具有交疊飛重系統的調速器滑輪的製作方法

2024-02-18 11:03:15

專利名稱：具有交疊飛重系統的調速器滑輪的製作方法
技術領域：
本發明涉及控制電梯轎廂速度的裝置。更具體地，本發明涉及離 心致動調速器。
背景技術：
、- n鬥 、,、. ；
的工程安全系統。 一個這樣的安全系統是調速器。電梯調速器被設計 成防止電梯轎廂超過設定速度限制。調速器是自動安全系統中的部 件，當電梯轎廂超過設定速度時其被致動並且向控制系統發出信號以 停止轎廂或者直接接合安全裝置以停止轎廂。 一種公知的調速器是離 心致動調速器。
在電梯系統中使用的離心調速器的一種常見設計採用兩個質量
塊，有時所述質量塊也被稱作飛重(flyweight),所述飛重以相對的構 造被連杆運動學地連接並且被銷接到繞公共軸線旋轉的跳掣滑輪
(tripping sheave )。這些互連零件形成了調速器機構，該調速器機構 以與滑輪角速度相同的角速度旋轉。旋轉質量塊的角速度導致離心 力，該離心力產生推動質量塊遠離滑輪旋轉軸線的作用。質量塊的運 動基本是關於它們與滑輪的銷接附連部徑向向外的懸臂動作。聯接器 防止質量塊的徑向向外運動高達設定電梯轎廂速度。聯接器通常包括 連接在滑輪和一個質量塊之間的彈簧，該彈簧抵抗由旋轉滑輪的角速 度產生的離心力高達設定速度。當電梯轎廂到達或超過設定速度極限
(有時也被稱為超速條件)時，調速器被致動。在超速條件下，調速 器聯接器(例如彈簧聯接器)的力被作用在質量塊上的離心力所克服。 兩個質量塊徑向向外運動並且通常接合傳感器，傳感器繼而向電梯系 統內的安全裝置發送信號以便減慢或停止電梯轎廂。
現有離心調速器設計具有多個限制。僅包括兩個懸臂質量塊的調 速器機構存在周向死區，在該死區內當調速器被致動後質量塊可能不 會立即接合傳感器，這又可能延遲與電梯安全裝置的接合。在現有離 心調速器機構內的固有死區導致了如下風險即在轎廂到達超速條件之後並且在安全裝置被接合以便減緩或停止轎廂之前的期間內大的電梯轎廂的速度會增加。在現有調速器機構中由死區導致的這種大電梯轎廂速度增加的風險使得電梯轎廂系統中存在多個問題。例如，大轎廂速度增加可能增加系統部件(例如導軌或電梯安全裝置的有效部件)損壞的風險。此外，大轎廂速度增加可能導致致動後備的安全部件，在一些情況下這可能會使得乘客援救消耗更多的時間並且是複雜的。
根據上述內容，本發明的目的是解決常規調速器所具有的上述問題中的一個或多個問題。

發明內容
本發明包括在電梯調速器組件中使用的機構，其包括被構造成繞
基底軸線(ground axis) ^t專爭的基底(ground )、三個或更多個周向交疊凸輪、以及多個連杆，其中每個所述凸輪在與所述基底軸線徑向隔開的三個或更多個基底樞軸點中的 一 個樞軸點處被樞轉地附連到所述基底，所述多個連杆在多個連杆樞軸點處將所述三個或更多個凸輪彼此樞轉地附連在一起。周向交疊凸輪形成繞基底軸線的基本連續的圓環。基底、凸輪以及連杆的互連形成了大體圓形機構。
可以理解的是上述簡要描述和下述詳細描述均僅是示例性並且僅用作說明，而不是如權利要求對本發明進行約束。


從下述說明、所附權利要求以及在附圖中所示並在此後被簡要描述的示例性實施例中可以顯而易見到本發明的這些和其他特徵、方面以及優點。
圖1是包括調速器的電梯系統的立體圖。
圖2是包括根據本發明調速器的一個實施例的調速器組件的部分視圖。
圖3A和圖3B示出了圖2中所示的調速器的立體圖。
