CN112638817B - 电梯制动器设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电梯制动器设备，该设备包括至少一个制动器单元(2)并且还包括旋转制动器盘(3)，制动器单元包括主体(4)、制动器板组件(8)、弹簧组件、电磁体设备和对立元件(6)。制动器板组件(8)包括至少两个制动器板(8a、8b)和状态检测器(12)，状态检测器被布置为监控制动器板(8a、8b)的操作状态(Os1‑Os4)。

Description

电梯制动器设备
技术领域
本发明涉及电梯制动器设备。
背景技术
当载人上升和下降时，如在多种电梯设备中那样，乘客安全是最重要的方面。必须控制的是，电梯轿厢不能自由地下落或不受控地上升。即，所有加速和减速都必须被保持在特定的安全限度中。急停、即使始自低速的急停都可能对乘客造成伤害。
由于上述原因，不同国家的机关具有关于电梯安全问题的不同规定。基本原则是，即使在超载的情况中，电梯的制动设备也必须能够使电梯轿厢从其常规速度停止，并且将电梯轿厢保持在其在一个楼层中的位置。另外，制动设备必须具有故障包容性，使得一个机械故障不能使制动设备完全无效。
除此之外，一些安全规定要求电梯制动器必须是在机械上双重的，因此，如果制动器的一部分故障了，制动器的另一部分仍然正常工作。在机械上双重的电梯制动器被用在正常操作中，使得两个制动器总是被同时使用。伴随这种用途的问题在于，成对的制动器中的一个的机械故障不一定被发现。在这种情况下，电梯可能长时间地只靠一个制动器操作。这可能导致出人意料危险的情况。
一些其他的安全规定要求，电梯必须具有驱动机制动器和紧急制动器。在一些技术方案中，与电梯导轨接触地操作的安全制动器用作紧急制动器。如果驱动机制动器故障，安全制动器必须使电梯轿厢在预定的位移内停止，从而不会引起电梯轿厢不受控地加速。伴随该技术方案的问题在于，只有在到达相当大的速度或加速度并且危险情况已逐渐形成时，才启动紧急制动器。紧急制动能够防止对乘客的致命伤，但是不能防止下落和/或所有非致命伤。
另外，伴随现有技术方案的一个问题在于，需要取决于制动器设备的相当大的结构的大的放置箱。
发明内容
本发明的目的在于消除现有技术中的缺陷并实现具有相对小型的制动器单元的安全且可靠的电梯制动器设备。
本申请的发明内容也能够以与下面展示的权利要求不同的方式限定。发明内容可能也由多个单独的发明构成，尤其当根据表述或隐含的子目的，或者从所实现的优点或优点的类别的观点来考虑本发明时。在这种情况下，从多个单独的发明构思的观点来看，包含在下面的权利要求中的一些定语可能是多余的。同样地，结合每个实施例所展现的不同细节也可以被用于其他实施例中。另外可以提出，从属权利要求中的至少一些能够在至少一些情况中，被视为以它们自身是有创造性的。
本发明的一个方面在于提供一种电梯制动器设备，该设备包括至少一个制动器单元并且还包括旋转制动器盘，其中，制动器单元包括主体、制动器板组件、弹簧组件、电磁体设备和对立元件。有利地，制动器板组件包括至少两个制动器板和状态检测器，并且状态检测器被布置用于监控制动器板的操作状态。
为了能够监控制动器板的操作状态，状态检测器被布置用于测量每个制动器板关于制动器盘的瞬时位置。位置在此意指每个制动器板离制动器盘的位置。
根据本发明的盘制动式制动器单元被有利地用作电梯驱动机制动器单元，以在负载和空载阶段期间并且也在停用时使电梯轿厢运动减速并停止和/或将电梯轿厢保持在其位置处。然而，根据本发明地盘式制动器单元也可为了各种其他的原因被用于停止旋转或直线运动或防止物体移动。之后在该上下文中，术语“电梯驱动机制动器单元”或“制动钳”也只被简称为制动器单元。
