PT1037847E

PT1037847E - Sistema de elevador com casa de máquinas compacta.

Info

Publication number: PT1037847E
Application number: PT99909642T
Authority: PT
Inventors: Leandre Adifon
Original assignee: Otis Elevator Co
Priority date: 1998-02-26
Filing date: 1999-02-26
Publication date: 2007-07-30
Also published as: JP4763127B2; US6401871B2; US20020000346A1; US20020000347A1; RU2211888C2; JP2011116567A; US6364061B2; US20090107776A1; EP1640307A3; US6739433B1; ES2366787T3; KR100607631B1; US6390242B1; US20170362059A1; CN1895984A; ES2363977T3; DE69943323D1; JP5624921B2; CN100564222C; JP2002505240A

Description

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DESCRIÇÃO "Sistema de elevador com casa de máquinas compacta"

Campo técnico O presente invento refere-se a sistemas de elevador e, mais em particular, a sistemas de elevador que possuem casas de máquinas.

Antecedentes do invento

Um sistema de elevador de tracção, tipico, inclui uma cabina e um contrapeso dispostos num poço de elevador, uma pluralidade de cabos que interligam a cabina e o contrapeso e uma máquina que possui uma roldana de tracção engatada nos cabos. Os cabos e, deste modo, a cabina e o contrapeso, são accionados pela rotação da roldana de tracção. A máquina e o seu equipamento electrónico associado, em conjunto com os componentes de elevador periféricos, tais como um regulador, estão instalados numa casa de máquinas, localizada por cima do poço do elevador.

Uma tendência recente na indústria de elevadores é a eliminação da casa de máquinas e a localização dos vários equipamentos e componentes do elevador no poço do elevador. Um exemplo é JP 4-50297, que descreve a utilização de uma máquina, localizada entre o espaço de deslocação da cabina e uma parede do poço do elevador. Outro exemplo é a patente US 5,429,211, que descreve a utilização de uma máquina, localizada na mesma posição, mas com um motor com um rotor tipo disco. Esta configuração tira partido do formato plano de uma máquina deste tipo para minimizar o espaço necessário para a máquina no poço do elevador. Esta máquina apresentada utiliza também imanes permanentes no rotor a fim de melhorar a eficiência da máquina. Estes tipos de máquinas, no entanto, estão limitados a rendimentos relativamente baixos e a velocidades baixas.

Na prática, estes tipos de elevadores necessitam de uma extensão do poço do elevador a fim de alojar a máquina e outro equipamento. A extensão pode ser concretizada quer pela 2

ΕΡ 1 037 847 /PT extensão da área da secção transversal do poço do elevador para acomodar o equipamento quer pela extensão do topo do poço do elevador para cima e para além da linha do telhado do edifício. Quaisquer destas configurações podem aumentar o custo de instalação do sistema de elevador. Além disso, a colocação da máquina e de outro equipamento típico da casa de máquinas no poço do elevador necessita que sejam seguidos procedimentos e precauções especiais a fim de se efectuar a manutenção do equipamento.

Em EP-A-100072 é apresentado um aparelho de accionamento de elevador colocado por cima de um poço de elevador.

Apesar da técnica acima indicada, os cientistas e engenheiros da requerente estão a trabalhar para desenvolver sistemas de elevador que utilizem de forma eficiente o espaço disponível no interior de um edifício.

Apresentação do invento

De acordo com o invento é proporcionada uma combinação de um edifício e de um sistema de elevador como reivindicado na reivindicação 1.

Numa concretização preferida do presente invento, o sistema de elevador inclui uma casa de máquinas que é uma unidade autónoma que pode ser instalada pela colocação da unidade adjacente ao poço do elevador.