圖4是圖2、圖3A和圖3B的調速器處於致動狀態下的立體圖。
圖5是根據本發明的調速器的第二實施例的前視立體圖。
圖6是圖5所示調速器的後視立體圖。
具體實施例方式
在所有附圖中使用相同或類似附圖標記來表示相同或相似部件。圖1示出了電梯系統10,該電梯系統10包4舌電梯轎廂12、導專九
14和調速器組件16。調速器組件16包括跳掣滑輪18、調速器20、繩索圈22以及張緊滑輪24。電梯轎廂12在導軌14上行進或被滑動地連接於導軌14，並且在電梯通道(未示出)內部行進。在這個實施例中，跳掣滑輪18和調速器20被安裝在電梯通道的上端。繩索圈22被部分地繞跳掣滑輪18纏繞並且部分地繞張緊滑輪24 (在這個實施例中位於電梯通道的下端)纏繞。繩索圏22也^皮連接於電梯轎廂12，以便確保跳掣滑輪18的角速度與電梯轎廂12的速度相關。
在圖1所示的電梯系統10中，調速器組件16用於防止電梯轎廂12在電梯通道內部行進時超過設定速度。雖然圖1所示的調速器組件16被安裝在電梯通道的上端，不過在本發明的不同實施例中調速器組件16的位置和設置可以是不同的。例如，實際上調速器組件16可以在電梯通道內被安裝在沿繩索圏22的任意點處，包括在電梯通道的底部，即電梯井。在另一個實施例中，調速器組件16可以可替換地被安裝於電梯轎廂12並隨該電梯轎廂12運動。例如這樣的可替換實施例可以包括被錨定在電梯通道的頂部和底部處並且部分地繞跳掣滑輪18及相鄰惰滑輪纏繞的靜力繩索。
圖2示出了調速器組件16的部分視圖，該調速器組件16包括跳掣滑輪18(也被稱為"基底")、調速器20、殼體26以及包括開關29的傳感器28。調速器20被附連於跳掣滑輪18，該跳掣滑輪18被可旋轉地安裝於殼體26。調速器20和跳掣滑輪18繞公共軸線30 (在圖3A和圖3B中示出)旋轉。傳感器28也被附連於殼體26。傳感器28可以是發送狀態變化信號的各種裝置，包括如圖2所示的機械啟動電開關29。在傳感器28保持固定於殼體26的同時，調速器20與跳掣滑輪18 —起在殼體26內旋轉。在下述條件下，當調速器20被致動時它的一個功能在於接合傳感器28，傳感器28繼而將電梯控制信號傳送給控制系統(未示出)，控制系統通過開啟安全電路中的一系列繼電器並中斷為驅動提供的動力而減慢或停止電梯轎廂12 ，從而開始降低制動器。
圖3A和圖3B示出了圖2中所示的調速器20的立體圖。在圖3A
8和圖3B中，調速器20繞滑輪旋轉軸線30旋轉，並且包括第一、第二和第三質量塊32a、 32b、 32c(也被稱作"凸輪")；第一、第二和第三質量塊支撐件34a、 34b、 34c;第一、第二和第三連杆36a、 36b、36c;以及聯接器38。第一質量塊32a被附連於第 一質量塊支撐件34a。第二質量塊32b被附連於第二質量塊支撐件34b。第三質量塊32c被附連於第三質量塊支撐件34c。第一質量塊支撐件34a在第一質量塊支撐件樞軸點40a處被樞轉地附連於跳掣滑輪18。第二質量塊支撐件34b在第二質量塊支撐件樞軸點40b處被樞轉地附連於滑輪18。第三質量塊支撐件34c在第三質量塊支撐件樞軸點40c處被樞轉地附連於滑輪18。在第一連杆樞軸點44a處通過第一連杆36a將第一質量塊支撐件34a樞轉地附連於第二質量塊支撐件34b。在第二連杆樞軸點44b處通過第二連杆36b將第二質量塊支撐件34b樞轉地附連於第三質量塊支撐件34c。在第三連杆樞軸點44c處通過第三連杆36c將第三質量塊支撐件34c樞轉地附連於第一質量塊支撐件34a。第一、第二和第三質量塊32a、 32b、 32c可以基本彼此相同。第一、第二和第三質量塊支撐件34a、 34b、 34c可以是大體弓形的並且基本彼此相同。並且，第一、第二和第三連杆36a、 36b、 36c也可以是彼此相同的。
