在嵌件表面部分上并以软化其表面的方式形成附加的弹性横向或接近横向的波纹。嵌装件承受由绳索加于其上的力所造成的磨损，以致嵌装件必须定期更换。嵌件的磨损发生在绳槽之中，在嵌件与牵引绳轮之间的界面处以及在内部。

发明内容

本发明的目的是获得一种电梯，其中牵引绳轮具有对钢丝绳的优异抓握力，而且其中牵引绳轮很耐久并具有可减少绳索磨损的设计。本发明的另一目的是消除或避免先前技术解决办法的上述缺点并获得一种在绳索上形成优异抓握力以及经久耐用并减少绳索磨损的牵引绳轮。本发明的具体目的是披露电梯中牵引绳轮与绳索之间的一种新型触合。本发明还有一项目的是，应用所述牵引绳轮与绳索之间的触合于可能的电梯各转向滑轮。

为实现上述目的，本发明提供了一种电梯，其中一对重和一电梯轿厢悬挂在一组由基本上圆形截面的提升绳索组成的提升绳索上并包括一或多只配有绳槽的绳轮，所述绳轮之一是一牵引绳轮，由一驱动机器驱动并带动所述组提升绳索，其特征在于，至少一只所述绳轮具有贴靠提升绳索、附着地接合于绳轮并具有绳槽的覆层，所述覆层在绳槽底部处具有的厚度基本上小于运行在绳槽中的绳索粗细的一半，而具有的硬度小于大约100肖氏A和大于大约60肖氏A。

根据本发明另一方面，提供了一种电梯的牵引绳轮，设计得用于基本上圆形截面的提升绳索，其特征在于牵引绳轮具有贴靠提升绳索、附着地粘接接合于牵引绳轮并包含绳槽的覆层，所述覆层在绳槽的底部处具有的厚度基本上小于运行在绳槽中的绳索粗细的一半，而具有的硬度小于大约100肖氏A和大于大约60肖氏A。

在配有基本上圆截面提升绳索的电梯中，提升绳索的挠曲方向可以借助于绳轮随意改变。因而，电梯的基本布局，亦即电梯轿厢、对重和提升机器的设置可以相对随意地予以改变。钢丝绳或配有由钢丝捻成的一承载部分的绳索构成一种制成一组用于悬挂电梯轿厢和对重的提升绳索的可靠方式。借助于牵引绳轮来驱动的电梯可以除牵引绳轮之外还包括其他一些轮向滑轮，它们用于两个不同的目的：各转向滑轮用以建立电梯轿厢和/或对重所需的悬挂比，以及各转向滑轮用以导引各绳索的行走。每一转向滑轮可以主要用于两个目的之一，或者可以既在悬挂此方向，也可以作为导引各绳索的装置而具有确定的功能。由驱动机器驱动的牵引绳轮另外又使一组提升绳索移动。牵引绳轮和其他或有的一些转向滑轮都配有绳槽，一组提升绳索中的每一绳索因而都是分别受到导引的。

当绳轮贴靠钢丝绳具有一带有各绳槽并提供很大摩擦的覆层时，在绳轮与绳索之间达到实际上的无滑动接触，这在绳轮用于牵引绳轮的情况下是尤其有利的。如果覆盖相对较薄，则作用在绳轮不同两侧上的绳索拉力之间的差别所造成的拉力差别，在绳索进入绳轮和离开它的时候，将不会产生在牵引力方向上导致很大拉伸和压缩的、很大的表面切向位移。经过绳轮的最大拉力差别出现在牵引绳轮处，原因在于对重与电梯轿厢之间通常的重量差别以及以下事实，即牵引绳轮不是一个随意转动的绳轮，而至少在加速和制动期间，取决于均衡此差别的方向和电梯运动的方向，可产生或是增加或是降低因均衡差别而造成的绳索拉力的某一倍数。较薄覆层的好处还在于，当受挤于绳索与牵引绳轮之间时，覆层不会受压很厉害以致压缩会趋向于发展到绳槽的两侧。由于这样的压缩可造成材料的侧向扩展，所以覆层或可由于其中产生的很大拉伸而损坏。不过，覆层必须具有足以适应由拉伸造成的绳索伸长，以致不出现擦磨绳索的绳索滑移。同时，覆层必须足够柔软以允许绳索的粗糙结构部分—换句话说，表面各钢丝—至少部分地卧入覆层，还必须是够坚硬以确保覆层基本上不会在绳索的槎椟下窜出。

