CN115667116A

CN115667116A - 用于引导用以承载电梯设备的行驶体和/或对重的皮带的皮带轮

Info

Publication number: CN115667116A
Application number: CN202180035964.8A
Authority: CN
Inventors: 弗罗里安·多尔德
Original assignee: Inventio AG
Current assignee: Inventio AG
Priority date: 2020-05-18
Filing date: 2021-05-17
Publication date: 2023-01-31
Also published as: US20230192446A1; EP4153521A1; WO2021233816A1; BR112022023155A2; US12012304B2

Abstract

本发明涉及一种用于引导用以承载电梯设备(100)的行驶体(102)和/或对重(104)的皮带(106)的皮带轮(118)。该皮带轮(118)包括多个环绕的、彼此轴向地间隔开的沟槽(202)，这些沟槽用于容纳皮带(106)的多个肋(204)，其中，每个沟槽(202)具有两个彼此相对的沟槽侧边(300)，用于通过与这些肋(204)之一摩擦锁合来进行力传递，并且在这两个沟槽侧边(300)之间具有环绕的凹槽(302)。凹槽(302)的宽度(B)为沟槽202的轴向距离(A)的至少25％以及沟槽(202)的高度(H)的至少80％。

Description

用于引导用以承载电梯设备的行驶体和/或对重的皮带的皮带轮

技术领域

本发明涉及一种用于引导用以承载电梯设备的行驶体和/或对重的皮带的皮带轮、一种设有这种皮带轮的用于承载电梯设备的行驶体和/或对重的装置，以及涉及一种具有这种装置的电梯设备。

背景技术

在具有牵引轮驱动装置的电梯中，行驶体和对重可通过承载机构例如绳索、板带或皮带相互连接。在承载机构和牵引轮之间力通常通过摩擦锁合来传递。因为承载机构通常不仅用于保持行驶体和/或对重的重量，而且通过牵引轮驱动，用于使行驶体和/或对重移位，所以承载机构也称为保持和牵引机构(英语suspension traction media，简称STM)。

作为皮带，例如可以使用具有多个平行的楔形纵向肋的楔形肋皮带，楔形肋皮带通过一个或多个具有相应沟槽的皮带轮转向或驱动。如果这种皮带倾斜地进入到皮带轮中，则在较小的倾斜牵引角时会产生不期望的噪音。在较大的牵引角时，皮带可能会从沟槽中脱出。

在倾斜牵引的情况下皮带的表现，例如皮带相对于噪声产生或爬升(Klettern)的倾向，主要通过沟槽侧边的几何形状和在皮带与皮带轮之间的表面压强来产生影响。试验表明，通过提高表面压强、例如由于提高待输送的负载，可以降低噪音生成或爬升的倾向，并且降低表面压强、例如由于皮带轮直径的增大而可能导致相反的情况。

发明内容

主要需要使得电梯设备的皮带轮相对于由倾斜牵引引起的负载更鲁棒。特别地，会需要提供一种皮带轮，通过该皮带轮，可以增加皮带的接触压力，而不减小皮带轮的直径和/或增加皮带上的拉伸载荷。此外，会需要一种设有这种皮带轮的、用于承载电梯设备的行驶体和/或对重的装置，以及一种设有这种装置的电梯设备。

这种需求可以通过按独立权利要求所述的皮带轮、装置和电梯设备来实现。有利的实施方式在从属权利要求以及以下描述中限定。

本发明的第一方面涉及一种用于引导用以承载电梯设备的行驶体和/或对重的皮带的皮带轮。皮带轮具有多个环绕的或者说周向的、彼此轴向间隔开的沟槽，用于容纳皮带的肋。每个沟槽具有两个彼此相对的沟槽侧边，用于通过与其中一个肋的摩擦锁合进行力传递。在两个沟槽侧边之间，这些沟槽中的每一个具有一个环绕的凹槽。凹槽的宽度为沟槽的轴向距离的至少25％和沟槽的高度的至少80％。优选地，这些沟槽侧边分别形成楔形的轮廓。这些沟槽侧边特别是直线地延伸。