在圖3A和圖3B中，質量塊32a、 32b、 32c和支撐件34a、 34b、34c被設置成周向交疊構造從而形成繞滑輪旋轉軸線30的連續圓環。質量塊32a、 32b、 32c和質量塊支撐件34a、 34b、 34c在樞軸點40a、40b、 40c處被樞轉地附連於滑輪並且被連杆36a、 36b、 36c樞轉地附連於彼此以便形成大體圓形機構42，該圓形機構42的角速度與跳掣滑輪18的角速度相同。機構42的角速度產生離心力，該離心力產生作用使得質量塊32a、 32b、 32c和質量塊支撐件34a、 34b、 34c繞跳掣滑輪18上的樞軸點40a、 40b、 40c樞轉遠離滑輪旋轉軸線30。
調速器20還包括在質量塊支撐件34c和跳掣滑輪18之間的聯接器38。聯接器38提供在質量塊支撐件34c和跳掣滑輪18之間的連接，該連接抵抗了由滑輪18的旋轉而產生的離心力。當滑輪18以限定範圍內的角速度旋轉時，質量塊支撐件34c (並且因而其他兩個互連質量塊支撐件34a、 34b)繞其樞軸點40c基本不徑向向外運動，並且調速器20隨滑輪18旋轉而不接合傳感器28。
調速器20可以構造成當聯接器38所提供的連接在滑輪18的設定角速度下被克服時而被致動，如圖4所示。在這樣的設定跳掣角速
度下，在質量塊32a、 32b、 32c上的離心力超過由聯接器38所產生的 力，從而導致質量塊32a、 32b、 32c和質量塊支撐件34a、 34b、 34c 繞它們的樞軸點40a、 40b、 40c徑向向外運動，使得當質量塊32a、 32b、 32c中的一個接觸開關29時傳感器28被4妾合。
根據本發明的調速器也可以包括可釋放非彈性聯接器(例如永磁 體聯接器)以便控制調速器的致動。在圖5和圖6中示出了這樣的可 替換實施例調速器2(T的示例，圖5和圖6分別示出了可替換調速器 20'的主視立體圖和後視立體圖。在這個實施例中，調速器20'繞滑 輪旋轉軸線30旋轉並且包括第一質量塊32a、第二質量塊32b、第三 質量塊32c、第一質量塊支撐件34a、第二質量塊支撐件34b和第三質 量塊支撐件34c。第一質量塊32a被附連於第一質量塊支撐件34a。第 二質量塊32b被附連於第二質量塊支撐件34b。第三質量塊32c被附 連於第三質量塊支撐件34c。第一質量塊支撐件34a在第一質量塊支 撐件樞軸點40a處被樞轉地附連於跳掣滑輪18 (未示出)。第二質量 塊支撐件34b在第二質量塊支撐件樞軸點40b處被樞轉地附連於滑輪 18。第三質量塊支撐件34c在第三質量塊支撐件樞軸點40c處被樞轉 地附連於滑輪18。第一質量塊支撐件34a被第一連杆36a樞轉地附連 於第二質量塊支撐件34b。第二質量塊支撐件34b被第二連杆36b樞 轉地附連於第三質量塊支撐件34c。第三質量塊支撐件34c被第三連 杆36c樞轉地附連於第一質量塊支撐件34a。
