電梯和電梯牽引繩輪的製作方法

2023-10-05 18:28:44 4

專利名稱：電梯和電梯牽引繩輪的製作方法
技術領域：
本發明涉及權利要求1前言中所確定的一種電梯，並涉及權利要求7前言中所確定的一種電梯牽引繩輪。
背景技術：
通常的牽引繩輪式電梯基於以下解決辦法，即其中鋼絲繩，用作提升繩索並用作懸掛繩索，藉助於往往由鑄鐵製成、由電梯驅動機器驅動的金屬牽引繩輪使之運動。提升繩索的運動造成懸掛在其上的、對重和電梯轎廂的運動。從牽引繩輪到提升繩索的牽引力，以及藉助於牽引繩輪施加的制動力，是經由牽引繩輪與繩索之間的摩擦來傳遞的。
用在電梯中的鋼絲繩與金屬牽引繩輪之間的摩擦係數往往本身在電梯運動期間的正常情況下不足以保持牽引繩輪與提升繩索之間所需的抓握力。摩擦和由繩索傳遞的力量是通過改進牽引繩輪上繩槽的形狀而增大的。牽引繩輪配有根切或V形繩輪，在提升繩索上產生應變並因此還導致提升繩索，比起用在比如轉向滑輪之中的良好的圓載面形式繩槽來，更大的磨損。由繩索傳遞的力量還可以通過增大牽引繩輪與繩索之間的包角，比如通過採取所謂「雙繞」配置而予以增大。
在綱絲繩和鑄鐵或鑄鋼牽引繩輪的情況下，幾乎總是在繩索上使用潤滑劑以減少繩索磨損。潤滑劑尤其可減少由於繩股之間的相互作用所造成的內部繩索磨損。繩索的外部磨損包括主要由牽引繩輪導致的表面鋼絲的磨損。潤滑劑的效果在繩索表面與牽引繩輪的接觸上也是很顯著的。
為了為導致繩索磨損的繩槽形狀提供替代物，一直採用安放在繩槽中的一些嵌裝件以獲得較大的摩擦係數。這種先前技術中的嵌裝件披露在比如說明書US3279762和US4198196之中。這些說明書中所述的嵌裝件是相對較厚的。嵌裝件的繩槽配有在嵌裝件表面部分上並以軟化其表面的方式形成附加的彈性橫向或接近橫向的波紋。嵌裝件承受由繩索加於其上的力所造成的磨損，以致嵌裝件必須定期更換。嵌裝件的磨損發生在繩槽之中，在嵌裝件與牽引繩輪之間的界面處以及在內部。
本發明的目的是獲得一種電梯，其中牽引繩輪具有對鋼絲繩的優異抓緊力，而且其中牽引繩輪很耐久並具有可減少繩索磨損的設計。本發明的另一目的是消除或避免先前技術解決辦法的上述缺點並獲得一種在繩索上形成優異抓握力以及經久耐用並減少繩索磨損的牽引繩輪。本發明的具體目的是披露電梯中牽引繩輪與繩索之間的一種新型觸合。本發明還有一項目的是，應用所述牽引繩輪與繩索之間的觸合於可能的電梯各轉向滑輪。
關於本發明的表徵性特點，可參照各項權利要求。
在配有基本上圓截面提升繩索的電梯中，提升繩索的撓曲方向可以藉助於繩輪隨意改變。因而，電梯的基本布局，亦即電梯轎廂、對重和提升機器的設置可以相對隨意地予以改變。鋼絲繩或配有由鋼絲捻成的一承載部分的繩索構成一種製成一組用於懸掛電梯轎廂和對重的提升繩索的可靠方式。藉助於牽引繩輪來驅動的電梯可以除牽引繩輪之外還包括其他一些輪向滑輪，它們用於兩個不同的目的各轉向滑輪用以建立電梯轎廂和/或對重所需的懸掛比，以及各轉向滑輪用以導引各繩索的行走。每一轉向滑輪可以主要用於兩個目的之一，或者可以既在懸掛比方面，也作為導引各繩索的裝置而具有確定的功能。由驅動機器驅動的牽引繩輪另外又使一組提升繩索移動。牽引繩輪和其他或有的一些轉向滑輪都配有繩槽，一組提升繩索中的每一繩索因而都是分別受到導引的。