借助于这样设计尺寸的凹槽可以防止，皮带在倾斜牵引时引起强烈的噪声。由此也可以抵抗皮带在倾斜拉力时从沟槽中脱出的倾向。例如由此可以实现，与传统的皮带轮相比，皮带在相对较大的倾斜牵引角度下才开始爬升。此外有利的是，皮带轮可以在没有显著的改变的情况下，例如在不更换皮带的情况下，被接纳到现有的电梯***中。

皮带轮可以是牵引轮或转向滚轮。在此，牵引轮一般由驱动机驱动并且被该驱动机主动地旋转驱动。因此，通过利用牵引轮的圆周面的牵引，在该圆周面上延伸的皮带能够被主动地驱动，也就是说被移位。相反，转向滚轮不与驱动机连接。而是，当在转向滚轮的圆周面上延伸的皮带在其纵向上运动时，转向滚轮被动地发生旋转。

环绕的沟槽可以理解为在皮带轮的外侧面中的沿皮带轮的周向方向延伸的凹部。沟槽可以分别以确定的轴向间距并排地布置。例如，轴向距离可以从两个相邻沟槽的沟槽中心到沟槽中心测量。轴向在此意味着在皮带轮的转动轴线的方向上。环绕的沟槽能够沿着皮带轮的外周具有恒定的横截面或恒定的轮廓。

在几何学上，沟槽侧边可以理解为截锥体的外侧面，其锥体轴线与皮带轮的转动轴线相同。根据截锥体的母线是直线的还是弯曲的，沟槽侧边可以平坦地成型或成拱形，例如成凹形或凸形地成型。

这两个沟槽侧边可以彼此相对。例如，这两个沟槽侧边可以相对于彼此垂直或倾斜地取向，以便形成一种楔形形状。特别地，两个沟槽侧边可以关于一个垂直于皮带轮的转动轴线延伸的平面镜像对称地设计。

每个沟槽可具有至少与凹槽的深度和沟槽侧边的凸出高度之和一样大的沟槽高度。这意味着高度可以理解成，该高度通过沟槽侧边在与该转动轴线正交的轴线上的投影而产生。在上下文中，沟槽高度可以理解为沟槽从凹槽的底部至沟槽的最外侧的边棱的相应的径向伸展。凹槽的底部可以理解为相应沟槽的沟槽底部。

换句话说，每个沟槽可以径向地分为外部第一区段和与第一区段相邻的内部第二区段，其中，第一区段包括沟槽侧边，第二区段包括包绕的凹槽。

凹槽可以形成沟槽的一个区段，该区段与由沟槽侧边限定的沟槽区段相比被构造为底切区域。换句话说，在横截面中观察，沟槽可被看作由两个区段组成，即，径向外部的区段和径向内部的区段。

径向外部的区段在此在侧面由沟槽侧边限定。该径向外部的区段从径向外部向径向更内部逐渐变细，也就是说，沟槽侧边在横截面中相对于皮带轮的转动轴线倾斜地延伸。因此，由皮带的接合到皮带轮的沟槽中的肋能够将沿与皮带轮的转动轴线正交的方向的压紧力施加到沟槽侧边上。

径向内部的区段在侧向上由凹槽的壁面来限定。这些壁面在此以如下方式取向，使得由凹槽构成的内部区段与沟槽的整个横截面相比起底切区域的作用。例如，凹槽的壁面能够沿径向方向设置、即尤其设置在与皮带轮的转动轴线正交的平面中。因此，在径向内部的区段中，皮带的接合到皮带轮的沟槽中的肋不贴靠或必要时以减小的、明显小于在沟槽侧边上引起的压紧力的压紧力贴靠在沟槽的表面上。

在横截面上观察，在由沟槽侧边限定的径向外部的区段与凹槽的区域中的径向内部的区段之间的过渡部处，边棱可以将这两个区段彼此分开。边棱可能是凸出的或尖锐的。替代地，边棱也可以略微地倒圆，其中，在边棱的区域中的曲率半径应明显小于例如在横截面中弯曲地构造的沟槽侧边的曲率半径。