Como um resultado da casa de máquinas ser autónoma, toda a casa de máquinas pode ser pré-montada e testada em fábrica antes de ser enviada para o local do edifício. Uma vez no local do edifício, a casa de máquinas pode ser colocada na sua posição sem necessidade adicional de instalação dos componentes da casa de máquinas, tais como a máquina, o accionamento, o controlador, o regulador, etc. Esta característica economiza tempo e custos durante a instalação. Além disso, uma vez a casa de máquinas instalada, a mesma pode ser utilizada como um guincho para instalar o equipamento do poço do elevador, tal como os carris de guia. 3

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De acordo com um aspecto adicional desta concretização, a casa de máquinas possui uma área de secção transversal substancialmente igual à área de secção transversal do poço do elevador.

Em consequência desta dimensão compacta, a casa de máquinas pode ser instalada no interior do mesmo espaço horizontal do poço do elevador e sem necessidade de se estender a dimensão do edifício. Esta característica reduz o custo de construção do edifício e proporciona flexibilidade na concepção do edifício.

Uma característica do presente invento é a utilização de cabos planos. Cabo plano, como utilizado aqui, é definido para incluir cabos com uma relação de aspecto, definida como a relação da largura w em relação à espessura t, substancialmente maior do que um. Uma descrição mais detalhada de um exemplo de cabos deste tipo está incluída nos pedidos de patente americana co-requeridos de propriedade comum com número de série 09/031, 108, intitulado "Tension Member for an Elevator", apresentado a 26 de Fevereiro de 1998 e número de série 09/218,990, intitulado "Tension Member for an Elevator", apresentado a 22 de Dezembro de 1998. A utilização de cabos planos resulta numa máquina muito compacta que pode ser alojada no interior das restrições de espaço de uma casa de máquinas compacta sem afectarem de forma adversa o desempenho do sistema de elevador. Isto permite que a casa de máquinas seja dimensionada de tal modo que a mesma pode ser alojada de forma conveniente no espaço entre o poço do elevador e os limites do edifício, tais como a linha do telhado. Além disso, a dimensão compacta e o peso reduzido da máquina e da casa de máquinas permitem que a casa de máquinas seja montada como uma unidade autónoma que é facilmente manuseada no local do edifício durante a instalação do sistema de elevador.

Os objectos, as características e as vantagens anteriores e outros do presente invento tornar-se-ão mais evidentes à luz da descrição detalhada seguinte das concretizações exemplificativas do mesmo, como ilustrado nos desenhos anexos. 4

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Breve descrição dos desenhos A Fig. 1 é uma ilustração de um sistema de elevador de acordo com o presente invento. as Figs. 2, 3 e 4 são ilustrações de uma concretização alternativa do sistema de elevador. A Fig. 2 ilustra o sistema de elevador instalado; a Fig. 3 ilustra a casa de máquinas como uma unidade autónoma; e, a Fig. 4 ilustra a configuração da casa de máquinas. as Figs. 5 e 6 são ilustrações de um sistema de elevador que fica fora do âmbito do invento. A Fig. 5 ilustra o sistema de elevador instalado e a Fig. 6 ilustra a casa de máquinas com material de isolamento de som. a Fig. 7 é uma vista lateral, em corte, de uma roldana de tracção e uma pluralidade de cabos planos, em que cada um possui uma pluralidade de cordões. a Fig. 8 é uma vista em corte de um dos cabos planos.

Melhor modo de realização do invento

Na Fig. 1 está ilustrado um sistema de elevador 12 que possui uma cabina 14 e um contrapeso 16 interligados por uma pluralidade de cabos 18 para movimentação no interior de um poço de elevador 20 e uma máquina 22 engatada nos cabos 18. A cabina 14 inclui um par de roldanas de desvio 24 que engatam nos cabos 18 e no contrapeso 16 e inclui também uma roldana de desvio 26 engatada nos cabos 18. O poço do elevador possui uma dimensão de altura vertical "H" que é equivalente ao curso da cabina, incluindo qualquer distância de desaceleração e segurança necessária. A máquina 22 está disposta no interior de uma casa de máquinas compacta 32 localizada por cima do poço de elevador 20 e inclui um motor 28 e uma roldana de tracção 30 engatada nos cabos 18. A casa de máquinas 32 inclui um piso 34, paredes laterais 36 e um painel superior 38. A casa de máquinas 32 possui uma dimensão de altura interna "d", medida desde o piso 34 até ao painel superior 36 e uma área de 5