當繩輪貼靠鋼絲繩具有一帶有各繩槽並提供很大摩擦的覆層時，在繩輪與繩索之間達到實際上的無滑動接觸，這在一繩輪用於牽引繩輪的情況下是尤其有利的。如果覆蓋相對較薄，則作用在繩輪不同兩側上的繩索拉力之間的差別所造成的拉力差別，在繩索進入繩輪或離開它的時候，將不會產生在牽引力方向上導致很大拉伸和壓縮的、很大的表面切向位移。經過繩輪的最大拉力差別出現在牽引繩輪處，原因在於對重與電梯轎廂之間通常的重量差別以及以下事實，即牽引繩輪不是一個隨意轉動的繩輪，而至少在加速和制動期間，取決於均衡此差別的方向和電梯運動的方向，可產生或是增加或是降低因均衡差別而造成的繩索拉力的某一倍數。較薄覆層的好處還在於，當受擠於繩索與牽引繩輪之間時，覆層不會受壓很厲害以致壓縮會趨向於發展到繩槽的兩側。由於這樣的壓縮可造成材料的側向擴展，所以覆層或可由於其中產生的很大拉伸而損壞。通過使覆層在溝槽底部區域上比其各側面部分上較厚一些，可以獲得彈性比各邊緣較大的溝槽底部。這樣，加在繩索上的表面壓力可以更加均勻地分布在繩索表面上和繩槽的表面上。因而，繩槽還對繩索提供更為均勻的支承，而加在繩索上的壓力可以更好地保持截面形狀。不過，覆層必須具有足以適應由拉伸造成的繩索伸長，以致不出現擦磨覆層的繩索滑移。同時，覆層必須足夠柔軟以允許繩索的粗糙結構部分-換句話說，表面各鋼絲-至少部分地臥入覆層，還必須足夠堅硬以確保覆層基本上不會在繩索的槎櫝下竄出。
對於粗細小於10mm的鋼絲繩，其中表面各鋼絲具有相對較小的粗細程度，可以採用範圍從60肖氏A高至大約100肖氏A的覆層硬度。對於具有的表面鋼絲細於通常電梯繩索之中者的繩索，即具有的表面鋼絲粗細只是大約0.2mm的繩索，最佳的覆層厚度處在大約80-90肖氏A的範圍之內或甚至更硬一些。相對較硬的覆層可以做得較薄。當採用具有較粗的表面鋼絲(大約0.5-1mm)的繩索時，合適的覆層硬度在大約70-85肖氏A的範圍之內並需要較厚的覆層。換句話說，針對較細的鋼絲，採用較硬和較薄的覆層，而針對較粗的鋼絲，採用較軟和軟厚的覆層。由於覆層由粘接層遍及貼放於繩輪的整個面積而牢牢地固定於繩輪，所以在覆層與繩輪之間不發生任何導致它們磨損的滑移。粘接層可以以如下方式製成，即往金屬繩輪表面上硫化一橡膠覆層，或者往帶有或不帶粘接劑的繩輪上澆鑄聚氨基甲酸乙酯或類似的覆層材料，或者在繩輪上塗上覆層材料或往繩輪上快速膠接覆層材料。
因而，一方面，由繩索加在覆層上的總的負荷或平均表面壓力，覆層應當硬而薄，而另一方面，覆層應當充分地軟和厚以允許繩索的粗糙表面結構臥入覆層到適當的程度，以便在繩索與覆層之間產生充分的摩擦而確保粗糙的表面結構不會戳入覆層。
本發明的一項非常良好的實施例是在繩輪上使用覆層。因而，優先的解決辦法是生產一種電梯，其中至少牽引繩輪配有覆層。覆層也適合於採用在電梯的轉向滑輪上。覆層在金屬繩輪與提升繩索之間起到減震層的作用。
牽引繩輪的覆層和一般繩輪的覆層可以不同方式予以確定，以致牽引繩輪上的覆層設計得可適應經過繩輪的較大拉力差別。有待確定的特性是覆層的厚度和材料特性。優先的覆層材料是橡膠和聚氨基甲酸乙酯。覆層要求是彈性的和耐久的，所以，只要能夠做得足夠強固以承受由繩索產生的表面壓力，就有可能採用別的耐久和彈性材料。覆層可以配有加強件，比如碳纖維或陶瓷或金屬填料，以提高其經受內部拉伸和/或磨損的能力或面對繩索的覆層表面的其他性質。
本發明具有另外的以下一些優點牽引繩輪與提升繩索之間的摩擦很大；在溝槽底部具有較大厚度的覆層使負荷均勻地分布在繩槽的橫向上，所以溝槽底部不承受比各邊緣部分較大應變；繩索受到均勻支承減小了繩索內部上的應變；覆層可減少繩索的磨損，這意味著在繩索表面鋼絲方面需要較小的磨損允差，所以繩索可以完全由強固材料的細金屬絲製成；由於繩索可以由細金屬絲製成，而且由於細金屬絲可以製作得相對較為強固，所以提升繩索可以相應地細些，可以採用較小的繩輪，再次可以節省空間和實現較為經濟的布局；覆層是耐久的，由於在相對較薄的覆層中不出現很大的內部膨脹；在很薄的覆層中，變形很小，並因而由變形造成的消耗和在覆層中內部產生的熱量也很低而熱量容易從較薄覆層上排除，所以由負荷在覆層中產生的熱應變很小；由於繩索較細而繩輪上的覆層薄而又硬，所以繩輪貼著繩索輕快地滾動；在牽引繩輪金屬部分與覆層材料之間的界面處不出現覆層的磨損；牽引繩輪與提升繩索之間的很大摩擦可使電梯轎廂的對重做得相對較輕，意味著節省成本。


