CN1299333A - 具有位于配重内的驱动器的条带提升电梯 - Google Patents

具有位于配重内的驱动器的条带提升电梯 Download PDF

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J·M·菲尔拉雷
A·塞维尔
P·雷比拉德
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Abstract

一种电梯系统,包括一个配重驱动装置(26),该装置具有一个马达(32)和安装在内部的驱动滑轮(36),以使滑轮与驱动带(42)啮合并用于相对于驱动带上升和下降,使与所述配重驱动装置相连的电梯轿厢(12)上升和下降。

Description

具有位于配重内的驱动器的条带提升电梯
技术领域
本发明涉及一种电梯系统，特别是一种电梯导向系统，它通过采用集成功能的结构使得电梯配重容纳驱动系统，从而比传统的电梯系统所需的安装和工作空间要少。
发明背景
已知的电梯系统通常将所有的电梯元件限定在井道或机房内。井道是具有矩形基座并且电梯轿厢在其中运行的纵长垂直通道。除了其他元件，井道还包括轿厢导轨，这种导轨通常是一对普通的平行导轨，这对平行导轨固定在靠近每一壁中央的相对壁上，并沿着井道的几乎整个长度延伸。具有一对导轨的配重位于与第三壁靠近的位置上。井道容纳附加的元件，包括终点着陆开关、绳索和滑轮装置，以及用于配重的缓冲器和轿厢。
在工作之前和工作之中，首要的是电梯元件要精确定位和取向。井道的内壁必须适当地确定尺寸和对正，并且井道壁和电梯元件之间的机械界面必须能够承担使用期间的变化负载。特别重要的是轿厢运行的导轨要加以适当定位并牢固地保持。为了运行质量和安全，导轨必须精确地竖立、垂直并间隔，以避免轿厢摆动、振动和产生冲击。导轨通常是典型的钢制T形截面导轨，并且长度为16英寸。导轨位于井道内的位置会影响提升机、操纵器和上方(机房)设备的位置。机房通常位于井道的正上方。机房容纳提升机和操纵器、轿厢控制器、定位装置、马达装置和维护切断开关。
因为井道和机房的多个元件需要精确定位，并且它们实际上产生变化的负载，因此装配典型的牵引电梯系统费用高且复杂。
发明目的和概述
本发明的一个目的是提供一种改进的电梯系统，它通过提供一个多功能的元件来优化空间利用，所述多功能元件的作用是作为一个配重和一个用于驱动器以及电梯系统的支撑件，从而不需要机房和其他浪费空间的元件。本发明的另一个目的是提供一种改进的电梯系统，它通过多种装置，包括例如提供存储势能的配重装置作为提升装置的集成部件，来减小移动电梯轿厢所需的转矩，从而在结构和材料上达到最优效果。
本发明通过采用一个新型的驱动器装置和容纳在配重内并与配重一起移动的部件，达到了前述的和其他的目的。在一个实施例中，配重驱动装置包括一个马达和驱动滑轮，所述滑轮制成具有保持较窄轮廓的尺寸，并被悬挂且以与电梯轿厢协调的方式移动。配重驱动装置通过一个或多个悬挂绳索或条带与电梯轿厢相连。牵引条带，最好是带齿的牵引条带适于与驱动滑轮啮合并垂直固定在井道内以形成配重驱动装置路径。牵引条带不必非得是带齿的条带。也可以采用传统的绳索或扁平绳索或条带。这里所采用的术语“扁平条带”和“扁平绳索”意味着具有大于1的尺寸比的条带或绳索，其中尺寸比是条带或绳索的宽度与厚度的比例。当通过驱动滑轮施加转矩时，配重驱动装置被驱动以沿井道上下移动。附加的转向辊对环绕驱动滑轮的牵引条带进行导向，以保持足够的表面接触面积以及由此产生的牵引力。由于采用了扁平条带，所以用小直径的驱动滑轮就能获得足够的牵引力，从而节约空间。选择采用扁平的带齿条带还能进一步增大牵引力。
在本发明的另一个实施例中，配重驱动装置包括一个模块式马达装置，该马达装置由四个安装在配重主体上的驱动马达构成。每个马达都具有一个与两固定绳索之一配合的滑轮，所述固定绳索安装在井道顶并在其另一端被弹簧或拉伸重物拉紧。马达和滑轮最好位于配重主体的四角上。马达和滑轮相互匹配并设置成减小装置厚度的形式，从而减小安装和运行所需的空间。绳索环绕上部和下部滑轮的路径形成了用于大牵引力的360度的有效缠绕。由于采用了多个驱动滑轮，使得仅用小直径的滑轮和小马达就能形成大的聚集牵引区域，从而节约空间。采用多驱动滑轮和对应马达的另一个优点是：即使一个马达失效了，另外的马达也能够向电梯系统提供足够的动力而使电梯系统继续运行。
通过使悬挂条带与牵引条带隔离，每一悬挂条带都能分别为其特定的功能而加以优化，同时不影响其他性能特征，例如，悬挂绳索能够针对拉伸失效而进行优化，因为它们不需要提供牵引介质。另外，牵引绳索能够针对牵引力进行优化而仅仅有限度地考虑拉伸失效情况，这是因为它承担的最大拉伸力取决于轿厢和配重质量之差。另外，通过采用牵引带，马达尺寸减小了，这样可以用诸如圆柱马达代替扁平马达进行装备。
附图简要描述