調速器20'還包括可釋放非彈性聯接器38'，該聯接器38'位 於質量塊支撐件34a、 34b和34c之一與滑輪18之間，或者位於其中 兩個質量塊支撐件之間，例如位於質量塊支撐件34a和34b之間。在 這個實施例中，可釋放非彈性聯接器38'是永磁體，其包括第一元件 90和第二元件92 。第 一元件90可以是被附連於第二質量塊支撐件34b 的永磁體。類似地，第二元件92可以是被附連於第一質量塊支撐件 34a的鐵磁性材料。在這樣的實施例中，連接件38'可以提供在第一 和第二質量塊支撐件34a和34b之間的^茲性連4妾，這抵抗了由滑專侖(未 示出)的旋轉而產生的離心力。當滑輪以限定範圍內的角速度旋轉時， 質量塊支撐件34a、 34b保持磁性連接，並且調速器20'隨滑輪18旋 轉而不接合傳感器28。當聯接器38'所提供的磁性連接在滑輪18的
10設定角速度下被克服時，調速器20'被致動，這是因為在質量塊32a、 32b和32c上的離心力超過了磁性連接所產生的力。
連接質量塊32a、 32b、 32c、支撐件34a、 34b、 34c以及連杆36a、 36b、 36c從而形成大體圓形調速器機構42規定了質量塊支撐件34a、 34b、 34c的動作，使得當處於非致動狀態時質量塊支撐件34a、 34b、 34c繞滑輪旋轉軸線30徑向間隔開，並且當被致動時質量塊支撐件 34a、 34b、 34c根據角速度而徑向向外運動以基本形成大體圓形的周 界，直到質量塊支撐件34a、 34b、 34c的外弓形邊緣接合傳感器28。 因為機構42在質量塊支撐件34a、 34b、 34c的外邊緣處形成基本連續 的圓，並且提供上述的受控動作，所以一旦調速器20、 20'被致動， 則所述機構將幾乎立即接合傳感器28而與機構42繞滑輪;旋轉軸線30 的角位置無關。換言之，調速器20、 20'顯著地減少了與常規調速器 關聯的死區。
圖2和圖5所示調速器20和20'的製造費用可以被減少，因為 通過繞旋轉軸線30分別周向地重複質量塊32a、32b、32c、支撐件34a、 34b、 34c和連杆36a、 36b、 36c可以減少特定部件的總悽t量。這些實 施例也可以通過使得質量塊32a、 32b、 32c、支撐件34a、 34b、 34c 和連杆36a、 36b、 36c可相應地互換來簡化調速器20、 2(T的維護。
可以使用本領域的普通技術人員所公知的製造技術來構建質量 塊32a、 32b、 32c、支撐件34a、 34b、 34c和連杆36a、 36b、 36c。例 如，可以由各種鑄造金屬或沖壓金屬板材來構建質量塊32a、 32b、 32c。 作為另一個實施例，可以通過沖壓、鑄造或注塑成型來製造並且由金 屬板材、塑料或金屬與塑料的組合來構建質量塊支撐件34a、 34b、 34c 和連杆36a、 36b、 36c。
本發明的實施例消除了現有離心致動調速器的許多缺點。根據本 發明連接質量塊、質量塊支撐件和連杆以形成調速器機構規定了質量 塊支撐件的動作，使得它們形戒可調的大體圓環，該圓環根據角速度 在直徑上增大，直到質量塊支撐件的外弓形邊緣接合安全傳感器。因 為機構在質量塊支撐件的外邊緣處形成基本連續的圓並且提供上述 的受控動作，所以 一旦調速器被致動則其將幾乎立即接合傳感器而與 機構繞滑輪旋轉軸線的角位置無關。換言之，根據本發明的調速器被 構造成消除了死區，而死區可能會延遲向電梯安全裝置發送減慢或停止電梯轎廂的信號。根據本發明從離心調速器消除死區會降低轎廂到 達超速條件之後且電梯安全裝置被接合以減慢或停止轎廂之前的期 間內大電梯轎廂速度增加的風險。降低因現有調速器機構中的死區產 生的大電梯轎廂速度增大的風險通過例如降低損壞系統部件的風險 而增加了電梯轎廂系統的總體安全性。