对于粗细小于10mm的钢丝绳，其中表面各钢丝具有相对较小的粗细程度，可以采用范围从60肖氏A高至大约100肖氏A的覆层硬度。对于具有的表面钢丝细于通常电梯绳索之中者的绳索，即具有的表面钢丝粗细只是大约0.2mm的绳索，最佳的覆层厚度处在大约80-90肖氏A的范围之内或甚至更硬一些。相对较硬的覆层可以做得较薄。当采用具有较粗的表面钢丝(大约0.5-1mm)的绳索时，合适的覆层硬度在大约70-85肖氏A的范围之内并需要较厚的覆层。换句话说，针对较细的钢丝，采用较硬和较薄的覆层，而针对较粗的钢丝，采用较软和软厚的覆层。由于覆层由粘接层遍及贴放于绳轮的整个面积而牢牢地固定于绳轮，所以在覆层与绳轮之间不发生任何导致它们磨损的滑移。粘接层可以以如下方式制成，即往金属绳轮表面上硫化一橡胶覆层，或者往带有或不带粘接剂的绳轮上浇铸聚氨基甲酸乙酯或类似的覆层材料，或者在绳轮上涂上覆层材料或往绳轮上快速胶接覆层材料。

因而，一方面，由绳索加在覆层上的总的负荷或平均表面压力，覆层应当硬而薄，而另一方面，覆层应当充分地软和厚以允许绳索的粗糙表面结构卧入覆层到适当的程度，以便在绳索与覆层之间产生充分的摩擦而确保粗糙的表面结构不会戳入覆层。

本发明的一项非常良好的实施例是在绳轮上使用覆层。因而，优先的解决办法是生产一种电梯，其中至少牵引绳轮配有覆层。覆层也适合于采用在电梯的转向滑轮上。覆层在金属绳轮与提升绳索之间起到减震层的作用。

牵引绳轮的覆层和一般绳轮的覆层可以不同方式予以确定，以致牵引绳轮上的覆层设计得可适应经过绳轮的较大拉力差别。有待确定的特性是覆层厚度和材料特性。优先的覆层材料是橡胶和聚氨基甲酰乙酯。覆层要求是弹性的和耐久的，所以，只要能够做得足够强固以承受由绳索产生的表面压力，就有可能采用别的耐久和弹性材料。覆层可以配有加强件，比如碳纤维或陶瓷或金属填料，以提高其经受内部拉伸和/或磨损的能力或面对绳索的覆层表面的其他性质。

