CN1308216C - 电梯系统 - Google Patents

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    • B66B11/009—Roping with hoisting rope or cable operated by frictional engagement with a winding drum or sheave with separate traction and suspension ropes

Abstract

本发明涉及一种无机房电梯系统，所述电梯系统具有带主动轮(16)的驱动电机(2)、电梯轿厢(3)和设置在电梯轿厢一侧的配重(8)。驱动电机(2)通过主动轮(16)对一个作为楔形筋皮带的扁平皮带状的承载机构(12)进行驱动，所述承载机构对电梯轿厢(3)以兜绕方式并对配重在承载轮(11)上进行承载和对其沿垂直的导轨(5)移动。楔形筋皮带至少在面向主动轮(16)的滚动面上具有多个在皮带纵向上平行伸展的筋和槽，所述筋和槽用于改善承载机构的曳引性能。

Description

电梯系统
技术领域
本发明涉及一种无机房的电梯系统。
背景技术
本发明的电梯系统通常具有电梯轿厢和配重，所述电梯轿厢和配重在电梯竖井内或沿露在外面的导向装置移动。为产生移动，电梯系统具有至少一个分别至少带一个主动轮的驱动装置，所述主动轮通过承载和驱动机构对电梯轿厢和配重进行承载和将必要的驱动力传递给电梯轿厢和配重。
在下面将把承载或驱动机构称作承载机构。
在通常的电梯系统中通常采用作为承载机构的具有圆形截面的钢丝缆索。但对较新的电梯系统将更多地采用扁平的皮带状的承载机构。
在WO 99/43593中披露了一种具有扁平皮带状的承载机构的电梯系统。在该文件的附图6中所示的实施方式中，电梯系统具有一个驱动电机，所述驱动电机设置在竖井空间内的电梯轿厢的上方和通过至少一个主动轮作用于扁平的承载机构条带上，利用所述承载机构条带电梯轿厢和一个设置在其一侧的配重被上/下移动。扁平皮带状的承载机构由主动轮的一侧水平地向第一换向轮伸展，以90°包绕所述换向轮，然后沿配重侧的轿厢壁向下延伸，分别以90°包绕两个分别在电梯轿厢下面两侧设置的轿厢承载轮和沿一个与配重相背的轿厢壁向上伸展到在轿厢竖井的上面的范围内设置的第一承载机构固定点。承载机构从主动轮的另一侧水平向第二换向轮伸展，以90°包绕第二换向轮，然后延伸到配重承载轮外圆的轿厢侧，以180°包绕配重承载轮和垂直伸展到竖井顶部范围内的第二承载机构固定点上。
由于采用了扁平皮带的承载机构，所以这种电梯系统的优点在于，可以采用直径明显的小于通常的钢丝缆索允许的主动轮以及换向轮和承载轮的直径。由于主动轮的直径很小，因而减小了在主动轮上所需的驱动转矩，从而可以采用尺寸较小的驱动电机。由于所有的承载机构轮的直径较小，所以可以实现较为简单的和节省空间的电梯系统。
但在WO 99/43593中披露的电梯系统具有一定的缺点。
由于主动轮的直径较小，和因为在采用作为承载机构的扁平皮带时改进曳引性能的措施-针对圆的承载机构在主动轮上根切绳槽-是不适用的，所以在满载与空载的电梯轿厢之间的重量比较大时会出现问题，即在主动轮和扁平皮带状的曳引机构之间所传递的曳引力不足。
另外已知在采用扁平皮带状的承载机构时，在对滚动面未成形的情况下将会出现在主动轮、换向轮和承载轮上承载机构的侧导向的问题。经验表明，将存在承载机构在通常的主动轮、换向轮和承载轮上具有的侧平挡圈上剧烈的摩擦，造成承载机构受损的风险。