上述討論僅為了說明本發明並且不應理解為將所附權利要求限 制於任意具體實施例或實施例的組合。例如，根據本發明的調速器的 實施例可以包括繞滑輪旋轉軸線以周向交疊構造設置的多於三個的 質量塊支撐件和質量塊。因此，雖然已經參考具體示例性實施例描述 了本發明，不過也應該認識到在不背離所附權利要求提出的本發明的 更廣且預期的範圍的情況下可以產生大量變型和改變。
因此，說明書和附圖應以示例性方式被考慮並且不意於限制所附 權利要求的範圍。根據本發明的上述公開內容，本領域的技術人員可 以意識到存在落入本發明範圍內的其他實施例和變型。因此，本領域 技術人員從本公開內容中獲得的落入本發明範圍內的所有變型均應 被包括作為本發明的進 一 步實施例。本發明的範圍被限定成如所附權 利要求所述。
權利要求
1.一種在電梯調速器組件中使用的機構，該機構包括被構造成繞基底旋轉軸線旋轉的基底；三個或更多個周向交疊凸輪，其中每個所述凸輪在與所述基底旋轉軸線徑向隔開的三個或更多個基底樞軸點中的一個基底樞軸點處被樞轉地附連到所述基底，從而形成繞基底旋轉軸線的基本連續的圓環；以及多個連杆，所述多個連杆在多個連杆樞軸點處將所述三個或更多個凸輪彼此樞轉地附連在一起從而形成大體圓形機構。
2. 根據權利要求1所述的機構，其中所述三個或更多個凸輪具有基本相同的形狀。
3. 根據權利要求2所述的機構，其中所述三個或更多個凸輪的每個凸輪均還包括附連於所述凸 輪的飛重。
4. 根據權利要求1所述的機構，其中所述大體圓形機構被構造成根據角速度而繞所述基底旋轉 軸線在直徑上增大。
5. 根據權利要求1所述的機構，還包括聯接器，所述聯接器被構造成當基底角速度小於第一速度時禁 止所述大體圓形機構繞所述基底旋轉軸線在直徑上增大，並且當所述 角速度處於大於或等於所述第一速度的速度時允許所述大體圓形機 構根據所述角速度而繞所述基底旋轉軸線在直徑上增大。
6. —種電梯調速器組件，包括滑輪，所述滑輪被構造成以與電梯轎廂速度相關的速度繞滑輪旋 轉軸線旋轉；三個周向交疊質量塊，其中每個所述質量塊均在與所述滑輪旋轉 軸線徑向隔開的三個質量塊樞軸點中的 一 個樞軸點處被樞轉地附連到所述滑輪從而形成繞所述滑輪旋轉軸線的基本連續圓環；以及多個連杆，所述多個連杆在多個連杆樞軸點處將所述三個質量塊 彼此樞轉地附連在 一起從而形成大體圓形機構。
7. 根據權利要求6所述的組件， 其中所述三個質量塊具有基本相同的形狀。
8. 根據權利要求6所述的組件， 其中所述三個質量塊中的每一個均包括 弓形質量塊支撐件；以及 被附連於所述弓形質量塊支撐件的質量塊。
9. 根據權利要求6所述的組件，其中所述大體圓形機構被構造成根據角速度而繞所述滑輪旋轉 軸線在直徑上增大。
10. 根據權利要求6所述的組件，還包括聯接器，所述聯接器被構造成當滑輪角速度小於第一速度時禁 止所述大體圓形機構繞所述滑輪旋轉軸線在直徑上增大，並且當所述 角速度處於大於或等於所述第一速度的速度時允許所述大體圓形機 構根據所述角速度而繞所述滑輪旋轉軸線在直徑上增大。
11. 根據權利要求10所述的組件，其中所述聯接器包括被連接在所述周向交疊質量塊中的至少兩 個質量塊之間的彈簧。
12. 根據權利要求10所述的組件，其中所述聯接器包括被連接在所述三個質量塊中的 一 個或更多 個質量塊和所述滑輪之間的一個或更多個彈簧。