ΕΡ 1 037 847 /PT secção horizontal que permite que a casa de máquinas 32 se ajuste no interior de um espaço por cima do poço de elevador 20 e por debaixo da linha de telhado 40 do edificio. O painel de piso 34 da casa de máquinas 32 suporta a carga da máquina 22 ao engatar nas paredes 42 do poço de elevador 20 e define também o tecto 44 do poço de elevador 20.

Uma caracteristica principal do presente invento é o formato plano dos cabos utilizados no sistema de elevador descrito acima. O aumento na relação de aspecto dá origem a um cabo que possui uma superfície de engate, definida pela dimensão de largura "w", que está optimizada para distribuir a pressão do cabo. Por conseguinte, a pressão do cabo máxima está minimizada no interior do cabo. Além disso, ao aumentar a relação de aspecto em relação a um cabo redondo, que possui uma relação de aspecto igual a um, a espessura "tl" do cabo plano (ver Fig. 8) pode ser reduzida enquanto se mantém uma área de secção transversal constante das porções do cabo que suportam a carga de tensão no cabo.

Como mostrado nas Figs. 7 e 8, cada cabo plano 722 inclui uma pluralidade de cordões de transporte de carga individual 726 encerrados no interior de uma camada comum de revestimento 728. A camada de revestimento 728 separa os cordões individuais 726 e define uma superfície de engate 730 para engatar na roldana de tracção 724. Os cordões de transporte de carga 726 podem ser formados num material não metálico, leve, de elevada resistência, tal como fibras de aramida, ou podem ser formadas num material metálico, tal como fibras de aço finas de elevado teor de carbono. É desejável manter a espessura "d" dos cordões 726 tão pequena quanto possível a fim de maximizar a flexibilidade e minimizar a tensão nos cordões 726. Além disso, para cordões formados por fibras de aço, os diâmetros das fibras deverão ser inferiores a 0,25 milímetro e, de preferência, no intervalo de cerca de 0,10 milímetro a 0,20 milímetro de diâmetro. Fibras de aço com um diâmetro deste tipo aumentam a flexibilidade dos cordões e do cabo. Ao incorporar cordões com o peso, a resistência, a durabilidade e, em particular, com a flexibilidade característicos dos materiais deste tipo nos cabos planos, o diâmetro da roldana de tracção "D" pode 6

ΕΡ 1 037 847 /PT ser reduzido enquanto se mantém a pressão de cabo máxima dentro de limites aceitáveis. A superfície de engate 730 está em contacto com uma superfície correspondente 750 de uma roldana de tracção 724. A camada de revestimento 728 é formada a partir de um material de poliuretano, de preferência um uretano termoplástico, que é extrusado na, e através da, pluralidade de cordões 726 de uma forma tal que cada um dos cordões individuais 726 fica constrangido contra movimento longitudinal em relação aos outros cordões 726. Além disso, a camada de revestimento é, de preferência, retardante de chama para minimizar danos na camada de revestimento e nos cordões no caso da correia ser exposta a chamas ou calor prejudicial. Outros materiais podem também ser utilizados para a camada de revestimento se os mesmos forem suficientes para satisfazerem as funções requeridas da camada de revestimento: tracção, desgaste, transmissão de cargas de tracção aos cordões e resistência a factores ambientais. Deverá ser entendido que apesar de outros materiais poderem ser utilizados para a camada de revestimento, se os mesmos não satisfizerem ou excederem as propriedades mecânicas de um uretano termoplástico, então os benefícios que resultam da utilização de cabos planos podem ser reduzidos. Com as propriedades mecânicas do uretano termoplástico o diâmetro da roldana de tracção 724 pode ser reduzido até 100 milímetro ou menos.

