具有油潤滑軸承的電梯機器的製作方法

2023-06-01 18:09:07 1

本發明涉及一種電梯機器。更具體地說，本發明涉及電梯機器軸承。

機器的繩輪和/或電動機可由一個或多個軸承系統支撐以進行轉動。國際申請公布號分別為WO2014/193726及WO2014/193728的申請案公開了塗油系統的最新提案。更早期的其他系統通常使用脂潤滑軸承。含油軸承可具有某些性能優勢以及某些適用性優勢。例如，WO『728號申請案公開了相對簡單的排油和注油方式，只要移除排油塞和注油塞就可以了。對比之下，脂潤滑軸承就不能只簡單地排油了。可能需要進行部分拆卸才能去除受汙染的潤滑脂。

但是，脂潤滑軸承具有潔淨的優點。與潤滑脂相比，潤滑油的流動性使其更容易洩漏。洩漏的潤滑油會汙染關鍵部位的表面，例如制動盤和關聯路徑。

發明概要

本發明的一方面涉及一種電梯機器，其包括電動機、繩輪、以及支撐繩輪繞軸線轉動的軸承系統。軸承系統包括：內套筒；安裝至內套筒的內座圈；殼體；安裝至殼體的外座圈；內座圈與外座圈之間的一個或多個滾動元件圓周陣列；以及防護罩。防護罩包括固定至套筒的輪轂以及至少沿著防護罩的一部分的徑向向外開放通道。

在任何其它實施方案中的一個或多個實施方案中，徑向向外開放通道是以下多個徑向互相交叉通道中的一個：防護罩的一個或多個徑 向向外開放通道；以及殼體的一個或多個徑向向外開放通道。

在任何其它實施方案中的一個或多個實施方案中，為以下一者或兩者：防護罩的一個或多個徑向向外開放通道為至少兩個通道；並且殼體的一個或多個徑向向外開放通道為至少兩個通道。

在任何其它實施方案中的一個或多個實施方案中，防護罩具有外凸緣以及徑向向外開放通道。該通道具有由凸緣形成的內側壁表面；由環形阻擋部形成的基面；及由徑向向外突出唇口形成的外側壁表面。

在任何其它實施方案中的一個或多個實施方案中，徑向向外開放通道是第一徑向向外開放通道且殼體具有處於第一徑向向外開放通道的徑向內側的第二徑向向外開放通道。

在任何其它實施方案中的一個或多個實施方案中，防護罩具有第三徑向向外開放通道，其處於第二徑向向外開放通道的徑向內側。

在任何其它實施方案中的一個或多個實施方案中，殼體具有：第四徑向向外開放通道，其處於第三徑向向外開放通道的徑向內側。潛在洩漏路徑依次：在防護罩外凸緣與殼體之間徑向向內通過；軸向向外經過第一徑向向外開放通道的外緣；徑向向內通過；軸向向內經過第二徑向向外開放通道的內緣；徑向向內通過；軸向向外經過第三徑向向外開放通道的外緣；徑向向內通過；並且軸向向內經過第四徑向向外開放通道的內緣。

在任何其它實施方案中的一個或多個實施方案中，徑向向外開放通道是第一徑向向外開放通道且防護罩具有第二徑向向外開放通道，其處於第一徑向向外開放通道的徑向內側。

在任何其它實施方案中的一個或多個實施方案中，潛在洩漏路徑依次：軸向向外經過第一徑向向外開放通道的外緣；徑向向內通過；並且經過密封件。

在任何其它實施方案中的一個或多個實施方案中，密封件是迷宮式密封件或唇形密封件。

在任何其它實施方案中的一個或多個實施方案中，電動機具有固定內定子和外轉子；並且繩輪安裝至外轉子。

在任何其它實施方案中的一個或多個實施方案中，內套筒固定至軸以防繞軸線相對轉動；並且殼體安裝至繩輪以支撐繩輪並與之一起作為一個單元繞軸線轉動。

在任何其它實施方案中的一個或多個實施方案中，殼體通過制動盤輪轂安裝至繩輪。

在任何其它實施方案中的一個或多個實施方案中，軸承系統為第一軸承系統並且電梯機器進一步包括：第二軸承系統，其支撐繩輪繞軸線轉動。第二軸承系統包括：內套筒；安裝至內套筒的內座圈；殼體；安裝至殼體的外座圈；內座圈與外座圈之間的一個或多個滾動元件圓周陣列；以及防護罩，其包括：固定至套筒的輪轂；及至少沿著防護罩的一部分的徑向向外開放通道。