本发明具有另外的以下一些优点：

牵引绳轮与提高绳索之间的摩擦很大；

覆层可减少绳索的磨损，这意味着在绳索表面钢丝方面需要较小的磨损允差，所以绳索可以完全由强固材料的细金属丝制成；

由于绳索可以由细金属丝制成，而且由于细金属丝可以制作得相对较为强固，所以提升绳索可以相应地细些，可以采用较小的绳轮，再次可以节省空间和实现较为经济的布局；

覆层是耐久的，由于在相对较薄的覆层中不出现很大的内部膨胀；

在很薄的覆层中，变形很小，并因而由变形造成的消耗和在覆层中内部产生的热量也很低而热量容易从较薄覆层上排除，所以由负荷在覆层中产生的热应变很小；

由于绳索较细而绳轮上的覆层薄而又硬，所以绳轮贴着绳索轻快地滚动；

在牵引绳轮金属部分与覆层材料之间的界面处不出现覆层的磨损；

牵引绳轮与提升绳索之间的很大摩擦可使电梯轿厢的对重做得相对较轻，意味着节省成本。

附图说明

下面，本发明将参照所附各图予以详细说明，附图中：

图1是表明符合本发明的一种电梯的简图；

图2是应用本发明的一种绳轮；

图3a、3b、3c和3d是一绳轮覆层的不同的可供代换的结构；以及

图4是另一覆层处理办法。

具体实施方式

图1是一部电梯结构的示意简图。此电梯可取地是一部无机房的电梯，其中驱动机器6安放在电梯竖井之中，虽然本发明也适用于带有机房的电梯之中。电梯提升绳索3的行走情况如下：各绳索的一端不动地固定于位于对重2路径的上方的井筒上部中的锚座13，对重则沿着对重导轨11而运动。各绳索从锚座处向下伸展并绕过悬挂对重的各转向滑轮9，这些转向滑轮9可转动地装在对重2上并从那里各绳索3进而向上伸展到驱动机器6的牵引绳轮7，沿着绳轮上的各绳槽绕过牵引绳轮。从牵引绳轮7处，各绳索3进而向下伸展到沿着轿厢导轨10运动的电梯轿厢1，经由用于把电梯轿厢悬置在各绳索上的各转向滑轮4在电梯轿厢下面通过，并随后从电梯轿厢再次上升到电梯竖井上部中的锚座14，各绳索3的第二端部固定于这一锚座。在井筒上部中的锚座13、牵引绳轮7和把对重悬置在各绳索上的转向滑轮9最好是相对于彼此如此设置，以致从锚座13走向对重2的绳索段和从对重2走向牵引绳轮7的绳索段二者都基本上平行于对重2的路径。同样，以下处理办法是可取的，即其中井筒上部中的锚座14、牵引绳轮7和把电梯轿厢悬置在各绳索上的各转向滑轮4相对于彼此如此地设置，以致从锚座14走向电梯轿厢1的绳索段和从电梯轿厢1伸向牵引绳轮7的绳索段基本上平行于电梯轿厢1的路径。在这种配置下，不需要另外一些转向滑轮来限定井筒中各绳索的行走。绳索悬挂以基本上对中的方式作用于电梯轿厢1上，倘若支承电梯轿厢的各绳轮4相对于经过电梯轿厢1中心的铅直重心线基本上对称地予以安装。

安放在电梯竖井之中的驱动机器6最好是具有扁平结构，换句话说，与其宽度和/或高度相比，机器具有的深度较小，或者至少机器窄小到足以容放在电梯轿厢与电梯竖井筒壁之间。机器还可以以不同方式安放。尤其是一种窄小的机器可以相当容易地配装在电梯轿厢上方。电梯竖井可以配有为向驱动牵引绳轮7的马达供电所需的设备以及用于电梯控制的设备，二者都可以安放在共同的仪器面板8上，或者彼此独立地安装，或者部分或整个地与驱动机器6形成一体。驱动机器可以是带齿轮的或不带齿轮的类型。一种优选的方案是包括永久磁马达的无齿轮机器。驱动机器可以固定于电梯竖井筒壁、固定于天花板、固定于一根导轨或各导轨，或者固定于诸如梁件或框架的某一另外构件上。在机器位于下方的电梯情况下，另一可能性是安装机器在电梯竖井的底部上。图1图示一种实用的2∶1悬挂，但本发明也可以在采用1∶1悬挂比的电梯中，换句话说，在各提升绳索直接连接于对重和电梯轿厢而无转向滑轮的电梯中，或者在采用适于牵引绳轮电梯的一些其他悬挂配置的电梯中，予以实施。

图2是应用本发明的绳轮100的局部剖面视图。各绳槽轮101处在配设在绳轮轮缘上的覆层102之中。绳轮最好是由金属或塑料制成。在绳轮的轮毂上形成空间103用于支承绳轮的轴承。绳轮还配有用于各螺栓的孔眼105，使得绳轮可以以其一侧固紧于提升机器6上的锚座，比如固紧于转动凸缘，以构成牵引绳轮7，在此情况下不需要与提升机器分开的轴承。