本发明涉及一种电梯制动器设备，电梯制动器设备具有包括用于监控两个制动器板的操作状态的装置的至少一个两板制动器单元。在设备中，两板制动器单元的制动器板的所需状态优选地由单个的状态检测器监控。状态检测器被布置用于提供如下的信号，基于该信号可以推断出：两个制动器板中的哪个当前正在制动、两个制动器板当前都在制动或两个制动器板当前都未制动。因此，监控的目的在于，通过检查两个制动器板是否都在正常工作、异常工作或它们是否完全不能工作，来确保制动器单元的可靠操作。
本发明使得在显著小于现有技术方案中的空间箱(space box)中可以使用近距离开关作为状态探测器或者传感器。
本发明的一个优点在于，根据本发明的电梯盘式制动器设备是可靠的、划算的并只需很小的空间。另一个优点是由于降低的减速波动而得到的更高的乘坐舒适度以及制动器的更安静的操作。还有一个优点是，小型且简单的制动器单元容易调整和维护。再一个优点是稳健的铸造设计，获得了更小更便宜的、在制动器单元的外形方面具有更多自由度的解决方案。另外，根据本发明的盘式制动器设备具有不同时发生的转矩并进而具有减速度最小值，获得了更稳定的总体转矩。并且又一个优点是，铸造设计具有在确定制动器单元的尺寸时更大的自由度，更容易满足空间箱要求。在一个优点是，得益于多个制动器板，一个制动器部件的故障仅仅在很小程度上降低了可用制动力矩，并且制动器设备仍然可操作。另一个优点是，更小的制动器单元使得机构具有更小的减速度，这又使得安全性和舒适度更好，以及使得空间箱更小并使得制动器设备价格更低。
在一个优选实施例中，两个制动器单元通过凸耳或其他类型的附接接口被附接至驱动机架。有利地，制动器单元中的每个制动器单元包括两个制动器板，制动器板被布置为在与制动器盘接触的制动位置与远离制动器盘的不接触位置之间移动。在制动器单元中的每个制动器单元中，状态检测器被布置用于监控制动器板的操作状态。
附图说明
在下文中，将通过参考所附的简化的且概略的附图、借助于示例性实施例来详细地描述本发明，其中，
图1以简化且概略的斜视俯视图示出了根据本发明的具有两个驱动机制动器单元的电梯机构；
图2以简化且概略的斜视俯视图示出根据本发明的驱动机制动器单元；
图3以简化且概略的侧视图示出根据图2的驱动机制动器单元；
图4以简化且概略的斜视俯视图示出根据图2的驱动机制动器单元的只展示了主要组件的***图；
图5以简化且概略的正视图示出根据本发明的驱动机制动器单元另一有利实施例，其中没有制动器板和对立元件；
图6以简化且概略的斜视俯视图示出根据本发明的驱动机制动器单元的又一实施例；
图7以简化且概略的正视图示出用于本发明的有利实施例中的接近传感器，其中，接近传感器处于其关于根据本发明的驱动机制动器单元的制动器板的位置；以及
图8以简化且概略的视图示出在根据本发明的制动器板组合的4种不同的主要状态中的涡流损失。
具体实施方式
图1以简化且概略的斜视俯视图示出电梯驱动机构1，其至少包括壳体1a、驱动马达、曳引轮1c、两个驱动制动器单元2和制动器盘3。驱动马达在机构壳体1a内部，并且被布置用于同时转动同轴的曳引轮1c和制动器盘3。制动器单元2浮动地固定至壳体1a外周上的固定凸耳1b。制动器单元2已经被布置为使制动器盘3的旋转运动减速并停止，并同时使曳引轮1c的旋转运动减速并停止。如前所述，制动器单元2也用作保持制动器，在有载和空载阶段期间并也在停用时将电梯轿厢保持在其位置。如前所述，制动器单元2也被称为制动钳。
图2以简化且概略的斜视俯视图示出根据本发明的驱动机制动器单元2。除此之外，制动器单元2包括主体4、顶部元件5、具有其固定螺栓7的对立元件6、以及具有两个单独的制动器板8a、8b的制动器板组件8。对立元件6也可被称为钳板。主体4形成中空的壳体，在其中安置有用于将制动器板8a、8b压向对立元件6和制动器盘3的弹簧组件。在主体4中还安置有电磁体设备，电磁体设备包括线圈组件，在制动器打开时，线圈组件产生用于拉动制动器板8a、8b脱离制动器盘3。为了清楚起见，在图2中没有示出弹簧组件和电磁体设备。