图1是本发明电梯装置的第一实施例的垂直示意图；
图2是图1所示电梯装置的立体示意图；
图3是图1所示电梯装置的一个元件的示意侧视图；
图4是图3所示元件的示意前视图；
图5是本发明电梯装置的第二实施例的示意前视图；
图6是图5所示电梯装置的示意侧视图；
图7是一牵引滑轮和多条扁平绳索的侧剖视图，每条扁平绳索都具有多条芯线；
图8是一条扁平绳索的截面图。
对优选实施例的描述
图1-4表示了根据本发明第一实施例所述的电梯装置。电梯装置(10)包括一个电梯轿厢(12)和一个导轨装置(14)。导轨装置(14)包括一个纵长的垂直元件(18)，该元件(18)具有至少两面，用于分别固定第一电梯轿厢导轨(20)和第一配重导轨(22)。垂直元件(18)可以安装在例如井道壁(未表示)等固定结构上。第二电梯轿厢导轨(16)位于第一电梯轿厢导轨(20)对面并与之正对。第二电梯轿厢导轨(20,16)适于通过采用传统的导轨靴(未表示)或类似物而以传统的方式滑动地接收电梯轿厢(12)。第二配重导轨(24)位于第一配重导轨(22)的对面并与之正对，使得两配重导轨(22,24)位于与电梯轿厢导轨(16,20)座落的平面基本上垂直的平面内。
配重驱动装置(26)包括一个主体(28)，该主体(28)容纳了一个驱动装置(30)、一个马达(32)和一个重物(34)，如图4所示。图3示意性地表示了驱动装置(30)的元件，这些元件包括：一个带齿的驱动滑轮(36)，该滑轮(36)适于由马达(32)提供转矩；第一和第二转向滑轮(38,40)，用于使带齿的皮带(42)的表面以预定的牵引力接触到驱动滑轮(36)的预定表面区域。仍如图3所示意性地表示的那样，拉伸力变化装置(44,46)可以是诸如弹簧(未表示)等传统类型的装置。图中还示意性地表示了一个皮带张紧装置(48)，它也可以是诸如弹簧(未表示)等传统类型的装置。马达(32)可以是电机并通过图示的动力和控制电缆(50)向其供应电力和控制信号，从而使电缆(50)适于驱动配重驱动装置(26)移动。
图示的一条绳索、一组绳索或悬挂带(52)悬吊着电梯轿厢(12)和配重驱动装置(26)。悬挂带(52)的第一端(54)固定在上方的固定物体上，例如井道顶(未表示)的梁(56)上。固定在配重驱动装置(26)上的第一惰轮(58)与悬挂带(52)啮合。固定在上梁(56)上的第二惰轮(60)与悬挂带(52)啮合。第三和第四惰轮(62,64)固定在电梯轿厢(12)的底部并也与皮带(52)啮合。第三和第四惰轮(62,64)不必一定要位于电梯轿厢(12)下方，而是可以例如由位于轿厢上方的一个或多个惰轮代替。悬挂带(52)的第二端(64)相对于井道(未表示)固定在足够高的地方，以使电梯轿厢(12)和配重驱动装置(26)能够进行下文将要描述的期望的垂直移动。
工作时，当马达(26)通电后，扭矩通过带齿的驱动滑轮(32)传递到带齿的皮带(42)上，使得配重驱动装置(26)将沿着并相对于带齿皮带(42)移动。配重驱动装置(26)根据带齿的驱动滑轮(36)的旋转方向选择性地向上或向下移动。当配重驱动装置(26)被驱动而沿着带齿皮带(42)向下移动时，第一惰轮(58)随之向下移动，从而加长了第一和第二惰轮(60)之间的皮带(52)的长度。结果是延伸穿过第二惰轮(60)的有效皮带(52)的长度成比例地缩短，并且在第三和第四惰轮(62,64)上的电梯轿厢(12)被带动而提升。同样，当配重驱动装置(26)受到驱动而向上移动时，电梯轿厢(12)下降。
从上述第一实施例中可以看出，本发明不需要机房，总的材料需求也较少，并可以采用较小直径的驱动器(36)和惰轮(58,60,62,64)，这是因为牵引力仅取决于带齿的滑轮装置。当电梯轿厢对齐定位时，能够从井道底部或通过电梯轿厢(12)的窗口或开口来进入该机器或驱动装置(26)。本发明的设计形式减小了从马达(32)到轿厢(12)或建筑物的实体传导振动和噪音。带齿的皮带(42)和悬挂带(52)本身也能减小振动。配重驱动装置(26)可以经过预装配和预检测以减少安装时间并提高可靠性。因为采用了带齿皮带(42)和驱动滑轮(36)，所以减小了滑移并形成精确定位。由于牵引力并不取决于重量，所以可以使用较轻的轿厢(12)，从而可以采用较小却更高效的马达(32)。
现在参见图5-6，本发明的第二实施例指的是一种自提升的配重驱动装置(100)。配重驱动装置(100)适于与根据图1-4所示的条带(52)和惰轮(58,60,62,64)装置一起使用或者以相似的方式将装置(100)与电梯轿厢(12)相连。象第一实施例的情况一样，电梯轿厢(12)的移动将取决于配重驱动装置(100)的移动方式。