Em consequência da configuração do cabo plano 722, a pressão do cabo pode ser distribuída de forma mais uniforme através do cabo 722. Devido à incorporação de uma pluralidade de cordões pequenos 726 na camada de revestimento 728 elastomérica do cabo plano, a pressão sobre cada cordão 726 é diminuída de forma significativa em relação aos cabos da técnica antecedente. A pressão do cordão é diminuída, pelo menos de n”1/2, sendo η o número de cordões paralelos no cabo plano, para uma dada carga e secção de fio. Por conseguinte, a pressão de cabo máxima no cabo plano é reduzida de forma significativa quando comparada com um elevador com sistema de cabos convencional que possui uma capacidade de transporte de carga semelhante. Para além disso, o diâmetro de cabo efectivo 'd' (medido no sentido da curvatura) é reduzido para a capacidade de transporte de carga equivalente e podem ser 7

ΕΡ 1 037 847 /PT conseguidos valores inferiores para o diâmetro 'D' de roldana sem uma redução na relação D/d. Além disso, a minimização do diâmetro D da roldana permite a utilização de motores menos dispendiosos, mais compactos e de maior velocidade como máquina de accionamento. Por exemplo, num sistema de elevador padrão de 630 kg de 1 m/s com uma roldana de tracção com um diâmetro de 100 mm, pode ser utilizada uma máquina convencional conformada de forma cilíndrica com um diâmetro de aproximadamente 270 mm. A roldana de tracção 724 com uma superfície de tracção 750 configurada para receber o cabo plano 722 também está mostrada na Fig. 7. A superfície de engate 750 está complementarmente conformada para proporcionar tracção e para guiar o engate entre os cabos planos 722 e a roldana 724. A roldana de tracção 724 inclui um par de aros 744 dispostos sobre lados opostos da roldana 724 e um ou mais divisores 745 dispostos entre cabos planos adjacentes. A roldana de tracção 724 inclui ainda camisas 742 recebidas no interior dos espaços entre os aros 744 e dos divisores 745. As camisas 742 definem a superfície de engate 750 de modo a existirem intervalos laterais 754 entre os lados dos cabos planos 722 e as camisas 742. O par de aros 744 e de divisores, em conjunção com as camisas, desempenham a função de guiar os cabos planos 722 para evitarem grandes problemas de alinhamento no caso de condições de cabo com folga, etc. Apesar de mostrada a incluir camisas, deverá ser notado que uma roldana de tracção sem camisas pode ser utilizada. A utilização de cabos planos deste tipo e a resultante compactação da máquina permite que seja utilizada uma casa de máquinas muito compacta. Esta casa de máquinas pode ser ajustada no interior da área de secção transversal do poço de elevador e possui uma dimensão de altura, enquanto medida desde o piso até ao painel superior, que é substancialmente a mesma, ou apenas ligeiramente maior, dimensão da altura da máquina. Para o sistema de elevador de 630 kg, 1 m/s descrito acima, a dimensão da altura da casa de máquinas pode ser de aproximadamente 275 mm. Isto permite que o poço do elevador e a casa de máquinas sejam alojadas por debaixo do telhado do edifício, isto é, sem a necessidade de ter uma casa de 8

ΕΡ 1 037 847 /PT máquinas sobre o telhado ou um poço de elevador expandida que se estende para além da linha do telhado.

Além disso, para a utilização de cabos planos, o espaço sobrelevado necessário no poço do elevador para a cabina pode ser minimizado pela eliminação ou limitação da necessidade de mecânicas a funcionarem a partir do tecto da cabina. O acesso à máquina pode ser conseguido com um painel de acesso numa das paredes laterais ou com um painel de acesso no painel superior da casa de máquinas. O painel de acesso pode ser uma porta com dobradiças, uma porta deslizante ou qualquer outro tipo conveniente de abertura. Como uma alternativa, um painel de acesso pode ser colocado no piso da casa de máquinas tal que, se desejado, um mecânico pode aceder à máquina a partir do topo da cabina.

