CN100341765C - 电梯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种配有带包敷的提升绳索(9)的电梯，此电梯中一提升机器借助于一牵引绳轮(5)接合一组提升绳索，所述一组提升绳索(9)包括基本上圆形截面的带包敷提升绳索(9)，绳索具有的承载部分由强固的钢丝(16)扭绞而成。每一提升绳索的钢丝(16)横截面积大于大约0.015mm2而小于大约0.2mm2，而钢丝(16)的强度大于大约2000N/mm2。此外，由钢丝(16)组成的每一提升绳索(9)绳芯敷以一个软于绳芯的很薄的外鞘(17)，构成提升绳索的表面。

Description

电梯
技术领域
本发明涉及一种电梯。
背景技术
电梯研发工作的目标之一历来是获得建筑物空间的经济而有效的利用。近年来，这种研发工作，除了其他方面之外，已经提出了用于实施无机房电梯的多种解决方案。无机房电梯的良好范例披露在比如技术说明书EP 0631967和EP 0631968之中。这些技术说明书中所述的电梯在空间利用方面相当有效，因为它们使得可能免除由于机房而在建筑物中所需的空间而勿需扩大电梯竖井。在披露在这些技术说明书之中的电梯中，机器至少在一个方向上是紧凑的，而在其他方向上它可以比通常的电梯机器大得多。
不过，在这些在其他方面良好的范例中，为提升机器所需的空间都构成了对于电梯布局方案的限制。提升绳系的通行对重要占据空间。为电梯轿厢本身在其运动路径上所需的空间和同样为对重所需的空间都几乎不能被减小，至少在合理的成本下和不会损害电梯工作性能和质量。在无机房牵引绳轮式电梯中，尤其是在机器处于上方的解决方案的情况下，难以将提升机器装设在电梯竖井之中，因为机器比较沉而又大。尤其是设计用于较大负荷、较高速度和/或较大提升高度的机器的大小和重量在装设方面很成问题，以致实际上甚至已经限制了不带机房电梯这一观念的应用范围，或者至少已经在较大电梯的情况下弃绝了这种观念的引进。
技术说明书WO 99/43589披露一种悬挂在扁平皮带上的电梯，实现了牵引和转向绳轮上较小的皮带弯曲直径。不过，这种解决方案包含一些问题，即布局解决方案、各部件在电梯竖井中的装设和各结构滑轮的取向都受到限制。其次，具有承载钢质零件在内的各带聚氨酯包敷的皮带之取向，比如在电梯轿厢倾斜的情势下，也成了问题。以如此方式制作的电梯，至少就机器和/或支承它的各构件而言，必然相当笨重以便避免不希望有的振动。另外，为保持各转向和牵引绳轮相互定向所需其余各电梯构件的笨重性也加大了电梯的重量和成本。此外，装设和调节这样一种***的任务很难而要求很高的精确度。
技术说明书WO 01/68973披露了一种配有带包敷提升绳索的电梯，其中绳索由许多带包敷的绳股扭绞而成，最后甚至在外部敷以塑料或类似材料。绳索的外径规定为12mm，与本发明相比，这是很大的直径。这种型式的相当粗的绳索，结合了钢丝绳索和较粗和较软的外层，具有的问题是，随着绳索绕行在驱动或转向绳轮上，钢芯转向绳槽的底部沉入，迫使较粗和较软的外鞘向其旁边退让。唯一的退让方向是沿着绳槽的两边向上，而绳索的外鞘因此趋向于被挤出绳槽。这样会导致绳索很快磨损。
用以实现绳索较小弯曲直径的另一权宜之计是采用一些绳索结构，其中承载部分由人造纤维制成。这种型式的一种电梯绳索，基于人造纤维结构，披露在欧洲专利申请第EP 1022376号之中。虽然像这样的一种解决方案的确使之可能获得轻于钢丝绳索的绳索，但人造纤维绳索形成不了任何本质上的优点，至少在用于最常见提升高度的电梯中如此，尤其是因为人造纤维绳索比钢丝绳索显著地昂贵。此外，人造纤维绳索的热阻抗比如在起火的情况下肯定不如钢线绳索的相应阻抗良好。
发明内容