第二实施例的配重驱动装置(100)包括一个主体(102)，该主体具有固定在其上的一组四个电机(104,106,108,110)。每一电机(104-110)装备有对应的驱动滑轮(112,114,116,118)。一对固定绳索(120,122)安装在井道(未表示)的上方构件(未表示)上并由底部的传统装置(未表示)固定或拉伸。如图6中相对于第二绳索(122)所特别表示的那样，每一绳索(120,122)向下延伸而与下部驱动滑轮(118)啮合并绕过滑轮下方，再向上延伸而与上部驱动滑轮(114)啮合并绕过滑轮上方，然后再次向下延伸而被拉伸或固定。
绳索(120,122)和滑轮(112-118)之间的牵引力是通过调整每一条绳索(120,122)中的拉伸力来控制的。绳索(120,122)最好是扁平绳索，因为他们能够缠绕在较小直径的滑轮上同时提供足够大的牵引力。这样就能够减小装置(100)的侧面厚度。
象第一实施例一样，牵引力并不取决于重量，因此可以采用轻质的电梯轿厢(12)。在第二实施例中，每一驱动滑轮(112-118)被绳索(120,122)之一绕过大约180度，因此，在每一侧的整个有效包角大约360。整个有效包角由总牵引力决定。
可以想象，通过仅对四个马达中的两个通电，或者通过一个带有传动装置的马达驱动所有四个滑轮，可以改变第二实施例。还可以想象到，可以仅用一条绳索来代替两条绳索。
从上面对第二实施例的描述中可以看出，在配重驱动装置(100)上安装马达将消除来自轿厢(12)的振动和噪音。驱动滑轮(112-118)的位置使得滑轮的安装和维护都很方便。采用小马达(104-110)又可以节约费用。
本发明的主要特征是在上述电梯系统中采用的绳索是扁平的。其尺寸比的增大会导致绳索具有一个由宽度“W”限定的啮合表面，即有利于承载所述绳索的压力。因此，绳索中的最大绳索压力减小了。另外，相对于尺寸比为1的圆形绳索来说，通过提高尺寸比，扁平绳索(见图8)的厚度“t1”能够得以减小，同时仍保持绳索中用于支撑拉伸负载的绳索部分的恒定横截面积。
如图7和8所示，扁平绳索722包括多个单独的承载芯线726，这些芯线被包围在同一覆盖层728内。覆盖层728将各个芯线726分离并确定了用于与牵引滑轮724啮合的啮合表面730。承载芯线726可由高强度的轻质非金属材料制成，例如芳族聚酰胺纤维，或者由金属材料制成，例如细的高碳钢纤维。很期望使芯线726的厚度“d”尽可能小，以增大灵活性并减小芯线726的应力。另外，对于由钢纤维制成的芯线来说，纤维直径应该小于25毫米，最好是直径在大约0.10毫米到0.20毫米的范围内。具有这种直径的钢纤维能够改善芯线和绳索的灵活性。通过将具有这种重量、强度、寿命、尤其是上述灵活性特性的材料制成的芯线制在扁平绳索中，牵引滑轮直径“D”可以减小，同时仍能保持处于可接受限度内的最大绳索压力。
啮合表面730与牵引滑轮724的对应表面750接触。覆盖层728由聚氨酯材料，最好是热塑型胺基甲酸乙酯制成，这种材料以下述方式挤出并穿过多条芯线726，即每一单独芯线726都被加以限制而不能相对于其他芯线726沿纵向移动。对于覆盖层，如果有其他材料足以满足覆盖层的所需功能，即牵引、磨损、向芯线传递牵引负载以及克服环境因素等的话，也可以采用这些材料。应该理解到，尽管对于覆盖层可以采用其他材料，但是如果它们不能满足或超过了热塑型胺基甲酸乙酯的机械性能的话，则采用扁平绳索而具有的有利方面将减少。根据热塑型胺基甲酸乙酯的机械性能，牵引滑轮724的直径可以降至100毫米或更小。
这样构造扁平绳索722的结果是，绳索压力可以通过绳索722更均匀地分布。由于将多条小芯线726制在扁平绳索弹性覆层728中，则与已有技术的绳索相比，每条芯线726上的压力明显减小了。芯线压力减少至少n-1/2，其中n是对于给定负载和钢丝横截面积来说，扁平绳索中平行芯线的数目。因此，与具有相同承载能力的传统绳索电梯相比，扁平绳索中最大绳索压力明显减小了。另外，对于相同的承载能力来说，有效绳索直径‘d’(在弯曲方向测量)减小了，而且在不减小D/d比例的情况下，仍能使滑轮直径‘D’保持较小数值。另外，由于减小了滑轮直径D，就可以采用低价和更为紧凑的高速电机作为驱动主机。
图7也表示了那种构造成容纳扁平绳索722的具有牵引表面750的牵引滑轮724。啮合表面750构造成能够提供牵引力并引导扁平绳索722和滑轮724之间的啮合状态的形式。牵引滑轮724包括一对设置在滑轮724两侧的凸缘744和一个或多个设置在相邻扁平绳索之间的隔板745。牵引滑轮724还包括容纳在凸缘744和隔板745之间的衬套742。衬套742限定了啮合表面750，使得位于扁平绳索722的两侧和衬套742之间形成横向间隙754。成对的凸缘744和隔板与衬套一起实现对扁平绳索722进行导引的功能，防止绳索在松弛等状态下产生明显的错位现象。尽管图示装置包括衬套，但是应该理解到，也可以采用不带衬套的牵引滑轮。
尽管本文描述了优选实施例，但是应该理解到，在不脱离权利要求所限定的范围内，这些实施例可以作出变化。