根据本发明的制动器单元2被布置为操作使得当包括线圈的电磁体设备被通电时，制动器板8a、8b靠制动器单元2的主体4地被拉动脱离制动器盘3。在该情况中，制动器打开并且制动器盘3和曳引轮1c能够转动。在制动器的该操作状态中，两个制动器板8a、8b也被称为打开的。通过从电磁体设备切断电力，制动器启动或闭合。在该情况中，弹簧组件将制动器板8a、8b压靠在制动器盘3。
顶部元件5形成在制动器单元4的主体4与驱动机构1的壳体1a中的固定凸耳1b之间的中间元件，制动器单元2将被浮动地固定至该固定凸耳，使得当需要在电梯驱动机构1的轴向方向上移动时制动器单元2能够恰当地移动。
图3以简化且概略的斜视端面图示出根据图2的驱动机制动器单元。附图示出在对立元件6与制动器板8a、8b之间的间隙9。间隙9用于制动器盘3。制动器单元2被安装在其操作位置，使得制动器盘3的外周位于对立元件6与制动器板8a、8b之间的间隙9中。因此，对立元件6被布置为压靠在制动器盘3的第一侧上的制动器盘3的第一制动表面，并且制动器板8a、8b被布置为压靠在制动器盘3的第二侧上的制动器盘3的第二制动表面。
图4以简化且概略的斜视俯视图示出根据图2的驱动机制动器单元的只展示了主要组件的***图。为了清楚起见，制动器板8a、8b略微地彼此分开。制动器板8a、8b基本上是平板，在面向旋转制动器盘3的表面上包括一组摩擦片或衬垫10。对立元件6在其面向旋转制动器盘3的表面上包括基本上相似的摩擦片或衬垫。这些片或衬垫没有在图中示出。
优选地，制动器板8a、8b的尺寸和形状基本相同，但是厚度不同，使得例如第一制动器板8a比第二制动器板8b更厚。因此，第一制动器板8a的制动表面与制动器盘3的制动表面之间的水平间隙小于第二制动器板8b的制动表面与制动器盘3的制动表面之间的相应间隙。该特征可以实现连续的制动布置，其中制动器板8a、8b在不同的时间相继地碰击制动器盘3。在启动制动并且在由线圈提供地磁力减弱或移除之后通过弹簧组件使制动器闭合时，由于间隙更小，第一制动器板8a略微早于第二制动器板8b碰击制动器盘3。由于降低的减速度波动，这种连续的制动设备提供了更高的乘坐舒适度，同时由于只有两次较小的点击而不是一次更大声的撞击，提供了更安静的操作。
图4还示出了用于电磁体设备的线圈组件的线圈11，电磁体设备被布置用于通过拉动制动器板8a、8b脱离制动器盘3而打开制动器。电磁体设备被安置在主体4内部。在该实施例中，主体4只包括一个共同用于制动器板8a、8b的线圈11。因此，线圈14(优选对称地)延伸至每个制动器板8a、8b的区域，并且被布置为与两个制动器板8a、8b相互作用。
图5以简化且概略的斜视正视图示出根据本发明的驱动机制动器单元2的另一有利实施例，其中没有制动器板8a、8b和对立元件6。该实施例的结构在其他部分都与根据图4的实施例的结构相似，只是现在制动器单元2的线圈组件包括用于每个制动器板8a、8b的单独的线圈11a、11b。优选地，在该实施例中，制动器设备包括用于单独地调整每个制动器板8a、8b的装置。因此，第一制动器板8a与第一线圈11a相互作用并且第二制动器板8b与第二线圈11b相互作用。在该实施例中，每个制动器板8a、8b的操作可以自由地调整。
图6-8以简化且概略的视图示出根据本发明的驱动机制动器单元2的另一有利实施例。在该实施例中，包括至少处理单元13和天线14的单个的检测器12被用作状态指示器以使制动器单元2的操作状态能够通过测量两个制动器板8a、8b关于制动器盘3的瞬时位置来进行监控。有利地，状态检测器12是接近传感器。术语“操作状态”在上下文中优选意指制动器板8a、8b离制动器盘3的水平距离。
图6示出状态检测器12，该状态检测器12固定至其在制动器单元2中的位置，并且图7以简化且概略的正视图示出状态检测器12的天线14，天线位于其关于根据本发明的驱动机制动器单元2的制动器板8a、8b偏置的位置。图8示出在制动器单元2或制动器板8a、8b的四种不同的主要操作状态中测量的涡流损失。