皮带例如可以是楔形肋皮带或复合楔形皮带。皮带可具有多个沿皮带的纵向延伸的平行的肋。肋可以分别成型有与沟槽的内轮廓相匹配的外轮廓。例如，肋可以具有楔形或梯形的横截面。肋的各个肋头部例如可以倒圆或削平。

凹槽的宽度可以理解为凹槽的轴向伸展的尺寸，也就是说，凹槽在皮带轮的转动轴线的方向上的伸展。凹槽的深度可以理解为凹槽的径向伸展的尺寸，也就是说凹槽在正交于皮带轮的转动轴线的方向上的伸展。

凹槽例如可以具有矩形的横截面。横截面的角部可以由根据制造需要而倒圆。凹槽也可以根据使用目的具有其他形状的横截面。凹槽的横截面例如可以是弧形的或弓形的。

例如，凹槽的底部可设计成平坦的，也就是说，在横截面中观察基本上直线地、例如平行于皮带轮的转动轴线地延伸。凹槽的底部也可以根据使用目的而不同地成型。例如，凹槽的底部可以在横截面中观察弧形地或弓形地延伸。

原则上，凹槽用于防止皮带的肋接触沟槽底部。换句话说，当肋接合沟槽时，凹槽连同肋可以分别限定一个空腔。因此可以确保，摩擦力通过限定的表面、即通过沟槽侧边传递。凹槽也可用于收集磨损物或污物或者也用于补偿皮带的厚度波动。

通过凹槽的加宽在其他方面不改变沟槽轮廓的情况下可以减小沟槽侧边的投影高度，并且由此减小皮带的支承面。通过减小支承面，在负载保持不变的情况下提高皮带的压紧力，如上面进一步描述的那样，这有利地影响皮带的斜向牵引表现。

本发明的第二方面涉及一种用于承载电梯设备的行驶体和/或对重的装置。该装置包括至少一个皮带和至少一个根据本发明的第一方面的实施例的皮带轮，所述皮带具有多个沿皮带的纵向延伸的肋。皮带轮至少部分地被皮带缠绕。在此，肋分别由皮带轮的沟槽所容纳。

本发明的第三方面涉及一种包括行驶体、对重和根据本发明第二方面的实施例的装置的电梯设备。在此，行驶体或对重通过该装置的至少一个皮带而承载。

本发明的实施例的可行的特征和优点可以首要地但不限定本发明地被认为基于以下描述的构思和认知。

以下的尺寸可以理解为标称尺寸。实际尺寸可以以预定的公差值分别向上和/或向下偏离相应的标称尺寸。在下面所述的纵向尺寸中，公差值例如可以在百分之一毫米的范围内，也就是说例如小于0.1mm。在下面所述的角度尺寸中，公差值例如可以位于十分之一度范围内，也就是说例如小于1度。

根据一种实施方式，凹槽的宽度在1mm至3mm之间。凹槽的宽度的合适值为例如1.8mm、2mm或2.2mm。但是也可以是其他值。凹槽的宽度例如可以根据皮带轮的直径来选择。例如，皮带轮的直径越大，凹槽的宽度就可以选择得越大。由此，可以补偿由于皮带轮的直径增大而引起的表面压强的减小。

根据一种实施方式，沟槽的轴向间距在4mm至6mm之间。沟槽的轴向间隔的合适值例如为5mm。根据所使用的皮带，其他值也是可能的。在皮带轮的最外侧的沟槽和前边棱之间的相应的轴向距离与相邻的沟槽之间的轴向距离相偏离，例如大于该轴向距离。例如，最外侧的沟槽的沟槽中心与皮带轮的前边棱之间的轴向距离可以为至少6mm，特别地至少7mm。

根据一种实施方式，沟槽的高度在2mm至3mm之间。如上所述，沟槽的高度可基于凹槽的底部米测量。

根据一种实施方式，凹槽的深度大于0.5mm。例如，凹槽的深度可以是至少1mm。但是，凹槽的深度也可以小于1mm。

根据一种实施方式，皮带轮的直径至少为120mm。皮带轮的(矫直)直径的合适值例如为125mm和150mm。根据使用目的的，也可以是其他值。皮带轮的直径也可以明显小于120mm。