本发明的目的是克服上述缺点和/或通过提供采用较小直径的牵引和转向绳轮的可能性来减小电梯或者至少其机械设备的大小和重量。当前的目的是实现建筑物中比较有效的空间利用。
为实现上述目的，根据本发明提供了一种电梯，配设有包敷的提升绳索，在此电梯中一提升机器借助于一牵引绳轮接合一组提升绳索，所述组提升绳索包括由圆形和/或非圆形截面的很为强固的钢丝扭绞而成的、具有承载部分的基本上圆形截面的包敷提升绳索，以及在此电梯中，所述组提升绳索支承在其各自轨道上移动的对重和电梯轿厢，其特征在于，每一提升绳索的钢丝的横截面积大于0.015mm2而小于0.2mm2，以及钢丝的强度大于2000N/mm2，且由钢丝组成的每一提升绳索的绳芯包敷有比绳芯软的相当薄的外鞘，构成提升绳索的表面。
优选地，提升绳索的外鞘由相当硬的橡胶、聚氨酯或具有的硬度超过肖氏A80的某种其他非金属材料制成。
优选地，提升绳索很细，其中构成承载部分并由钢丝组成的绳芯具有的直径在2-10mm之间，以及其中钢丝绳芯的直径对外鞘厚度的比值大于4。
优选地，由钢丝组成的提升绳索绳芯具有的直径是4-6mm，以及外鞘具有的厚度是0.4-0.6mm。
优选地，牵引绳轮的绳槽具有半圆形的截面形状。
优选地，由电梯驱动机器驱动的牵引绳轮的外径是至多250mm。
优选地，提升绳索中各绳股和/或各钢丝之间的至少部分空间填充以橡胶、氨基甲酸乙酯或某种其他基本上非流体性质的介质。
优选地，所述电梯是无机房电梯。
优选地，提升绳索的外鞘由具有的硬度在肖氏A80-95之间的某种其他非金属材料制成。
优选地，钢丝绳芯的直径对外鞘厚度的比值在6-12之间。
优选地，钢丝绳芯的直径对外鞘厚度的比值为8。
优选地，外鞘(17)具有的厚度是0.5mm。
本发明使之可能获得，除了别的以外，一或多项以下的优点：
采用的强固钢材使得可能使用细绳索；
由于薄而硬的表面材料所致，钢芯朝向绳槽底部的移动较小，所以绳索形状保持较好；
表面材料薄层使之可能获得一种在填充材料层厚度方面没有很大差异的绳索，这或许使绳索成为非均质的；
表面材料层使之可能获得绳索与绳槽之间良好的摩擦；
由于电梯绳索较细，所以牵引和转向绳轮与通常电梯中的相比都是既小又轻的；
较小的牵引绳轮使得可能在电梯中使用较小的操纵制动器；
较小的牵引绳轮涉及较低的转矩要求，而因此马达及其操纵制动器都可以较小；
采用较小的牵引绳轮，对于有待达到的某一给定的电梯轿厢速度来说，要求较高的转动速度，这意味着同样的马达功率输出可由较小的马达达到；
采用较小的牵引绳轮使得可能采用较小的电梯驱动机器，这意味着降低了驱动机器的获取/制造成本。
牵引绳轮与绳索之间的良好抓握能力和采用重量小的各部件使得电梯轿厢的重量可能显著降低，而相应地还可以采用比在现有解决方案中较轻的对重；
较小的机器大小和细而基本上圆的绳索使得可能比较自由地在竖井中设置电梯机器。因而，电梯解决方案可以以多种多样方式予以实施，在机器居于上方的电梯的情况下和在机器居于下方的电梯的情况下都是如此；
电梯轿厢和对重的重量可以完全或至少部分地由电梯各导轨承担；
在应用本发明的电梯中，电梯轿厢和对重的中心悬挂可以容易实现，因而减小了施加于各导轨的侧向支承力；
通过应用本发明，实现了竖井横截面积的有效利用；
本发明缩短了为装设电梯所需的时间并降低了总的装设成本；
轻而细的绳索易于搬运装卸而显著地简化和加速装设过程；
本发明的细而强固的钢丝绳索，比如在设计用于名义负荷低于1000kg和速度低于2m/s的电梯的情况下，具有仅仅3-5mm量级的直径；
采用大约6至8mm的绳索直径，用于较高速度的相当大的电梯可以通过本发明予以实现；
本发明可以用在无齿轮和带齿轮的电梯马达解决方案之中；
虽然本发明设计得主要用于无机房电梯之中，但也可以用在带机房的电梯之中。