根据本发明的用于制动器单元2的操作状态的有利监控***包括单个的状态检测器12(例如接近传感器)，具有被布置为在其附近提供振动磁场的LC谐振电路。当制动器打开时，两个制动器板8a、8b位于它们离制动器盘3的最大距离处。在该情况下，在由LC谐振电路提供的磁场中的损失最小，几乎不存在。在为了制动操作而闭合制动器时，两个制动器板8a、8b向状态检测器12靠近。在该情况下，大部分磁场通量穿过制动器板8a、8b，引起由于制动器板8a、8b的材料的阻抗而经受阻尼的涡流。状态检测器12的处理单元13包括测量部件，测量部件用于通过测量在涡流中的损失来测量阻尼。当制动器打开时，损失最低，并且当制动器闭合以及制动器板8a、8b接近状态检测器12时，损失最大。
有利地，状态检测器12的处理单元13例如固定至对立元件6，并且天线14被放置为使得它能够接受由LC谐振电路发射的信号，从而获取两个制动器板8a、8b的瞬时操作状态。状态检测器12或至少它的天线14以关于制动器板8a、8b的相对表面的线15具有偏置16地被安置在制动器单元2中。偏置16是必要的，因为它使得第一制动器板8a的接近度或操作状态能够被区别于第二制动器板8b的接近度或操作状态。在该情况下，获取足够数量的操作状态、即四个主要操作状态，以可靠地监控制动器单元2的功能。
获取的四个主要操作状态为：
Os1.两个制动器板8a、8b打开：损失最小＝L1
Os2.第一制动器板8a闭合：损失小＝L2
Os3.第二制动器板8b闭合：损失中等＝L3
Os4.制动器板8a、8b均闭合：损失最大＝L4。
制动器的四个操作状态Os1-Os4可通过如下的单一状态检测器12推导出，该状态检测器以关于制动器板8a、8b的相对表面的线15具有偏置16地被安置在制动器单元2中。为了进行推导，测量在由LC谐振电路创建的振动磁场中的损失。
图8示出在上述四个操作状态Os1-Os4中测量的损失的实例。线L1指示损失最小，零或接近零。L1的测量值说明制动器板8a、8b均打开，并且处于操作状态Os1。在该情况下，制动器打开。
相应地，L2的测量值相对小，其说明第一制动器板8a接近制动器盘3，但是第二制动器板8b更接近于制动器单元2的主体4。在该情况下，可说明第一制动器板8a闭合并且第二制动器板8b打开。L2的较小值基于更小的阻抗，因为仅天线14的较小的区域正面向更近的制动器板(在此是第一制动器板8a)。
进一步地，L3的测量值指示中等损失，其说明第二制动器板8b接近制动器盘3，但是第一制动器板8a进一步地接近于制动器单元2的主体4。在该情况下，可说明第二制动器板8b闭合并且第一制动器板8a打开。L3的中等值是基于更大的阻抗的，因为天线14的较大的区域面向更近的制动器板(在此是第二制动器板8b)。这可以从图7中清楚地看到。
最后，L4的测量值相对大，并且说明大量材料造成了对涡流的大量损失。这意指制动器板8a、8b均接近制动器盘3，并且事实上，制动器闭合。损失的测量值L4基本上等于测量到的损失L2和L3的和，即L4·L2+L3。
上述监控装置能以接近传感器来应用，其被放置为使得当启动制动时，制动器板8a、8b接近传感器和/或其天线14，并且当制动器打开时，制动器板8a、8b远离传感器和/或其天线14。利用其他类型的传感器或者其他方式定位传感器时，监控装置可以是不同的。
总体上，根据本发明的设备的特征在于，每个制动器单元2包括至少两个单独的制动器板8a、8b，它们在制动器盘3的旋转方向上相继地放置或者彼此相邻地放置。在该情况中，两个制动器板8a、8b在制动器盘3地同一侧。优选地，每个制动器单元2包括单个的状态检测器12(例如如上所述的具有其处理单元13和天线14的接近传感器，或者相应的组件)以测量并监控制动器板8a、8b的瞬时操作状态。瞬时操作状态对应于制动器板8a、8b双方离制动器盘3的瞬时距离。优选地，测量两个制动器板8a、8b离制动器盘3的瞬时距离并基于测量结果来执行监控。