根据一种实施方式，凹槽具有矩形的横截面。在此，在侧面限定所述凹槽的壁在横截面中能够基本上呈直线并且彼此平行地并且优选平行于与所述皮带轮的转动轴线正交地分布的平面地取向。沿径向方向限定凹槽的底部在横截面中能够基本上同样呈直线并且平行于皮带轮的转动轴线延伸。在壁和底部之间的过渡处可以设置倒圆部。倒圆部通常具有比壁和底部明显更小的尺寸。

根据一种实施方式，两个沟槽侧边彼此成至少90度的角度取向。这个角度也可以称为张角或楔角。例如，在90度的张角或楔角的情况下，这些沟槽侧边中的每一个可以与该转动轴线围成45度的角。例如，张角或楔角可以处于90度到150度的范围内。替代地，小于90度的张角或楔角也是可行的。

根据一种实施方式，两个沟槽侧边分别设计为平坦的。换句话说，在横截面中观察，这些沟槽侧边可以直线地延伸。这种平坦的沟槽侧边在制造皮带轮时可以相对简单地实现。具有平坦侧面的沟槽有时也被称为v-形。

根据一种实施方式，两个沟槽侧边分别设计成拱形。换句话说，这些沟槽侧边在横截面上观察可以弯曲地、例如弧形地、半圆形地或弓形地延伸。这些沟槽侧边可以向内或向外拱起。

根据一个实施方式，沟槽侧边上的切线相对于皮带轮的转动轴线的切角至少为35度。该切角也可以称为爬升角度。在此，这指的是切线的最浅角度，皮带以该角度接合并且从该角度开始在沟槽中上升。在其他情况下沟槽轮廓不变的情况下，爬升角度例如可以通过加宽该槽、也就是说通过底切该拱曲的沟槽侧边而增大。

根据一种实施方式，皮带的肋和/或皮带轮的沟槽构成为，使得肋主要或基本上在沟槽的沟槽侧边上接触至少一个皮带轮。皮带和皮带轮尤其可以关于其横截面几何形状方面彼此适配，使得皮带的肋贴靠在沟槽的沟槽侧边上，然而皮带轮的表面在槽的区域中不接触或者必要时以相对于沟槽侧边的面积较小的表面接触，和/或以与在沟槽侧边的区域中的压紧力相比较小的压紧力接触。由此可以避免通过沟槽底部的不受控制的力传递。

应当指出，本发明的一些可行的特征和优点在此参照一方面的皮带轮以及另一方面配备有该皮带轮的装置或电梯设备的不同实施方式来描述。本领域技术人员认识到，所述特征能够以合适的方式组合、匹配或者替换，以便实现本发明的其他实施方式。

附图说明

下面参照附图描述本发明的实施方式，其中，附图和说明书都不应视为对本发明的限制。

图1示出依据本发明的一个实施例的电梯设备。

图2示出图1中的皮带轮1。

图3示出图2中的皮带轮的区段的横截面图。

图4示出对图2中的皮带轮的不同直径的表面压强进行图示表达的图表。

图5示出对根据本发明的一个实施例的弯曲的沟槽侧边的可行的几何形状加以图示的图表。

附图仅是示意性的并且不是按比例绘制的。相同的附图标记在不同的附图中表示相同的或起相同作用的特征。

具体实施方式

图1示出一种电梯设备100的非常简化的视图。电梯设备100包括行驶体102和对重104，行驶体和对重经由皮带106来承载。例如，皮带106以其两端固定在电梯设备100的竖井顶部上。皮带106在其两个端部之间通过对重滚轮108、牵引轮110、第一行驶体滚轮114和第二行驶体滚轮116来引导，对重104悬挂在对重滚轮108上，牵引轮110与马达112联接。两个行驶体滚轮114、116固定在行驶体102上。对重滚轮108、牵引轮110、第一行驶体滚轮114和第二行驶体滚轮116分别被设计为具有特定沟槽轮廓的皮带轮118，这正如下面更详细地描述的那样。通过牵引轮110的转动，皮带106沿其纵轴线的方向运动，由此，行驶体102或对重104的高度发生变化。驱动力通过牵引轮110与皮带106之间的摩擦锁合来施加。