13. —種電梯調速器組件，包括滑輪，所述滑輪被構造成以與電梯轎廂速度相關的速度繞滑輪旋轉軸線旋轉；以及三個質量塊，其中每個所述質量塊在與所述滑輪旋轉軸線徑向隔開的三個質量塊樞軸點中的一個樞軸點處被樞轉地附連到所述滑輪；其中所述三個質量塊在多個連杆樞軸點處被連杆彼此樞轉地附 連從而形成基本連續圓形機構，該基本連續圓形機構被構造成根據角 速度而繞所述滑輪旋轉軸線在直徑上增大。
14. 根據權利要求13所述的組件， 其中所述三個質量塊具有基本相同的形狀。
15. 根據權利要求13所述的組件， 其中所述三個質量塊中的每一個均包括 弓形質量塊支撐件；以及 被附連於所述弓形質量塊支撐件的質量塊。
16. 根據權利要求13所述的組件，還包括聯接器，所述聯接器被構造成當滑輪角速度小於第一速度時禁 止所述基本連續圓形機構繞所述滑輪旋轉軸線在直徑上增大，並且當 所述角速度處於大於或等於所述第一速度的速度時允許所述大體圓 形機構根據所述角速度而繞所述滑輪旋轉軸線在直徑上增大。
17. 根據權利要求16所述的組件，其中所述聯接器包括被連接在所述三個質量塊中的至少兩個質 量塊之間的彈簧。
18. 根據權利要求16所述的組件，其中所述聯接器包括被連接在所述三個質量塊中的一個或更多 個質量塊和所述滑輪之間的一個或更多個彈簧。
19. 一種電梯調速器組件，包括滑輪，所述滑輪被構造成以與電梯轎廂速度相關的速度繞滑輪旋 轉軸線旋轉；三個周向交疊質量塊，其中每個所述質量塊在與所述滑輪旋轉軸 線徑向隔開的三個質量塊樞軸點中的 一 個樞軸點處被樞轉地附連到 所述滑輪從而形成繞所述滑輪旋轉軸線的基本連續圓環；多個連杆，所述多個連杆在多個連杆樞軸點處將所述三個質量塊 彼此樞轉地附連在 一起從而形成大體圓形機構，該大體圓形才幾構被構造成根據角速度而繞所述滑輪旋轉軸線在直徑上增大；以及聯接器，所述聯接器被構造成當滑輪角速度小於第一速度時禁 止所述大體圓形機構繞所述滑輪旋轉軸線在直徑上增大，並且當所述 角速度處於大於或等於所述第一速度的速度時允許所述大體圓形機 構根據所述角速度而繞所述滑輪旋轉軸線在直徑上增大。
20. 根據權利要求19所述的組件， 其中所述三個質量塊具有基本相同的形狀。
21. 根據權利要求19所述的組件， 其中所述三個質量塊中的每一個均包括 弓形質量塊支撐件；以及 被附連於所述弓形質量塊支撐件的質量塊。
22. 根據權利要求19所述的組件，其中所述聯接器包括被連接在所述三個周向交疊質量塊中的至 少兩個質量塊之間的彈簧。
23. 根據權利要求19所述的組件，其中所述聯接器包括被連接在所述三個周向交疊質量塊中的一 個或更多個質量塊和所述滑輪之間的一個或更多個彈簧。
全文摘要
一種在電梯調速組件中使用的機構，其包括被構造成繞基底軸線旋轉的基底、三個或更多個周向交疊的凸輪以及多個連杆，其中每個所述凸輪在與所述基底軸線徑向隔開的三個或更多個基底樞軸點中的一個樞軸點處被樞轉地附連到所述基底，所述多個連杆在多個連杆樞軸點處將所述三個或更多個凸輪彼此樞轉地附連在一起。所述周向交疊的凸輪形成繞所述基底軸線的基本連續的圓環。基底、凸輪和連杆之間的互連形成了大體圓形機構。
文檔編號B66B5/04GK101657374SQ200780052554
公開日2010年2月24日 申請日期2007年4月13日 優先權日2007年4月13日
發明者J·L·貝爾加拉, J·M·阿瓜多, L·馬蒂 申請人:奧蒂斯電梯公司