图3a、3b、3c和3d图示了给绳轮覆层的各种可供替代的方式。一种制造工艺简单的方式是一如图3d之中所示，为滑轮的光滑圆柱表面配设覆层102，其中制有各绳槽101。不过，这样一种一如图3d之中所示制成在光滑表面上的带槽覆层不能承受各绳索压进绳槽时所产生的很大挤压，因为压力可沿侧向发展。在图3a、3b和3c所示的解决办法中，轮缘的形状较好地适配于覆层中各绳槽的形状，所以，各绳槽的形状较好地得到支撑，而在绳索下面的均匀和几乎均匀厚度的承载表面层提供了对于由绳索产生的挤压应力侧向传播的良好抗力。由压力造成的覆层的侧向扩展因覆层的厚度和弹性而加强并因覆层的硬度和最终加固而减少。尤其是在示于图3c之中的解决办法中，覆层具有的厚度对应于绳索粗细的几乎一半，需要坚硬和非弹性的覆层，而图3a之中的覆层，具有的厚度等于绳索粗细的大约十分之一，可以明显地软一些。图3b中覆层在绳槽底部处的厚度等于绳索粗细的大约五分之一。覆层厚度应当等于由绳索表面钢丝(surface wires)形成的绳索表面结构深度的至少2-3倍。这样一种很薄的覆层，具有的厚度甚至小于绳索表面钢丝的粗细，必然不能耐受加在它上面的应变。实际上，覆层具有的厚度必须大于这一最小厚度，因为覆层将同样必须接受比表面结构更粗糙的绳索表面不平整状况(rope surface variations)。这样一种更粗糙区域形成在比如各绳股之间的等级差别大于各钢丝之间的等级差别的地方。实际上，适当的最小覆层厚度是表面钢丝粗细的大约1-3倍。在通常用在电梯中的绳索的情况下，绳索设计得用于接触金属绳槽和具有8-10mm的粗细，这一粗细规定导致至少大约1mm厚度的覆层。由于，在比电梯的其他各绳轮造成较大绳索磨损的牵引绳轮上的这一覆层将减少绳索磨损并因而也将降低为绳索配设粗表面钢丝的要求，所以，绳索可以做得光滑一些。采用较细钢丝允许绳索自身做得较细，因为较细钢丝可以比较粗钢丝用更强的钢丝制成。比如，采用0.2mm的钢丝，可以生产具有良好结构的4mm粗的电梯提升绳索。不过，覆层应当厚得足以确保它将不很容易比如被夹带在绳槽与提升绳索之间的偶尔的砂粒或类似颗粒刮伤或戳破。因而，希望有的最小覆层厚度，即使在使用细丝提升绳索时，也会是大约0.5-1mm。

图4表明一种解决办法，其中绳槽201处在覆层202之中，后者在绳槽两侧处薄于在底部处。在这样一种解决办法中，覆层配设在设置在绳轮200上的底槽220之内，以致覆层中因绳索加在它上面的压力而产生的变形将会很小并主要限于绳索表面结构卧入覆层。这样一种解决办法往往意味着，实际上，绳轮覆层由彼此分开的绳槽特有的各子覆层组成(ropegroove-specific sub-coatings)。自然有可能也在示于图3a、3b、3c之中的各种解决办法中采用绳槽特有的各子覆层。

在前述中，参照附图通过范例说明了本发明，而本发明的各不同实施例都可能处在本发明设计思想的范畴之内。在本发明设计思想的范畴内，显然，较细绳索增大了加在绳槽上的平均表面压力，如果绳索拉力保持不变的话。这一点通过适配覆层的厚度和硬度而可以易于予以考虑，因为较细绳索具有较细的表面钢丝，所以，比如采用较硬和/或较薄的覆层将不会造成任何问题。

Claims (10)

1.一种电梯，其中一对重和一电梯轿厢悬挂在一组由基本上圆形截面的提升绳索组成的提升绳索上并包括一或多只配有绳槽的绳轮，所述绳轮之一是一牵引绳轮，由一驱动机器驱动并带动所述组提升绳索，其特征在于，至少一只所述绳轮具有贴靠提升绳索、附着地接合于绳轮并具有绳槽的覆层，所述覆层在绳槽底部处具有的厚度基本上小于运行在绳槽中的绳索粗细的一半，而具有的硬度小于大约100肖氏A和大于大约60肖氏A。

2.按照权利要求1所述的电梯，其特征在于牵引绳轮配设有一覆层。

3.按照权利要求1所述的电梯，其特征在于所有绳轮都配设有覆层。

4.按照权利要求1所述的电梯，其特征在于牵引绳轮和至少一个另外绳轮上的覆层是彼此不同的。

5.按照前述权利要求中任一项所述的电梯，其特征在于覆层的厚度在绳轮上绳槽宽度方向上变化。

6.按照权利要求1-4中任一项所述的电梯，其特征在于各提升绳索具有由钢丝捻成一个承载部分。

7.一种电梯的牵引绳轮，设计得用于基本上圆形截面的提升绳索，其特征在于牵引绳轮具有贴靠提升绳索、附着地粘接接合于牵引绳轮并包含绳槽的覆层，所述覆层在绳槽的底部处具有的厚度基本上小于运行在绳槽中的绳索粗细的一半，而具有的硬度小于大约100肖氏A和大于大约60肖氏A。

8.按照权利要求7所述的牵引绳轮，其特征在于覆层在绳槽的边缘区域比在绳槽的底部处薄。

9.按照权利要求7-8中任一项所述的牵引绳轮，其特征在于覆层由橡胶、聚氨基甲酸酯或某一其他弹性材料制成。

10.按照权利要求7-8中任一项所述的牵引绳轮，其特征在于覆层的厚度最大是大约2mm。

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