在任何其它實施方案中的一個或多個實施方案中，殼體包括主殼體橫跨主殼體的軸向外側開口安裝的罩蓋。主殼體具有從鄰近套筒內端處徑向向外延伸的腹板以及自腹板軸向向外延伸並圍繞軸承外座圈的側壁。

在任何其它實施方案中的一個或多個實施方案中，主殼體包括自側壁徑向向外延伸並與側壁和腹板形成為一體的安裝凸緣。

在任何其它實施方案中的一個或多個實施方案中，罩蓋包括：安裝至主殼體的主體(主體具有：穿過軸的中心開口；及處於中心開口的徑向外側的孔隙圓周陣列)以及橫跨孔隙圓周陣列安裝的透明窗。

在任何其它實施方案中的一個或多個實施方案中，一種電梯系統 包括電梯機器並進一步包括：電梯轎廂；以及自電梯機器懸掛轎廂的繩索或皮帶。

本發明的另一方面涉及一種電梯機器，其包括電動機、繩輪、以及支撐繩輪繞軸線轉動的軸承系統。軸承系統包括：內套筒；安裝至內套筒的內座圈；殼體；安裝至殼體的外座圈；以及內座圈與外座圈之間的一個或多個滾動元件圓周陣列。電梯機器還包括用於捕獲下落的潤滑油並使其向下流動的裝置。

在任何其它實施方案中的一個或多個實施方案中，裝置可包括一個或多個通道。其它特徵可與本發明第一個方面所涉電梯機器的實施方案所描述的相同。

本發明的另一方面涉及一種使用電梯機器的方法。所述方法包括：運行電動機以驅動繩輪和軸承殼體的轉動；軸承殼體的轉動和/或軸承的滾動離心分布殼體內的潤滑油；以及下落的潤滑油被捕獲到徑向向外開放通道內，隨後在通道裡周向流動。

在該方法任何其它實施方案中的一個或多個實施方案中，電梯機器可與上文描述的或下文將進一步詳述的相同。

在任何其它實施方案中的一個或多個實施方案中，在通道裡周向流動的潤滑油最終在軸承殼體內部的下部形成聚積。

下面將通過附圖和說明詳細介紹一個或多個實施方案。

附圖簡述

圖1是電梯系統的示意圖。

圖2是圖1所示系統的電梯機器的視圖。

圖3是圖2所示機器的中心垂直縱剖視圖。

圖4是圖3所示機器的軸承架的第一視圖。

圖5是圖3所示軸承架的第二視圖。

圖6是第一種情況的軸承架中心垂直剖視圖。

圖6A是圖6所示軸承架的上部的放大圖。

圖7是第二種情況的軸承架第二垂直剖視圖。

圖7A是圖7所示軸承架的上部的放大圖。

圖8是軸承架的殼體罩蓋的視圖。

不同附圖中的相同附圖標號和標記表示同一元素。

具體實施方式

圖1示出了示例曳引式電梯系統20的示意圖。對於該電梯系統20的那些無助於理解本發明的特徵(例如導軌、安全裝置等)，本文不作討論。電梯系統20包括通過一個或多個懸掛構件26(例如繩索或皮帶)可運行地懸掛在井道24內的電梯轎廂22。該一個或多個懸掛構件26(皮帶、繩索(纜線)等)與一個或多個繩輪28、36相互作用以圍繞電梯系統20的各個組件。該一個或多個懸掛構件26還可連接用於在運行中使電梯系統20保持平衡的對重32。