下面，本發明將參照所附各圖予以詳細說明，附圖中圖1是表明符合本發明的一種電梯的簡圖；圖2是應用本發明的一種繩輪；圖3是符合本發明的一種覆層方案；圖4和5是符合本發明的另外各覆層方案。
具體實施例方式
圖1是一部電梯結構的示意簡圖。此電梯可取地是一部無機房的電梯，其中驅動機器6安放在電梯豎井之中，雖然本發明也適用於帶有機房的電梯之中。電梯提升繩索3的行走情況如下各繩索的一端不動地固定於位於對重2路徑的上方的井筒上部中的錨座13，對重則沿著對重導軌11而運動。各繩索從錨座處向下伸展並繞過懸掛對重的各轉向滑輪9，這些轉向滑輪9可轉動地裝在對重2上並從那裡各繩索3進而向上伸展到驅動機器6的牽引繩輪7，沿著繩輪上的各繩槽繞過牽引繩輪。從牽引繩輪7處，各繩索3進而向下伸展到沿著轎廂導軌10運動的電梯轎廂1，經由用於把電梯轎廂懸置在各繩索上的各轉向滑輪4在電梯轎廂下面通過，並隨後從電梯轎廂再次上升到電梯豎井上部中的錨座14，各繩索3的第二端部固定於這一錨座。在井筒上部中的錨座13、牽引繩輪7和把對重懸置在各繩索上的轉向滑輪9最好是相對於彼此如此設置，以致從錨座13走向對重2的繩索段和從對重2走向牽引繩輪7的繩索段二者都基本上平行於對重2的路徑。同樣，以下處理辦法是可取的，即其中井筒上部中的錨座14、牽引繩輪7和把電梯轎廂懸置在各繩索上的各轉向滑輪4相對於彼此如此地設置，以致從錨座14走向電梯轎廂1的繩索段和從電梯轎廂1伸向牽引繩輪7的繩索段基本上平行於電梯轎廂1的路徑。在這種配置下，不需要另外一些轉向滑輪來限定井筒中各繩索的行走。繩索懸掛以基本上對中的方式作用於電梯轎廂1上，倘若支承電梯轎廂的各繩輪4相對於經過電梯轎廂1中心的鉛直重心線基本上對稱地予以安裝。
安放在電梯豎井之中的驅動機器6最好是具有扁平結構，換句話說，與其寬度和/或高度相比，機器具有的深度較小，或者至少機器窄小到足以容放在電梯轎廂與電梯豎井筒壁之間。機器還可以以不同方式安放。尤其是一種窄小的機器可以相當容易地配裝在電梯轎廂上方。電梯豎井可以配有為向驅動牽引繩輪7的馬達供電所需的設備以及用於電梯控制的設備，二者都可以安放在共同的儀器面板8上，或者彼此獨立地安裝，或者部分或整個地與驅動機器6形成一體。驅動機器可以是帶齒輪的或不帶齒輪的類型。一種優選的方案是包括永久磁馬達的無齒輪機器。驅動機器可以固定於電梯豎井筒壁、固定於天花板、固定於一根導軌或各導軌，或者固定於諸如梁件或框架的某一另外構件上。在機器位於下方的電梯情況下，另一可能性是安裝機器在電梯豎井的底部上。圖1圖示一種實用的2∶1懸掛，但本發明也可以在採用1∶1懸掛比的電梯中，換句話說，在各提升繩索直接連接於對重和電梯轎廂而無轉向滑輪的電梯中，或者在採用適於牽引繩輪電梯的一些其他懸掛配置的電梯中，予以實施。
圖2是應用本發明的繩輪100的局部剖面視圖。各繩槽輪101處在配設在繩輪輪緣上的覆層102之中。繩輪最好是由金屬或塑料製成。在繩輪的輪轂上形成空間103用於支承繩輪的軸承。繩輪還配有用於各螺栓的孔眼105，使得繩輪可以以其一側固緊於提升機器6上的錨座，比如固緊於轉動凸緣，以構成牽引繩輪7，在此情況下不需要與提升機器分開的軸承。