皮带轮118与皮带106一起形成用于承载行驶体102和对重104的装置120。装置120还可以包括多于一个的皮带106。

替代地，升降装置100也可以构造成没有对重104。

图2示出图1中的皮带轮118的透视图。皮带轮118可围绕转动轴线200转动并且在其外侧面上具有多个环绕的、轴向地彼此间隔开的沟槽202。此外，示出皮带106的设计有多个在皮带106的纵向上延伸的肋204的区段。在皮带轮118的被皮带106缠绕的区域中，肋204分别接合到其中一个沟槽202中。沟槽202和肋204的轮廓可以彼此互补。例如，沟槽202和肋204可以各自形成楔形轮廓。

皮带轮118的矫直直径或者说基准直径D_d例如在52至150mm之间，尤其在80至100mm之间，并且优选为87mm。

图3示出图2的皮带轮118的区段的剖视图。可以看到沟槽202的轮廓。此外，示出皮带106的区段，该区段以其肋204之一接合到沟槽202之一中。

每个沟槽202具有两个彼此相对的沟槽侧边300。这些沟槽侧边300用于皮带轮118与皮带106之间的摩擦锁合的力传递，其中，这些肋204分别以其肋侧面接触这些沟槽侧边300。

在该示例中，这些沟槽侧边300呈直线并且围成90度加/减0.2度的楔形角或张角W。替代地，如图5中所示，这些沟槽侧边300例如可以设计为弧形、圆形或半圆形，和/或彼此成一个不同于90度的张角W地取向。

凹槽302在沟槽202的两个沟槽侧边300之间延伸，该凹槽形成了该沟槽202的沟槽底部并且底切沟槽侧边300。凹槽302可完全环绕皮带轮118。

沟槽轮廓被选择成，使得凹槽302的宽度B为沟槽202的轴向距离A的至少25％和沟槽202的高度H的至少80％。例如，如图3中所示，宽度B可以是2mm，距离A为5mm加/减0.03mm，高度H为2.12mm。然而，如上所述，A、B和H的许多其他组合也是可行的。

通过凹槽302的这种配合，在给定的高度H下，与具有较窄凹槽的设计(由虚线表示)相比，沟槽侧边300的投影高度H进而还有肋204的支承面能够以与皮带106的斜向牵引表现相关的程度被减小。

最外侧的沟槽202的沟槽中心与皮带轮118的前边棱304之间的距离A在此示例性地以7.5mm来给出。

凹槽302的深度T可以大于0.5mm。在图3中，深度T大约为1mm。

如在图3中示例性示出的那样，凹槽302可以具有矩形的横截面。在此，凹槽302的角部可以被倒圆。

在图3中还可以看出，这些肋204与这些凹槽302一起分别围成空腔306，即这些肋204在皮带106加载时不接触这些凹槽302的对应的底部。因此，力传递仅通过这些沟槽侧边300来实现。

图4中用图解来说明，宽度B对在沟槽侧边300与这些肋204之间的表面压强p具有何种影响。宽度B的刻度包括0至3mm之间的值。示出第一曲线401、第二曲线402以及第三曲线403，第一曲线401表示具有87mm的矫直直径D_d的皮带轮118上的表面压强p，第二曲线402表示具有125mm的矫直直径D_d的皮带轮118上的表面压强p，第三曲线403表示具有150mm的矫直直径D_d的皮带轮118上的表面压强p。

可以看出，为了在D_d＝87mm的情况下达到大约5MPa的表面压强p需要1mm的宽度B，在D_d＝125mm的情况下需要1.8mm的宽度B并且在D_d＝150mm的情况下需要2.2mm的宽度B。

图5示出对弯曲的沟槽侧边300的一种可行的几何形状进行图示表达的图表。另外，绘制出一条曲线，该曲线给出沟槽侧边300的每个点处的爬升角度K，即，与该点相切的切线与转动轴线200(在此，与横坐标)所围成的切角。在横坐标上从沟槽202的中轴线出发，绘制出宽度B。在此，中轴线相当于左侧的纵坐标，该纵坐标在B＝0时与横坐标相交并且在该纵坐标上绘出高度H。在右侧的纵坐标上绘制爬升角度K或张角W。