发明内容
本发明的目的在于提出一种具有扁平皮带状的承载机构的电梯系统，其中克服了上述缺点。
根据本发明实现所述目的的技术方案如下：
一种无机房的电梯系统，所述电梯系统具有带主动轮的驱动电机、电梯轿厢和设置在电梯轿厢一侧的配重，其中驱动电机通过主动轮对至少一个扁平皮带状的承载和/或驱动机构进行驱动，所述承载和/或驱动机构对电梯轿厢以兜绕方式进行承载并沿垂直的导轨移动电梯轿厢，扁平皮带状的承载和/或驱动机构是楔形筋皮带，所述皮带至少在面向主动轮的滑动面上具有多个在皮带纵向上平行伸展的筋和槽。
根据本发明的进一步设计，所述筋和槽的截面基本上是三角形或梯形的。
根据本发明的进一步设计，在至少一个三角形或梯形的筋或槽上所述筋或槽的侧边沿之间的角度在80°至100°之间。
根据本发明的进一步设计，所述角度为90°。
根据本发明的进一步设计，楔形筋皮带在其具有筋和槽的面上具有横向槽。
根据本发明的进一步设计，作为承载机构有多个平行设置的单独的楔形筋皮带。
根据本发明的进一步设计，主动轮的外径为70mm至100mm。
根据本发明的进一步设计，在电梯轿厢的两侧分别设置有一个轿厢导轨和在电梯轿厢的配重侧设置有两个配重导轨，和具有主动轮轴和主动轮的驱动电机安装在电机支架上，所述电机支架被其中的一根轿厢导轨和两根配重导轨支撑。
根据本发明的进一步设计，在电机支架上附加安装有一个制动单元，所述制动单元通过主动轮轴作用于主动轮。
根据本发明的进一步设计，具有主动轮的驱动电机设置在电梯轿厢所需要的空间的上方，其中主动轮的平面垂直于配重侧的轿厢壁和与后者成直角，和大致设置在轿厢进深的中间，和其中在电梯轿厢的配重侧的主动轮的垂直投影在电梯轿厢的垂直投影的外面，但驱动电机的一部分垂直投影与电梯轿厢的垂直投影重叠。
根据本发明的进一步设计，作为楔形筋皮带的承载机构从一个位于主动轮下方的在主动轮的垂直投影的范围内的承载机构固定点开始向下延伸到一面向电梯轿厢的配重承载轮外圆侧，楔形筋皮带对配重承载轮环绕和从此点开始向主动轮外圆与电梯轿厢相背的一侧延伸，环绕主动轮和沿配重侧的轿厢壁向下伸展，在电梯轿厢的两侧分别对一个设置在轿厢下方的轿厢承载轮以90°包绕和沿一个与配重相背的轿厢壁向上伸展到第二个承载机构固定点。
根据本发明的进一步设计，电梯轿厢在在电梯轿厢下面穿过的楔形筋皮带的范围内具有至少一个导轮，所述导轮用于对楔形筋皮带进行导向，所述导轮具有筋和槽。
推荐的方案主要在于，采用一种三角筋皮带替代具有平的曳引面的扁平皮带状的承载机构。楔形筋皮带在其曳引面的范围内具有多个在皮带纵向上平行伸展的筋和槽，所述筋和槽的截面具有成楔形相互靠近的侧边沿。在主动轮的外圆上同样具有筋和槽，所述筋和槽与楔形筋皮带上的筋和槽互补，在楔形筋皮带环绕主动轮时其楔形筋被压入主动轮的楔形槽内。其中楔形将提高在主动轮和楔形筋皮带之间出现的法向力，从而导致主动轮与皮带之间的牵引能力的改善。
另外楔形皮带的筋和槽与主动轮和滚轮上的筋和槽之间的啮合将保证承载机构的良好的分布在多个筋和槽边沿上的侧导向。
本发明的电梯系统当然也包括具有至少两个相互平行的承载机构条带(楔形筋皮带)的设计。
根据本发明优选的设计，楔形筋皮带的筋和槽基本是三角形或梯形的。具有三角形的或梯形的筋和槽制作简单、制作成本低廉。
平衡运转和牵引能力的要求之间的有益折衷方案是三角形或梯形的筋和槽的侧边沿具有一个在在80°和100°之间的角度b。
根据本发明系统的一特别相宜的实施方式，楔形筋皮带的筋和槽的侧边沿之间的角度b为90°。