Apesar de apresentada na Fig. 1 como possuindo a casa de máquinas 32 localizada verticalmente adjacente e por cima do poço de elevador 20, deverá ser notado que a casa de máquinas também pode ser colocada verticalmente adjacente, mas por debaixo do poço do elevador. Nesta configuração, a compactação da máquina e da casa de máquinas pode permitir que o equipamento do poço do elevador, por exemplo, amortecedores para a cabina e contrapeso, seja integrado à volta ou na casa de máquinas, minimizando, deste modo, as necessidades de espaço do sistema de elevador.

Está ilustrada nas Figs. 2, 3 e 4 uma concretização alternativa do presente invento. Nesta concretização, o sistema de elevador 50 possui uma casa de máquinas 52 que inclui uma máquina 54 e vários outros equipamentos, tal como uma unidade de accionamento eléctrica 56 para a máquina 54, um controlador electrónico 58 para o sistema de elevador 50 e um regulador 60. A casa de máquinas 52 é uma unidade autónoma tal que todo o equipamento da casa de máquinas está encerrado no interior de um recipiente 62 que pode ser pré-montado e enviado para o local do edifício. Além disso, para o equipamento acima, uma ventoinha de arrefecimento 64 pode ser integrada na unidade da casa de máquinas 52 para refrigerar o equipamento electrónico na casa de máquinas 52. Em consequência da dimensão compacta da casa de máquinas 52, uma única ventoinha pode ser utilizada para proporcionar 9

ΕΡ 1 037 847 /PT refrigeração para todo o equipamento da casa de máquinas, em vez de existir uma ventoinha separada para cada unidade electrónica, como é convencional. O recipiente inclui um piso 66, paredes laterais 68, um painel superior 70 e um recorte ou rebaixo 72 sobre cada lado. Os recortes 72 são dimensionados e localizados para engatarem num par de vigas 74 dispostas no interior do poço de elevador 76. As vigas 74, que podem ser suportadas pelas paredes 78 do poço do elevador ou pelos carris de guia (não mostradas) da cabina do elevador 80 e/ou do contrapeso 82, suportam a carga da casa de máquinas 52 uma vez que a mesma está colocada por cima do poço de elevador 76.

Como uma unidade autónoma, a casa de máquinas 52 e todo o equipamento na casa de máquinas pode ser montado numa fábrica ou em qualquer outro local afastado do local do edificio. Como tal, cada peça de equipamento pode ser localizada de forma precisa antes do envio da unidade de casa de máquinas 52 e, uma vez no sitio, a unidade de casa de máquinas 52 necessita apenas de ser colocada por cima do poço de elevador 76 e, por conseguinte, o tempo e custo de instalação para o sistema de elevador 50 são reduzidos. A máquina 54 pode então ser utilizada como um guincho para levantar outro equipamento do poço do elevador, tal como os carris de guia para a cabina 80 e para o contrapeso 82, para o lugar no interior do poço de elevador 76 durante a construção. Esta caracteristica elimina a necessidade de um guincho separado para construir o sistema de elevador.

As Figs. 5 e 6 ilustram um sistema de elevador 100 fora do âmbito do invento por colocar a unidade de casa de máquinas 102 sobre o telhado 104 do edificio. Nesta disposição, a casa de máquinas 102 está suportada por um par de vigas 106 que estão integradas no telhado 104 do edificio, em vez de estarem no poço do elevador como mostrado na concretização das Figs. 2 a 4.

Esta disposição mostra a utilização de material isolador de som 108 que pode ser adicionado à unidade de casa de máquinas 102 para reduzir as emissões de ruído. Deverá ser notado que material de isolamento de som deste tipo também 10

ΕΡ 1 037 847 /PT pode ser aplicado às concretizações do invento mostradas nas Figs. 1 a 4.