圖3表明一種解決辦法，其中繩槽201處在覆層202之中，後者在繩槽兩側處薄於在底部處。在這樣一種解決辦法中，覆層配設在設置在繩輪200上的底槽220之內，以致覆層中因繩索加在它上面的壓力而產生的變形將會很小並主要限於繩索表面結構臥入覆層。這樣一種解決辦法往往意味著，實際上，繩輪覆層由彼此分開的繩槽特有的各子覆層組成(ropegroove-specific sub-coatings)。自然有可能也在示於圖3a、3b、3c之中的各種解決辦法中採用繩槽特有的各子覆層，但本發明的設想並不排除另一種替代方案，即其中繩輪覆層連續地伸過許多溝槽。
通過使覆層在溝槽各邊緣處薄於其底部處，得以避免或至少減小在臥入溝槽時繩索加在繩槽底部上的應變。由於壓力不能沿側向被解除而由底槽220形狀和在繩槽201中支承繩索的覆層202之厚度變化的綜合效應來予以導引，所以也實現了作用在繩索和覆層上的較低最大表面壓力。一種製作這樣的帶槽覆層202的方法是，用覆層材料充填圓底的底槽220，而後在底槽中的這種覆層材料上製成半圓繩槽201。各繩槽的形狀得到良好保證，而繩索下面的承載表面層提供了對於各繩索所產生的擠壓應力的側向傳播的較好阻抗。由壓力造成的覆層側向擴展或寧肯說調整因覆層的厚度和彈性而被加強和因覆層的硬度和最終的加固而被減少。繩槽底部上的覆層厚度可以做得大些，甚至大到繩索粗細為一半，在此情況下，需要堅硬和非彈性的覆層。另一方面，如果採用相應於繩索粗細的只是大約十分之一的覆層厚度，則覆層材料可以顯著地軟一些。用於8個人的一部電梯可以採用槽底處的覆層厚度等於繩索粗細的大約五分之一予以實施，如果適當地選擇各繩索和繩索負荷的話。覆層厚度應當等於由繩索表面鋼絲(surfacewires)形成的繩索表面結構深度的至少2-3倍。這樣一種很薄的覆層，具有的厚度甚至小於繩索表面鋼絲的粗細，必然不能耐受加在它上面的應變。實際上，覆層具有的厚度必須大於這一最小厚度，因為覆層將同樣必須接受比表面結構更粗糙的繩索表面不平整狀況(rope surface variations)。這樣一種更粗糙區域形成在比如各繩股之間的等級差別大於各鋼絲之間的等級差別的地方。實際上，適當的最小覆層厚度是表面鋼絲粗細的大約1-3倍。在通常用在電梯中的繩索的情況下，繩索設計得用於接觸金屬繩槽和具有8-10mm的粗細，這一粗細規定導致至少大約1mm厚度的覆層。由於，在比電梯的其他各繩輪造成較大繩索磨損的牽引繩輪上的這一覆層將減少繩索磨損並因而也將降低為繩索配設粗表面鋼絲的要求，所以，繩索可以做得光滑一些。採用較細鋼絲允許繩索自身做得較細，因為較細鋼絲可以比較粗鋼絲用更強的鋼絲製成。比如，採用0.2mm的鋼絲，可以生產具有良好結構的4mm粗的電梯提升繩索。很好地適合這樣一種繩索的牽引繩輪覆層完全明顯地是在1mm厚以下。不過，覆層應當厚得足以確保它將不很容易比如被夾帶在繩槽與提升繩索之間的偶爾的砂粒或類似顆粒刮傷或戳破。因而，希望有的最小覆層厚度，即使在使用細絲提升繩索時，也會是大約0.5-1mm。對於具有小表面鋼絲和另外相對較為光滑表面的提升繩索來說，具有A+Bcosa形式的厚度的覆層是很合適的。不過，這樣一種覆層也適用於其表面各股彼此以一間距接觸繩槽的繩索，因為，如果覆層材料足夠堅硬，接觸繩槽的每一股都處在分別受到支承的情況之下，而支承力一樣和/或一如所需。在公式A+Bcosa中，A和B是常數，以致A+B是繩槽201底部處的覆層厚度，而角度a是從繩槽截面曲率中心量起的距繩槽底部的間隔角。常數A大於或等於零，而常數B總是大於零。覆層的厚度朝向邊緣變薄也可以以其他不同於利用公式A+Bcosa的方式予以確定，以致彈性朝向繩槽各邊緣而逐漸降低。圖4和5是繩槽的截面視圖，其中繩槽中部的彈性專門予以加強。圖4之中的繩槽是一種根切溝槽。在圖5中，繩槽底部上的覆層包括不同材料的一個特別具有彈性的區域221，在此，利用軟於覆層其他部分的材料，除了加大材料厚度之外，還提高了彈性。