Claims (10)

1．一种电梯系统，包括：
一个悬挂元件；
一条固定在电梯井道内的驱动带；
一个配重驱动装置，它与悬挂元件啮合并具有驱动装置，所述驱动装置用于与所述驱动带以牵引方式啮合并驱动所述配重驱动装置；
一个电梯轿厢，它与悬挂元件啮合，以同时移动轿厢和配重；
其中所述轿厢相对于驱动带响应所述配重驱动器的移动而移动。
2．如权利要求1所述的电梯系统，其特征在于，
所述悬挂元件包括一系列惰轮，包括固定在配重驱动装置上的第一惰轮，相对于井道固定的第二惰轮，和至少一个固定在所述电梯轿厢上的一个惰轮。
3．如权利要求1所述的电梯系统，其特征在于，
所述驱动带是带齿的条带。
4．如权利要求3所述的电梯系统，其特征在于，
所述驱动装置包括一个电机和一个带齿的驱动滑轮。
5．如权利要求1所述的电梯系统，其特征在于，
所述驱动带是一条扁平绳索。
6．一种电梯配重驱动系统，包括：
一个配重主体；和
安装在所述主体上的驱动装置，包括至少一个适于以拉伸方式与相对于电梯井道固定的至少一根绳索啮合的驱动滑轮，还包括用于向所述驱动滑轮供给转矩以相对于所述绳索有效地移动配重主体的马达装置。
7．如权利要求6所述的驱动系统，其特征在于，
所述驱动绳索是一根扁平绳索。
8．如权利要求6所述的驱动系统，其特征在于，
所述驱动绳索是一条带齿的条带。
9．如权利要求6所述的驱动系统，其特征在于，
所述驱动装置包括多个电机和安装在所述主体上的对应驱动滑轮。
10．如权利要求6所述的驱动系统，其特征在于，
所述驱动装置包括一个电机和安装在所述主体内的驱动滑轮。
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