爬升角度K可以归纳为：对于皮带106在侧向力的情况下从沟槽202爬升出来的倾斜度的量度。爬升角度K越大，也就是说，沟槽侧边300升得越陡，则皮带106的用于爬升的倾斜度越小。利用宽度B＝2mm的凹槽或底切部例如可以实现大约40度的爬升角度K。而利用宽度B＝1mm的凹槽或底切部，仅能实现约30度的爬升角度K。

最后，需要指出的是：诸如“具有”、“包括”等的术语不排除任何其他元件或步骤，并且诸如“一个”或“一”的术语不排除多个。此外要指出的是，参照上述实施例之一描述的特征或步骤也可以与其他上述实施例的其他特征或步骤组合地使用。权利要求中的附图标记不应视为限制。

Claims

1.一种用于引导皮带(106)的皮带轮(118)，所述皮带用于承载电梯设备(100)的行驶体(102)和/或对重(104)，其中，所述皮带轮(118)具有多个环绕的、彼此轴向间隔开的、用于容纳皮带(106)的肋(204)的沟槽(202)，所述沟槽(202)中的每一个沟槽包括两个彼此相对的沟槽侧边(300)，用于通过与所述肋(204)中的一个肋摩擦锁合而进行力传递，并且在两个沟槽侧边(300)之间具有环绕的凹槽(302)，其特征在于，凹槽(302)的宽度(B)为沟槽(202)的轴向间距(A)的至少25％和沟槽(202)的高度(H)的至少80％，其中，沟槽侧边(300)优选地分别形成楔形轮廓，沟槽侧边(300)特别是呈直线延伸。

2.根据权利要求1所述的皮带轮(118)，其中，所述凹槽(302)的宽度(B)在1mm至3mm之间。

3.根据前述权利要求中任一项所述的皮带轮(118)，其中，所述沟槽(202)的轴向间距(A)在4mm至6mm之间。

4.根据前述权利要求中任一项所述的皮带轮(118)，其中，所述沟槽(202)的高度(H)在2mm至3mm之间。

5.根据前述权利要求中任一项所述的皮带轮(118)，其中，所述凹槽(302)的深度(T)大于0.5mm。

6.根据前述权利要求中任一项所述的皮带轮(118)，其中，所述皮带轮(118)的直径(D_d)在52mm至150mm之间，尤其在80mm至100mm之间并且优选为87mm。

7.根据上述权利要求中任一项所述的皮带轮(118)，其中，所述凹槽(302)具有矩形的横截面，其中，所述凹槽的角部优选地被倒圆。

8.根据前述权利要求中任一项所述的皮带轮(118)，其中，两个沟槽侧边(300)彼此成至少90度的角度(W)取向。

9.根据上述权利要求中任一项所述的皮带轮(118)，其中，两个沟槽侧边(300)分别平坦地设计。

10.根据前述权利要求中任一项所述的皮带轮(118)，其中，两个沟槽侧边(300)分别设计成拱形。

11.根据权利要求10所述的皮带轮(118)，其中，所述沟槽侧边(300)的切线相对于皮带轮(118)的转动轴线(200)的切角(K)为至少35度。

12.一种用于承载电梯设备(100)的行驶体(102)和/或对重(104)的装置(120)，其中，所述装置(120)包括：

至少一个皮带(106)，所述皮带具有多个沿皮带(106)的纵向延伸的肋(204)；和

至少一个根据前述权利要求中任一项所述的皮带轮(118)，其中，所述至少一个皮带(106)至少部分地缠绕至少一个所述皮带轮(118)，并且所述肋(204)分别被皮带轮(118)的沟槽(202)所容纳。

13.根据权利要求12所述的装置(120)，其中，肋(204)和/或沟槽(202)被设计成，使得所述肋(204)仅在所述沟槽(202)的沟槽侧边(300)处接触至少一个皮带轮(118)。

14.一种电梯设备(100)，包括：

行驶体(102)；

对重(104)；和

根据权利要求12或13所述的装置(120)，其中，所述行驶体(102)和/或所述对重(104)由所述装置的至少一个皮带(106)承载。