容许特别小的弯曲半径的楔形筋皮带，即适用于与直径很小的主动轮、换向轮和承载轮配合的楔形筋皮带在其具有筋和槽的一面具有横向槽。因此可以大大减少环绕主动轮和滚轮运行时产生的弯曲应力。
为了确保电梯系统具有充分的工作安全性，具有作为承载机构的多个相互平行的单独的楔形筋皮带。
采用本发明的电梯系统的最大优点在于，实现了在至少主动轮，优选还包括换向轮和承载轮的外径为70mm至100mm时的主动轮上所需的转矩和随之驱动电机的尺寸以及整个电梯设备的尺寸。迄今的实验表明，主动轮和滚轮的直径为85mm时可以以最佳的方式满足不同的要求和载荷极限。
本发明另一有益的进一步设计在于，具有主动轮轴和主动轮的驱动电机安装在一个机架上，所述机架被一个轿厢导轨和两个配重导轨支撑。因此可以实现作用在主动轮和驱动电机上的垂直载荷绝大部分被导轨传递到电梯竖井的地基上，而不会对竖井壁加载。
根据本发明的电梯系统的一个实施方式采用如下方式实现附加的工作安全，在对驱动电机进行支承的机架上附加安装有一个制动单元，所述制动单元通过主动轮轴作用于主动轮。这种设置的优点在于，在电机受损的情况下不会丧失对主动轮的制动作用。
采用本发明的实施方式可以实现扁平皮带状的承载机构的理想的安装状况，其中带有主动轮的驱动电机设置在电梯轿厢占用的空间上方，其中主动轮的平面垂直于配重侧的轿厢壁和大致设置在轿厢进深的中间位置，和其中在电梯轿厢的配重侧上的主动轮的垂直投影在轿厢的垂直投影的外面，但驱动电机的一部分垂直投影与轿厢的垂直投影重叠。这种承载机构的设置可以实现对楔形筋皮带的应用，而不必对承载机构条带进行扭转，通常出于对节省空间的考虑主动轮和滚轮平面设置在不同的方向上，所以需要进行此扭转。
采用如下方式可以明显地节省电梯轿厢所需的竖井空间，承载机构从固定在主动轮下方的第一承载机构固定点开始向下延伸，对配重承载轮进行环绕，从此点开始向主动轮外圆的与电梯轿厢相背的一侧延伸，环绕主动轮和沿配重侧轿厢壁向下伸展并接着形成通常的对轿厢的下兜绕。在采用这种承载机构设置时，在配重侧需要一个在电梯轿厢与竖井壁之间的间隔，所述间隔仅略大于主动轮或承载轮的直径。而在本申请作为已有技术引用的WO99/43593的附图5和6中所示的承载机构设置中需要的间隔至少是主动轮直径的两倍。
根据本发明的电梯系统的另一实施方式，电梯轿厢在电梯轿厢下面穿过的的楔形筋皮带的范围内具有至少一个导向轮，所述导向轮具有筋和槽。因此对楔形筋皮带也可以实现上述有益的承载机构的导向，所述楔形筋皮带仅在其滚动面上具有筋和槽，由于所述筋和槽在设置在电梯轿厢下面的轿厢承载轮上径向向外，因而不被后者导向。
附图说明
下面将对照附图对本发明的实施例加以说明。图中示出：
图1为与电梯轿厢前端面平行的本发明的电梯系统的剖面图；
图2示出承载机构对电梯轿厢下兜绕的特殊的实施方式；
图3示出本发明的具有三角形筋和槽的楔形筋皮带，和
图4示出本发明的具有梯形筋和槽的楔形筋皮带。
具体实施方式
图1为与电梯轿厢前端面平行的本发明的电梯系统的剖面图。用附图标记1表示电梯竖井，其中驱动电机2通过楔形筋皮带12形式的承载机构对电梯轿厢3上/下移动。电梯轿厢3利用轿厢导靴4在固定在电梯竖井1上的轿厢导轨5上移动。轿厢底部6的下面两侧设置有轿厢承载轮7，通过所述轿厢承载轮楔形筋皮带12的曳引和加速力被传递到电梯轿厢3上。在电梯轿厢3的左侧设置有一个配重8，所述配重利用配重导靴9在两个配重导轨10上被导向并利用一配重承载轮11与电梯轿厢相同被悬挂在同一楔形筋皮带12上。驱动电机2设置在电梯轿厢3占用的竖井空间的上方和具有一个作用于主动轮轴15的输出轴14，其中主动轮轴15与配重侧的电梯轿厢3壁平行和对至少一个主动轮16进行支承。驱动电机2和具有至少一个主动轮16的主动轮轴15固定在一个机架13上，所述机架支撑在配重侧的轿厢导轨5以及两个配重导轨10上并与所述导轨固定连接。