本发明的主要应用领域是设计用于运送人员或货物的电梯。本发明的另一主要应用领域是一些客运电梯，其速度范围通常是大约1.0m/s或更高，但也可以是比如仅仅大约0.5m/s。在货运电梯的情况下，同样，速度优选地是至少大约0.5m/s，虽然在大负荷情况下可以采用更低的速度。在本发明的电梯中，采用由基本上圆形的和强固的钢丝扭绞而成的、敷有比如聚氨酯的电梯提升绳索。采用圆形钢丝，绳索可以采用不同或相同粗细的钢丝以多种方式扭绞而成。在可用于本发明的绳索中，平均钢丝粗细低于0.4mm。由强固钢丝制成的适用性良好的绳索是具有低于0.3mm或甚至低于0.2mm的平均钢丝粗细的绳索。比如，细钢丝的强固4mm绳索可以比较经济地用钢丝扭绞而成，以致成品绳索中的平均钢丝粗细在0.15～0.25mm之间，在此情况下，最细的钢丝可以甚至具有仅仅大约0.1mm的粗细。细的绳索钢丝可以容易做得非常强固。本发明采用具有强度超过大约2000N/mm2的绳索钢丝。绳索钢丝强度的适当范围是2300-2700N/mm2。原则上，可以采用具有的强度高至大约3000N/mm2或甚至更高的绳索钢丝。
附图说明
下面，本发明将参照附图借助于一实施范例详细地予以说明，附图中
图1是其中采用带包敷钢丝绳索的本发明的一典型电梯解决方案的斜向面视图；
图2是一种现有包敷钢丝绳索的截面；
图3是用在符合的本发明电梯中使用的包敷钢丝绳索的截面；以及
图4是用在本发明电梯之中的绳轮一部分的纵向剖面。
具体实施方式
图1是一典型的电梯解决方案，其中所用的提升绳索9是一种包敷的钢丝绳索。电梯优选地是一种无机房电梯，其中提升机器3经由一牵引绳轮5连接于各提升绳索，后者是具有基本上圆形截面的包敷提升绳索9，并列设置并支承沿其各自路径，即沿导轨8和7，运动的对重2和电梯轿厢1。并列设置的各提升绳索9固紧于一固定的起始点10，从这里各绳索向下走向基本上位于电梯轿厢下面的、结合电梯轿厢1安装的一转向滑轮6。从转向滑轮6，各提升绳索走向电梯轿厢另一下部边沿的类似的第二转向滑轮，并且，绕过这一第二转向滑轮之后，各绳索上行至装在电梯竖井上部之中的电梯驱动机器3的牵引绳轮5。经由牵引绳轮5上部边沿绕过牵引绳轮之后，各提升绳索再次下行至连接于对重2的各转向滑轮6，沿着这些滑轮的下部边沿绕过它们并再次上行至它们的固定端点11。电梯的各项功能由一控制***4予以控制。
图2是包敷有聚氨酯15或等同材料的现有电梯绳索13。聚氨酯层15的厚度和绳索的截面变形为清晰起见作了稍许夸大。由于聚氨酯层15或等同材料的厚度及其物质较软，作用在电梯绳索上的力趋于朝向绳轮12的绳槽底部压下绳索的钢芯14。这种压力相应地趋于推移填料，结果，填料在由各箭头指明的绳槽底部表面的方向向上移动并趋于胀出在绳槽外面。这种很大的变形会在绳索上产生强烈的应变而因此是一种不希望有的情况。
图3相应地是符合本发明的电梯的提升绳索9。绳索的芯主要由以适当方式扭绞起来的细而强固的许多钢丝16组成。此图不是按比例画出的。提升绳索的覆盖层由基本上薄的外鞘17构成，它软于芯并由橡胶、聚氨酯或具有充分坚硬性质和高摩擦系数的某种其他适当的非金属材料制成。外鞘的硬度至少超过肖氏A80(Shore A80)，优选地是在肖氏A88～95之间。外鞘的厚度已经关于耐久性作了优化，但它相对于由钢丝16形成的承载绳芯的直径依然显著小。钢丝绳芯的适当直径在2-10mm，而绳芯直径对外鞘17厚度的比值显著大于4，优选地是在6-12之间而适当的是比如大约8。钢丝绳芯的适当粗细在4-6mm之间，而在此情况下，外鞘具有的厚度基本上在大约0.4-0.6mm之间，优选地是比如0.5mm。外鞘应当优选地是具有一种厚度，至少使得比如当一砂粒被夹置在提升绳索9与绳槽18表面之间时，它不会被立即磨掉。实际上，外鞘厚度的适当变动范围可以比如是0.3-1mm，视所用绳芯粗细而定。