電梯系統20中的繩輪，其直徑或同或不同。至少一個繩輪可為曳引繩輪36，由電梯機器(機器)34驅動。在示例實施方案中，曳引繩輪36作為電梯機器34的一部分與之集成為一體。由機器34造成的曳引繩輪36的移動，(通過曳引)驅動圍繞曳引繩輪36的一個或多個懸掛構件26。

至少一個繩輪28可為轉向輪、偏導輪或空轉輪。轉向輪、偏導輪或空轉輪並非由機器34驅動，但能幫助將一個或多個懸掛構件26 導向為圍繞電梯系統20的各個組件。繩輪28的形狀取決於其嚙合的懸掛構件26的形狀。

在某些實施方案中，電梯系統20可將兩個或更多個懸掛構件26用於懸掛和/或驅動電梯轎廂22。此外，電梯系統20可具有多種配置，比如，一個或多個懸掛構件26的兩側均嚙合或者僅其中一側嚙合一個或多個繩輪。

圖1提供了1:1的掛繩布置，其中一個或多個懸掛構件26止於轎廂22和對重32處。

機器34可包括底板40(圖2)。底板40可作為機器34的底座或支座。底板40可在機器34安裝在電梯系統中時支撐機器34。

機器34可包括一個或多個支架或支座，如支架44。支架44可用於為機器34提供支撐，且可用以相對於機器34的運行組件提供足夠的空隙。

機器34可包括制動系統。示例制動系統為盤式制動系統。示例盤式制動系統包括一對制動盤46。每個制動盤與一個或多個制動鉗48關聯。每個制動鉗48可有選擇地嚙合所關聯的制動盤46，兩者的嚙合可用以使電梯轎廂受控停止。

機器34可包括繩輪36。繩輪36可用於保持或支撐繩索、纜線、皮帶等，從而便於電梯轎廂在電梯系統中移動。

機器34可包括一個或多個接線盒52。接線盒52可配置在繩輪36一側的固定框架上，可用於準備一個或多個連接點(例如為電動機(描述見下文)提供動力的電連接)。

圖3是機器34的橫截面圖。機器34可具有電動機60，如圖3所圖示說明的，該電動機60包括外轉子62和內定子64。轉子62可聯接至繩輪36以傳遞機械動力來驅動或移動電梯轎廂。如下文進一 步描述的，定子64可聯接至(如固定地安裝於)固定軸66。圖3示出了軸66的中心縱向軸線500，其同時構成電動機定子64的中心縱向軸線。受限于震動公差、製造公差、變形公差和磨損，軸線500同時形成電動機轉子、繩輪、制動盤、軸承系統等的中心縱向軸線。示例支座44保持軸不相對於底板移動或轉動(受限於可能存在的任何減振或隔振特徵)。

該軸從第一端部70延伸至第二端部72。第一端部70安裝至第一端部支座44，第二端部安裝至第二端部支座44。該軸通過一對軸承架80支撐繩輪36和轉子62。每一示例軸承架均具有安裝至軸上的內套筒82及安裝制動盤的外殼84。內套筒和外殼互相配合以限定出隔層或軸承架內部86。繩輪36可在其各端部安裝至將通過軸承架支撐的各制動盤46。同樣，電動機轉子可安裝至繩輪、所說的內套筒82的「內」和外殼84的「外」是指相對於軸線500的徑向上的內和外。依上下文而定，「內」和「外」也可指軸向。所指為軸向時，是相對於整個機器而言的(例如，「內」是指朝向橫向中心面502，而「外」是指遠離橫向中心面502)，或者是相對於橫向中心線或者所涉組件或子系統等其它參照物而言的。因此，每一軸承架均具有從中央穿過其關聯軸承100的橫向中心面510(圖6)。從該中心面510開始的兩個沿軸向向外的方向，各包括相對於機器橫向中心面502沿軸向向外的方向和沿軸向向內的方向。

因此，從示例實施方案中可以看到，各軸承架可能相同且可能面朝相反方向。如下文將進一步討論的，每個軸承架還具有可能相同的特徵，且相對於軸承架橫向中心面510面朝相反的方向。