在对驱动电机2进行支撑的机架13上还安装有一个在图中看不见的可控的制动单元17，所述制动单元设置在主动轮轴15的与驱动电机2相背的一端的范围内和可以对主动轮轴15和随之对主动轮16进行制动。制动单元17同时也起着对主动轮轴15的所述端进行支承的作用。这种设置的优点是，在电机损坏的情况下仍可以保持对主动轮的制动能力。
主动轮16的平面垂直于配重侧的轿厢壁和大致位于轿厢进深的中间。主动轮16的垂直投影在电梯轿厢3的垂直投影的外面，同时驱动电机2的一部分垂直投影与电梯轿厢3的垂直投影重叠。
作为承载机构的楔形筋皮带12的一端固定在主动轮16下面的主动轮在机架13上的垂直投影的范围内。从该第一承载机构固定点18开始，楔形筋皮带向下延伸到配重承载轮11的外圆与电梯轿厢4相对的一侧，对配重承载轮进行环绕，从此点开始向主动轮外圆的与电梯轿厢相背的一侧延伸，环绕主动轮和沿配重侧轿厢壁向下延伸，在电梯轿厢两侧以90°分别包绕一个设置在轿厢下面的轿厢承载轮7和沿与配重相背的轿厢壁向上一直伸展到承载机构的第二固定点19上。
所述的承载机构的设置促使实现电梯轿厢3和配重8的相互反向的垂直移动，其中电梯轿厢和配重的速度等于主动轮16的一半圆周速度。当不允许承载机构扭转，即当主动轮16和配重的承载轮11的平面必须与轿厢承载轮7的平面对齐时，第一承载机构固定点18的特殊设置可以实现配重侧轿厢壁和竖井壁之间尽可能小的间隔，此点在采用扁平的承载机构时是实际必然要求的情况。
出于简便起见，本说明书始终涉及的是具有一个承载机构条带、一个主动轮和分别具有一个配重或轿厢承载轮的电梯系统。但本发明的电梯系统还包括具有至少两个相互平行设置的承载机构条带(楔形筋皮带)的设计，其中在所述设计中同样可以有多个作为多个相互并列的单个部件或作为组合在一起的多元部件的主动轮和滚轮。这种楔形筋皮带的多元设置旨在实现充分的系统安全，实际上是绝对必要的。
图2示出用楔形筋皮带12对电梯轿厢3从下面兜绕的特殊的实施方式。除了上述提及的轿厢承载轮7外，在两个承载轮之间在轿厢底部6还固定有一个导向轮20，所述导向轮同样也具有筋和槽。这种导向轮仅用于对在滚动面上具有筋和槽的楔形筋皮带12进行侧导向。由于所述筋和槽在环绕轿厢承载轮旋转时是径向向外的，所以这种楔形筋皮带在通过轿厢承载轮7时并不能利用筋和槽实现侧导向。但这种导向并不是在任何情况下都是必要的，例如当轿厢承载轮具有平挡圈或充分长时，就不需要。
图3和4示出本发明的电梯系统采用的楔形筋皮带的实施方式12.1和12.2，其中具有在皮带纵向上定向的筋23和槽24。
最好楔形筋皮带12至少具有筋和槽的层是由聚氨酯构成的。
如图3和4所示，楔形筋皮带12还具有在纵向上的承拉体，所述承拉体由金属绳(例如钢丝绳)或非金属绳(例如合成纤维/化学纤维)构成。承拉体也可以是由金属或合成纤维制成的扁平的织物。承拉体将使楔形筋皮带12具有必要的抗拉强度和/或纵向刚度。
在图3所示的实施方式中筋和槽具有三角形的截面和在图4所示的实施方式中筋和槽具有梯形截面。在筋或槽的边沿之间的角度b将对楔形筋皮带的工作特性，特别是其平衡运转和牵引能力产生影响。实验表明，在一定的极限范围内角度b越大，平衡运转越好和牵引能力越差。当角度b在80°和100°之间时，可以同时实现平衡运转和牵引能力的有益的特性。对这种相互矛盾的要求的最佳折衷方案是角度b约为90°。