同样必要的是非对称地定位状态检测器12或至少其天线14。通过这样做，可以利用更简单的方式来获取足够的测量结果。也可以通过使用具有非均匀场分布的传感器来获取相应结果。在该情况下，非对称地定位传感器和/或其天线是不必要的。当利用非均匀场分布时，制动器板8a、8b的厚度也可以是相同的。
因此，如前所述，状态检测器12被布置为利用天线14的偏置16或非均匀场分布或两者、或者一些其他的有利布置来识别制动器板8a、8b中的哪一个闭合以及哪一个打开。打开和闭合状态已在上面描述。
代替接近传感器，其他有利的传感器或检测器也可被用于测量制动器板8a、8b的操作状态。
对于本领域技术人员显而易见的是，本发明不受限于上述实例，但其可在下面展示的权利要求的范围内改变。因此，例如，制动器单元的结构和组件可不同于上面展示的。在这种情况下，制动器板也可位于不用于制动器盘的外周的其他位置。制动器板例如可以位于制动器盘的侧面，并且制动器板至多可以是半圆或近似半圆。

Claims (10)

1.一种电梯制动器设备，所述设备包括至少一个制动器单元(2)并且还包括旋转制动器盘(3)，所述制动器单元(2)包括主体(4)、制动器板组件(8)、弹簧组件、电磁体设备和对立元件(6)，其特征在于，所述制动器板组件(8)包括至少两个单独的制动器板(8a、8b)和状态检测器(12)，所述状态检测器(12)被布置为监控所述制动器板(8a、8b)的操作状态(Os1-Os4)；
其中所述状态检测器(12)被布置为检测所述制动器板(8a、8b)的至少四个不同的操作状态；并且所述制动器板(8a、8b)的所述至少四个不同的操作状态如下：
第一制动器板(8a)和第二制动器板(8b)打开(Os1)；
所述第一制动器板(8a)闭合并且所述第二制动器板(8b)打开(Os2)；
所述第二制动器板(8b)闭合并且所述第一制动器板(8a)打开(Os3)；以及
所述第一制动器板(8a)和所述第二制动器板(8b)闭合(Os4)，
其中所述状态检测器(12)被布置为：通过使用所述状态检测器(12)的非对称定位、天线(14)的非对称定位和非均质场分布中的至少一种，来识别所述制动器板(8a、8b)中的哪个是闭合的以及哪个是打开的。
2.根据权利要求1所述的电梯制动器设备，其特征在于，所述状态检测器(12)被布置为测量每个制动器板(8a、8b)关于所述制动器盘(3)的瞬时位置。
3.根据权利要求1或2所述的电梯制动器设备，其特征在于，所述状态检测器(12)包括接近传感器。
4.根据权利要求1或2所述的电梯制动器设备，其特征在于，所述状态检测器(12)包括所述天线(14)，所述天线被放置为关于所述制动器板(8a、8b)的位置具有偏置(16)。
5.根据权利要求4所述的电梯制动器设备，其特征在于，所述天线(14)的较小的面积朝向所述第一制动器板(8a)并且所述天线(14)的较大的面积朝向所述第二制动器板(8b)。
6.根据权利要求1-2、5中任一项所述的电梯制动器设备，其特征在于，当制动被启动时，所述制动器板(8a、8b)中的一个制动器板被布置为比另一个制动器板更早地碰击所述制动器盘(3)。
7.根据权利要求1-2、5中任一项所述的电梯制动器设备，其特征在于，所述制动器板(8a、8b)的厚度不相同。
8.根据权利要求1-2、5中任一项所述的电梯制动器设备，其特征在于，所述制动器单元(2)的所述电磁体设备包括：所述制动器板(8a、8b)共用的线圈(11)。
9.根据权利要求1-2、5中任一项所述的电梯制动器设备，其特征在于，所述制动器单元(2)的所述电磁体设备包括用于每个所述制动器板(8a、8b)的单独线圈(11a、11b)。
10.根据权利要求9所述的电梯制动器设备，其特征在于，所述电梯制动器设备包括调整部件，所述调整部件用于单独地调整每个制动器板(8a、8b)。
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