圖4示出了內套筒82具有用於接納和嚙合軸66的內徑(ID)面90。圖4還示出了外殼84包括用於通過螺栓與相鄰盤46的輪轂部分固定在一起的外徑(OD)凸緣92。

圖6示出了軸承100的更多細節。每一軸承均包括安裝至套筒外 徑(OD)面的內徑(ID)座圈102以及安裝在外殼84的主構件108的環狀部分106內的外徑(OD)座圈104。座圈之間容納了一個或多個滾動元件圓周陣列。在本示例中，有兩個滾柱陣列110和112作為滾動元件來提供推力及徑向固位。

當電梯不動時，潤滑油會聚積於軸承架內的隔層的底部。為說明之目的，圖6示出了隔層底部的聚積潤滑油532的表面530。當電梯不動時能明顯觀察到此種聚積。當電梯移動時，潤滑油將沿圓周向外朝向隔層86的外徑(OD)傾瀉，還將被轉動外殼84上的潤滑油的表面張力沿周向推動。到達隔層上部的潤滑油可能會先向下回落。這增加了洩漏的風險。

圖6A示出了當電梯在移動時沿著外殼的上部的潤滑油540。注意，由於外殼在轉動，此視圖是瞬時的。在這一瞬間，垂直切面橫切圍繞軸承沿周向排列的數個注/排油口120(圖6)中的一個。這些口的示例數量為4個，與軸線500呈90度角。這些口由可移除的用以排出和再注入潤滑油的塞子122封住。因此，如果機器在任何特定情形下停止，一個口可能離軸承架的底部非常之近以容許排油，另一個口可能在軸承架上方相當高之處以容許注油。圖7示出了不同間距的垂直切面，其中口120不與切面相交。

圖6示出了軸承架外殼的主構件108具有徑向向內延伸以縮短與相鄰的套筒82軸向內側端部132的距離的內側(相對於面510)端凸緣130。外殼主構件的外側端具有由罩蓋140封閉的開口。罩蓋140可固定就位。例如，罩蓋的徑向外側凸緣142可擰緊至外殼主構件的軸向外側邊緣。罩蓋的內徑(ID)部分可緊鄰並面朝套筒的軸向外側端部134。

為防止漏油，設有擋板樣防護罩160。如下文將進一步討論的，兩個類似的防護罩160、161彼此相對而設，均背朝軸承架橫向中心面510(一個接近軸承的內側端(相對於機器橫向中心面502)，一個 接近外側端)。示例防護罩160、161幾乎相同，具有非常相似的總特徵，但是由於其接合的外殼特徵不同而具有稍有不同的比例。防護罩會捕獲任何可能從外殼的上部向下回落的潤滑油並沿圓周將油流重新導向套筒82與外殼凸緣130或罩蓋140之間的縫隙150、152下方的下部。在示例實施方案中，兩個這種防護罩在軸承的相對側設於軸承架內。示例防護罩是相同的，彼此相對。替代實施方案可具有不同形式的防護罩。每一示例防護罩基本上形成為繞軸線500轉動的轉動體。每一防護罩從徑向內側端162(圖6A)延伸至徑向外側端164。內側端162限定接納套筒的補充部分的中心孔(例如，以冷縮配合的關係)。

防護罩的輪轂部分166從內側端或邊緣162處沿徑向向外延伸。輪轂166的面向軸承架的表面可能以冷縮配合之關係與套筒的肩167鄰接。

套筒包括徑向向外延伸至邊緣164的外凸緣部分168。示例凸緣部分168通過防護罩橫截面內的臺階170沿徑向向外(相對於軸承的中心面)呈階梯狀。

處於軸承架外側端的防護罩160被接納在罩蓋140的一部分中。處於軸承架內側端的防護罩161被接納在外殼主構件的與凸緣130相鄰的底部中。防護罩具有分別與罩蓋140或凸緣130(凸緣的內側面)相互配合的各種特徵，以幫助將潛在洩漏流重新導向回外殼內的底部區域並防止外殼和套筒之間的漏油。這些互相配合的特徵包括在防護罩上且分別在罩蓋140或凸緣130上的一系列嵌套的徑向向外開放通道220、222、224、226。如上所討論的，示例防護罩具有基本相同的通道組合，但是基於通道必須接合的外殼特徵，防護罩具有稍有不同的通道軸向凸起。兩個防護罩之間的不對稱可能源自修改不帶防護罩的基準軸承盒，從而需要實現不對稱之關係以適應基準差異。在替代實施方式中，可使用相同的防護罩。