外鞘17和绳芯的相互结构如此构成使得外鞘17与绳芯之间的摩擦大于外鞘17与牵引绳轮5的绳槽18之间的摩擦。因而，任何最终可能发生的不希望有的滑动将发生在预期的地方，亦即牵引绳轮与绳索表面之间而不是发生在绳芯与外鞘之间的提升绳索内部，不然会损坏提升绳索9。
图4是应用本发明的绳轮5一部分的剖面视图。各绳槽18具有半圆截面形状。由于所用提升绳索9比通常情形下的显著细和强固，所以牵引绳轮和其他各绳索滑轮都可以设计为尺寸显著小于采用通常尺寸绳索时的。这也使得可以采用较小尺寸和较低转矩的电梯驱动马达，可导致降低马达的获取成本。比如，在用于名义负荷低于1000kg的本发明的电梯中，牵引绳轮直径优选地是120-200mm，但甚至可以小于此值。牵引绳轮的直径取决于所用提升绳索的粗细。通常，采用D/d＝40的直径比，其中D＝牵引绳轮的直径和d＝提升绳索的粗细。以绳索的磨损抗力为代价，此比值可以稍微减小。另外，在不损害使用寿命的情况下，如果同时增加绳索数量，则D/d比值可以减小，在此情况下，每一绳索上的应变将会较小。这样一种低于40的D/d比值可以比如是大约30，或更小，比如D/d＝25的D/d比值。不过，将D/d比值减小到显著低于30的数值往往会影响绳索的使用寿命，根本上使其降低，虽然这可以通过采用特殊结构的绳索来予以补偿。实现低于20的D/d比值实际上是很难的，但是可以通过采用一种专门为此目的设计的绳索而予以实现，虽然这样一种绳索很可能是昂贵的。
由于牵引绳轮小，在用于比如低于1000kg名义负荷的符合本发明的电梯中，低至当前驱动机器重量大约一半的机器重量可以容易获得，这意味着电梯机器具有的重量低至100-150kg以下。在本发明中，机器被认为是包括至少牵引绳轮、马达、机器外壳各构件和各个制动器。
将容易获得一种电梯，其中不带各支承构件的机器具有的净重低于名义负荷的1/7，或甚至低于名义负荷的1/10，或甚至更低。基本上，机器重量对名义负荷的比值是针对其中对重具有的重量基本上等于空置轿厢的重量加上名义负荷一半的通常电梯给定。作为当相当普通的2∶1悬挂比用于630kg的名义负荷时在定名义重量的电梯的情况下机器重量的一项范例，机器及其各支承构件的组合重量，当采用牵引绳轮直径是160mm和采用具有4mm直径的提升绳索时，可以只是75此，换句话说，机器及其各支承构件的总重量是电梯名义负荷的大约1/8。比较一般地，为采用2∶1悬挂比时，本发明的细而强固的钢丝绳索在用于1000kg以下名义负荷的电梯中具有2.5-5mm的直径，而在用于1000kg以上名义负荷的电梯中优选地是大约5-8mm。原则上，可以采用细于此值的绳索，但在此情况下，将需要大量绳索，除非比如增大悬挂比。
通过采用聚氨酯或类似包敷，也可提高绳索的平滑度。采用细钢丝使得绳索本身可以做得细些，因为细钢丝材料可以做得比较粗钢丝强固。比方，采用大约0.2mm的钢丝，可以制成具有相当良好结构的4mm粗的电梯提升绳索。取决于所用提升绳索的粗细和/或由于其他一些原因，钢丝绳索中的钢丝粗细可以优选地是范围在0.15mm与0.5mm之间，在此范围内，很容易得到具有良好强度特性的钢丝，其中甚至单独一根钢丝也具有充分的磨损抗力和足够低的易损性。
以上，已经说明了由圆形钢丝制成的绳索。应用同样的原理，绳索可以完全或部分地由非圆轮廓的钢丝扭绞而成。在此情况下，钢丝的横截面积优选地是基本上与圆形钢丝的相同，亦即在0.015mm2-0.2mm2的范围之内。采用在此粗细范围之内的钢丝，将易于制成具有大约2000N/mm2以上的钢丝强度以及0.015mm2-0.2mm2的钢丝截面并包括相对于绳索横截面积来说较大的钢材横截面积的钢丝绳索，一如比如通过采用Warrington结构所获得的那样。为了实施本发明，特别适合的是具有2300N/mm2-2700N/mm2范围之内的钢丝强度的绳索，因为这种绳索相对于绳索粗细来说具有很大的承载能力，而强固钢丝的高硬度在绳索用于电梯方面不存在任何实质上的困难。