在前述中，參照附圖通過範例說明了本發明，而本發明的各不同實施例都可能處在由各項權利要求所確定的本發明設計思想的範疇之內。在本發明設計思想的範疇內，顯然，較細繩索增大了加在繩槽上的平均表面壓力，如果繩索拉力保持不變的話。這一點通過適配覆層的厚度和硬度而可以易於予以考慮，因為較細繩索具有較細的表面鋼絲，所以，比如採用較硬和/或較薄的覆層將不會造成任何問題。對於熟練的人員同樣顯然的是，半圓截面繩槽的承載表面可以小於180度。
權利要求
1.一種電梯，其中一對重和一電梯轎廂懸掛在一組由基本上圓形截面的提升繩索組成的提升繩索上並包括一或多隻配設有繩槽的繩輪，所述繩輪之一是一牽引繩輪，由一驅動機器驅動並帶動所述組提升繩索，其特徵在於，至少一隻所述繩輪具有貼靠提升繩索、附著地接合於繩輪並具有繩槽的覆層，所述覆層具有的彈性在繩槽的邊緣部分小於繩槽底部附近。
2.按照權利要求1所述的電梯，其特徵在於牽引繩輪配設有一覆層。
3.按照權利要求1所述的電梯，其特徵在於所有繩輪都配設有覆層。
4.按照權利要求1所述的電梯，其特徵在於覆層在繩槽各邊緣部分上比繩槽底部處薄。
5.按照前述權利要求中任一項所述的電梯，其特徵在於覆層在繩槽底部區域內的厚度基本上小於繩槽中運行的繩索的粗細的一半而硬度小於大約100肖氏A和大於大約60肖氏A。
6.按照前述權利要求中任一項所述的電梯，其特徵在於各提升繩索具有由許多鋼絲擰成的承載部分。
7.一種電梯的牽引繩輪，設計得用於基本上圓形截面的提升繩索，其特徵在於牽引繩輪具有貼靠提升繩索、接合於牽引繩輪並配設有繩槽的覆層，所述覆層具有的彈性在繩槽邊緣部分上小於繩槽底部附近。
8.按照權利要求7所述的牽引繩輪，其特徵在於覆層在繩槽底部處具有的厚度基本上小於在繩槽中運行的繩索的粗細的一半，而具有的硬度小於大約100肖氏A和大於大約60肖氏A。
9.按照權利要求7-8中任何一項所述的牽引繩輪，其特徵在於覆層由橡膠、聚氨基甲酸酯或其他彈性材料製成。
10.按照權利要求7-9中任何一項所述的電梯，其特徵在於覆層在繩槽的邊緣部分上比繩槽的底部處薄。
11.按照權利要求7-9中任何一項所述的電梯，其特徵在於覆層的厚度是按照公式A+Bcosa確定的，公式中A和B是常數，而角度a是離開繩槽底部的角位移。
12.一種用於電梯牽引繩輪的繩槽的覆層，其特徵在於覆層附著地接合於牽引繩輪上的繩槽，且覆層的厚度在繩槽底部處最大並朝向繩槽的邊緣逐漸減小。
全文摘要
一對重和一電梯轎廂懸掛在一組提升繩索上。電梯包括一或多隻配有繩槽的繩輪，所述各繩輪之一是一牽引繩輪，由一驅動機器驅動並帶動此組提升繩索。至少一個繩輪貼靠提升繩索具有一粘接接合於繩輪並具有各繩槽的覆層，所述覆層具有的彈性在繩槽各邊緣部分上大於繩槽底部處。在一種優先處理辦法中，牽引繩輪是一如此的繩輪。
文檔編號D07B1/00GK1476408SQ01819497
公開日2004年2月18日 申請日期2001年12月7日 優先權日2000年12月8日
發明者喬馬·馬斯塔拉蒂, 埃斯科·奧蘭科, 奧蘭科, 喬馬 馬斯塔拉蒂 申請人:通力股份公司