Apesar do invento ter sido mostrado e descrito em relação a concretizações exemplificativas do mesmo, deverá ser entendido pelos especialistas na técnica que podem ser realizadas várias alterações, omissões e adições ao mesmo, sem se sair do âmbito do invento. Por exemplo, a cabina e o contrapeso podem ser estar directamente munidos de cabos em vez de ser utilizado um sistema de cabos de 2:1 como ilustrado. Nesta configuração, as roldanas de desvio sobre a cabina e o contrapeso podem ser eliminadas.

Lisboa,

Claims

ΕΡ 1 037 847 /PT 1/2 REIVINDICAÇÕES 1 - Combinação de edifício com telhado e sistema de elevador (12; 50) instalado no dito edifício, possuindo o sistema de elevador uma cabina (14; 80) e um contrapeso (16; 82) interligados por um ou mais cabos (18; 722) para deslocação no interior de um poço de elevador (20; 76) que tem uma dimensão de altura vertical, com o poço do elevador disposto no interior do edifício, com os cabos engatados numa máquina de tracção (28, 30; 54), disposta no interior de uma casa de máquinas (32; 52) e em que a casa de máquinas está disposta verticalmente adjacente ao poço do elevador e inclui uma dimensão de altura tal que a combinação do poço do elevador e da casa de máquinas fica disposta por debaixo da linha de telhado (40) do edifício e em que cada um de um ou mais cabos (18; 722) possui uma largura w, uma espessura t medida no sentido da curvatura e uma relação de aspecto, definida como a relação da largura w em relação à espessura t, maior do que um.
2 - Combinação de acordo com a reivindicação 1, em que a casa de máquinas (32; 52) é uma unidade pré-montada.
3 - Combinação de acordo com a reivindicação 2, em que a casa de máquinas (32; 52) inclui uma área de secção transversal substancialmente igual à área de secção transversal do poço de elevador (20; 76).
4 - Combinação de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, que inclui também um dispositivo de accionamento eléctrico (56) para controlo da operação da máquina de tracção (28, 30; 54) e em que o dispositivo de accionamento eléctrico está disposto no interior da casa de máquinas (32; 52).
5 - Combinação de acordo com qualquer reivindicação anterior, que inclui ainda um controlador de elevador (58) para controlo da operação do sistema de elevador e em que o controlador do elevador está colocado no interior da casa de máquinas (32; 52; 102). ΕΡ 1 037 847 /PT 2/2
6 - Combinação de acordo com qualquer reivindicação anterior, em que a máquina de tracção (28, 30; 54) inclui uma dimensão de altura, em que a casa de máquinas (32; 52) inclui ainda uma dimensão de altura interna e em que a dimensão de altura interna da casa de máquinas é substancialmente igual à dimensão de altura da máquina de tracção.
7 - Combinação de acordo com qualquer reivindicação anterior, em que a casa de máquinas (32; 52) está disposta na vertical acima do poço de elevador (20; 76).
8 - Combinação de acordo com qualquer reivindicação anterior, em que a casa de máquinas (32; 52) inclui ainda material de isolamento de som (108) para minimizar irradiação de ruído a partir da casa de máquinas.
9 - Combinação de acordo com qualquer reivindicação anterior, em que a casa de máquinas (32; 52) inclui ainda uma ventoinha (64) para fazer circular ar de refrigeração através da casa de máquinas.
10 - Combinação de acordo com qualquer reivindicação anterior, em que a casa de máquinas (32; 52) inclui ainda um painel de piso e em que o painel de piso define o tecto do poço de elevador (20; 76).
11 - Combinação de acordo com qualquer reivindicação anterior, em que a casa de máquinas (32; 52) inclui ainda um regulador (60).
12 - Combinação de acordo com qualquer reivindicação anterior, que inclui ainda um par de vigas (74) e em que a casa de máquinas (32; 52) é suportada pelas vigas.
13 - Combinação de acordo com a reivindicação 12, em que as vigas (74) estão instaladas no poço de elevador (20; 76). Lisboa,