圖6A示出了沿著罩蓋140的相鄰部分192的內側面或內徑(ID)面190的油膜540。油滴542可能自聚積540處傾瀉或滴落，形成沿潛在洩漏流路552徑向向內且大致向下的油流550。沿著軸承的上部，油流550中的下落潤滑油會落入通道中，然後順著底座或阻擋部240的外側表面242沿周向向下。在本示例中，遇到的第一個通道將是防護罩的通道220。替代示例可具有作為外殼的通道的最外側通道。但是，有些潤滑油會繞過通道(比如，漫過通道的側壁250或邊緣252)。該情況下，潤滑油可能聚積於下一個徑向向內的嵌套通道，諸如此類。在示例中，下一個通道是兩個構件(防護罩和罩蓋或凸緣)中另一個的通道。在示出的徑向截面裡，油流550和流路552因此是受限於這些周向上的偏離的，這樣，上部中所見沿著流路的油流550的油量逐步減少並可能趨近於零。例如，只要繞過兩個通道可能就幾乎沒有潤滑油流下來了。

作為示例最終備用手段，密封件260(如迷宮式密封件或彈性唇口)可在套筒和罩蓋之間實現密封(例如，如圖所示，內徑(ID)面安裝至與罩蓋的徑向向內表面262密封接合的套筒和唇口)。雖然油流550和流路552按圖示是繞過密封件的，但實際上，在那個時候是不會有油流/分流的。示出的嵌套或徑向的每一個通道與其徑向外側或內側相鄰通道部分地軸向重疊。示例嵌套通道中，每個防護罩上的兩個通道220、222在徑向上與每個關聯的罩蓋140和凸緣130(如，交替著)上的通道224、226互相交叉。因此，底座或阻擋部240的外側表面形成通道的基面230，通道232的第一側壁表面由其上形成有通道的各構件形成，通道的第二側壁表面234由關聯唇口250的側表面形成。第一表面和第二表面在軸向上處於內側還是外側將取決於通道是在防護罩上還是在其他構件上。但是，撞擊罩蓋或凸緣的潤滑油可能會因離心力向外傾瀉。然而，這些潤滑油很可能就會撞擊防護罩的下一個徑向向外通道的下側(內側表面)244並可能周向向下流動。

示例罩蓋140本身可能由多個零件組裝而成。示例主體300包括 上文討論過的罩蓋部分。示例構件300(如金屬機械)可包括多個觀察口320(圖6和圖8)。這些可能被徑向腹板區段322(圖7和圖8)隔開。罩蓋240可能還包括安裝就位的透明觀察板330(如透明的塑料或玻璃環面)。例如，它可能位於環形凹部中，該環形凹部被合適的密封件340密封並由緊固至構件300的擋圈350、352板(例如，或者具有與觀察口320對齊的孔隙和與腹板322對齊的腹板的環板)固定就位。觀察板330因此容許觀察油位以檢查油位和狀態。

電梯機器可能利用其它傳統的或尚未開發的材料或技術製成。

說明書和權利要求書中使用的「第一」、「第二」等詞彙僅在權利要求項中作區分之用，未必表示相對或絕對的重要性或時間順序。同樣，權利要求項中將某一元素確定為「第一」(等等)並不意味著不會在其它權利要求項或說明書中將該「第一」元素確定為稱為「第二」(等等)之元素。

本說明書描述了一個或多個實施方案。但是，應理解可以進行各種改動。例如，應用到現有基本系統時，該配置或與其相關聯的使用的細節會影響特定實施方案的細節。因此，其它實施方案也在權利要求書的保護範圍之內。