图4中示出楔形筋皮带12的另一设计。楔形筋皮带12除了楔形筋23和槽24外还可以具有横向槽26。所述横向槽26将改善楔形筋皮带12的挠曲柔韧性，因而所述楔形筋皮带可以与直径特别小的主动轮、承载轮和换向轮配合。

Claims (12)

1.一种无机房的电梯系统，所述电梯系统具有带主动轮(16)的驱动电机(2)、电梯轿厢(3)和设置在电梯轿厢一侧的配重(8)，其中驱动电机(2)通过主动轮(16)对至少一个扁平皮带状的承载和/或驱动机构(12)进行驱动，所述承载和/或驱动机构对电梯轿厢(3)以兜绕方式进行承载并沿垂直的导轨(5)移动电梯轿厢，其特征在于，扁平皮带状的承载和/或驱动机构是楔形筋皮带(12)，所述皮带至少在面向主动轮(16)的滑动面上具有多个在皮带纵向上平行伸展的筋(23)和槽(24)。
2.按照权利要求1所述的电梯系统，其特征在于，所述筋(23)和槽(24)的截面基本上是三角形或梯形的。
3.按照权利要求2所述的电梯系统，其特征在于，在至少一个三角形或梯形的槽(24)上所述槽(24)的侧边沿之间的角度(b)在80°至100°之间。
4.按照权利要求3所述的电梯系统，其特征在于，所述角度(b)为90°。
5.按照上述权利要求中一项所述的电梯系统，其特征在于，楔形筋皮带(12)在其具有筋和槽的面上具有横向槽(26)。
6.按照权利要求1-4中任一项所述的电梯系统，其特征在于，作为承载机构有多个平行设置的单独的楔形筋皮带(12)。
7.按照权利要求1-4中任一项所述的电梯系统，其特征在于，主动轮(16)的外径为70mm至100mm。
8.按照权利要求1-4中任一项所述的电梯系统，其特征在于，在电梯轿厢(3)的两侧分别设置有一个轿厢导轨(5)和在电梯轿厢的配重侧设置有两个配重导轨(10)，和具有主动轮轴(15)和主动轮(16)的驱动电机(2)安装在电机支架(13)上，所述电机支架被其中的一根轿厢导轨(5)和两根配重导轨(10)支撑。
9.按照权利要求8所述的电梯系统，其特征在于，在电机支架(13)上附加安装有一个制动单元(17)，所述制动单元通过主动轮轴(15)作用于主动轮(16)。
10.按照权利要求1-4中任一项所述的电梯系统，其特征在于，具有主动轮的驱动电机(2)设置在电梯轿厢(3)所需要的空间的上方，其中主动轮(16)的平面垂直于配重侧的轿厢壁，和大致设置在轿厢进深的中间，和其中在电梯轿厢(3)的配重侧的主动轮(16)的垂直投影在电梯轿厢的垂直投影的外面，但驱动电机(2)的一部分垂直投影与电梯轿厢(3)的垂直投影重叠。
11.按照权利要求10所述的电梯系统，其特征在于，作为楔形筋皮带(12)的承载机构从一个位于主动轮(16)下方的在主动轮的垂直投影的范围内的承载机构固定点(18)开始向下延伸到一面向电梯轿厢(3)的配重承载轮(11)外圆侧，楔形筋皮带对配重承载轮环绕和从此点开始向主动轮(16)外圆与电梯轿厢(3)相背的一侧延伸，环绕主动轮和沿配重侧的轿厢壁向下伸展，在电梯轿厢的两侧分别对一个设置在轿厢下方的轿厢承载轮(7)以90°包绕和沿一个与配重(8)相背的轿厢壁向上伸展到第二个承载机构固定点(19)。
12.按照权利要求11所述的电梯系统，其特征在于，电梯轿厢在在电梯轿厢下面穿过的楔形筋皮带(12)的范围内具有至少一个导轮(20)，所述导轮用于对楔形筋皮带(12)进行导向，所述导轮具有筋和槽。
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