选定用于钢丝绳索之中的包敷材料是一种具有良好摩擦特性和良好磨损抗力并且一如前述是很为坚硬的材料。钢丝绳索的包敷也可以如此实施使得包敷材料部分地透入绳索或透过整个绳索粗细。
对于本技术领域热练人员来说，显然是，本发明不限于上述的范例，而是可以在本发明的范畴之内予以改变。按照上述的各范例，熟练人员可以比如通过在绳槽中采用适当敷层来改变本发明的实施例。
同样对于本技术领域熟练人员来说，显然是，绳索可以以许多不同方式扭绞而成。同样，钢丝粗细的平均值可以理解为指的是一种统计的、几何的或算术的均值。为确定统计平均值，可以利用比如标准偏差或高斯分布。另外显然是，绳索中的钢丝粗细可以比如甚至以3倍或更大的系数改变。
另外对于本技术领域中的熟练人员来说，显然是，绳索可以以许多不同的方式作结构设计。外鞘可以具有比如一种双层结构，包括一个具有良好摩擦特性的稍微软一些的聚氨酯或等同物的外层；以及一个较硬的聚氨酯或等同物的内层。
同样对于熟练人员来说，显然是，所用的电梯解决方案的布局可以以不同于上述的多种方式改变。因而，电梯驱动机器3可以在电梯竖井中安放得低于前述，比方使得提升绳索9沿牵引绳轮5下侧绕过它。在此情况下，各转向滑轮可以相应地固定就位在电梯的上部中。

Claims (12)

1.一种电梯，配设有包敷的提升绳索(9)，在此电梯中一提升机器借助于一牵引绳轮接合一组提升绳索，所述组提升绳索(9)包括由圆形和/或非圆形截面的很为强固的钢丝(16)扭绞而成的、具有承载部分的基本上圆形截面的包敷提升绳索(9)，以及在此电梯中，所述组提升绳索支承在其各自轨道上移动的对重和电梯轿厢，其特征在于，每一提升绳索的钢丝(16)的横截面积大于0.015mm2而小于0.2mm2，以及钢丝(16)的强度大于2000N/mm2，且由钢丝(16)组成的每一提升绳索(9)的绳芯包敷有比绳芯软的相当薄的外鞘(17)，构成提升绳索的表面。
2.按照权利要求1所述的电梯，其特征在于，提升绳索(9)的外鞘(17)由相当硬的橡胶、聚氨酯或具有的硬度超过肖氏A80的某种其他非金属材料制成。
3.按照权利要求1或2所述的电梯，其特征在于，提升绳索(9)很细，其中构成承载部分并由钢丝(16)组成的绳芯具有的直径在2-10mm之间，以及其中钢丝绳芯的直径对外鞘(17)厚度的比值大于4。
4.按照权利要求1或2所述的电梯，其特征在于，由钢丝(16)组成的提升绳索(9)绳芯具有的直径是4-6mm，以及外鞘(17)具有的厚度是0.4-0.6mm。
5.按照权利要求1或2所述的电梯，其特征在于，牵引绳轮(5)的绳槽(18)具有半圆形的截面形状。
6.按照权利要求1或2所述的电梯，其特征在于，由电梯驱动机器驱动的牵引绳轮(5)的外径是小于或等于250mm。
7.按照权利要求1或2所述的电梯，其特征在于，提升绳索中各绳股和/或各钢丝(16)之间的至少部分空间填充以橡胶、氨基甲酸乙酯或某种其他基本上非流体性质的介质。
8.按照权利要求1所述的电梯，其特征在于，所述电梯是无机房电梯。
9.按照权利要求2所述的电梯，其特征在于，提升绳索(9)的外鞘(17)由具有的硬度在肖氏A80-95之间的某种其他非金属材料制成。
10.按照权利要求3所述的电梯，其特征在于，钢丝绳芯的直径对外鞘(17)厚度的比值在6-12之间。
11.按照权利要求3所述的电梯，其特征在于，钢丝绳芯的直径对外鞘(17)厚度的比值为8。
12.按照权利要求4所述的电梯，其特征在于，外鞘(17)具有的厚度是0.5mm。
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