CN1484608A - 具有双卷绕传动滑轮的无齿轮缆索电梯 - Google Patents

Abstract

一种无齿轮缆索操作电梯中，该轿厢具有由数根平行承载缆索双卷绕的传动滑轮驱动装置、副滑轮(3)、轿厢(6)、所述轿厢(6)的导轨以及配重(11)，以便特别用于在没有动力间情况下的安装，所述承载缆索在半圆形驱动缆索槽内延伸，传动滑轮直径与所述承载缆索的标称直径之比≤40。

Description

具有双卷绕传动滑轮的无齿轮缆索电梯

技术领域

本发明涉及一种无齿轮缆索操作电梯，其具有由数根平行承载缆索双卷绕的传动滑轮驱动装置，以及具有副滑轮、轿厢、所述轿厢的导轨以及配重，所述电梯设备便于在没有动力间的情况下的安装。

背景技术

在缆索操作电梯中，轿厢和配重通过承载装置“缆索”相互连接。配重与轿厢的静重(dead weight)、至少一半的部分有效载重以及连接轿厢的电梯缆索的一半静重平衡。为了安全起见，必须有至少两条平行延伸的承载缆索。当前，缆索操作电梯装备有传动滑轮驱动装置，取代了过去使用的缆索卷盘驱动装置，其中传动滑轮还能作为传动轮缘。电动机用作驱动装置。无齿轮电梯设备的主要组成部分有传动滑轮和包括通电部件及其控制部件的驱动电机。无齿轮电梯设备产生极低的噪声，而且成本低。这些设备比具有齿轮的电梯设备有更多的优点。不需要使用对环境有危害的齿轮油，而且由于省去了齿轮，因此提高了效率。

电梯设备安装在单独的动力间内，或者直接安装在运送装置竖井内。在后一种情况下，能够将其安装在竖井的上部或下部，沿横向设置在配重空间内或分别直接设置在轿厢上面或下面。根据安装种类、有效轿厢载重和其它实际情况，如升降高度或升降速度，研制了不同的承载缆索导向装置。

在最简单的情况下，即单根缆索悬吊(suspension)，由轿厢延伸的承载缆索被引导到传动滑轮上，以延伸到配重上，该传动滑轮固定安装在竖井顶或位于其上的动力间中。但是，多缆索悬吊中还有其它承载缆索导向装置，该装置采用游轮，同时实现缆索速度与轿厢速度的给定传动比。如果缆索驱动装置具有设在轿厢上的游轮和设在配重上的游轮，则驱动电机的扭矩减小到两倍速度情况下的一半。设备将变得更小，而且在电梯竖井中安装时带来较少问题。

为了提高或获得所需的牵引能力，已知要选择“双卷绕”，该双卷绕连同半圆形槽有益于降低噪音和磨损。

德国专利DE3634859A1公开了由两根或两根以上平行承载缆索双卷绕的布置。由轿厢向配重延伸的承载缆索两次卷绕传动滑轮，并在这些循环之间卷绕转向滑轮一次，其中绕转向滑轮的两个循环中的传动滑轮与承载缆索之间的接触角超过180度。德国专利EP0578237A1中的图2c公开了具有两次卷绕和两个转向滑轮的改进。

国际申请WO9943595中公开了一种没有动力间而具有传动滑轮双卷绕的布置。根据图2，由上缆索停止部延伸的承载装置在双卷绕传动滑轮和副滑轮中延伸，这两个滑轮都安装在轿厢底部，进一步延伸到底部，其在该底部偏转到固定滑轮上并最终在配重上的游轮之上延伸到第二上缆索停止部。传动滑轮和副滑轮彼此之间的距离使轿厢底部上的转向滑轮看起来多余了。WO9943885中更详细描述了设置两平行扁平缆索列作为承载装置。WO9829237中公开了另一扁平缆索列。与普通圆形缆索相反的扁平缆索列由数根平行延伸的由扁平带形非金属套共同包裹的细金属或非金属绳构成。WO9943885中公开的绳厚度允许扁平缆索列具有极小的厚度，根据共同的计算标准，传动滑轮直径根据该标准要对应40倍的承载缆索直径，将获得100mm或更小的传动滑轮直径。小的传动滑轮直径常常直接成比例影响所要产生的扭矩，由此影响驱动电机的结构尺寸。传动滑轮的直径越小，则施加在传动滑轮上的扭矩越小，结构越小巧，构造驱动电机的成本越低。

根据上述说明，由于小传动滑轮直径使驱动电机结构变得小巧，因此特别有益于电梯结构。但是，小的传动滑轮具有的缺点是，使承载缆索承受更大应力，因此缩短了缆索的使用寿命。为了保证现有技术中电梯的缆索具有足够长的使用寿命，因此，传动滑轮直径为至少40倍的承载缆索直径，其中通过使用上述扁平缆索列作为具有特别小直径的驱动缆索而减小了承载缆索直径。

但是，扁平缆索列中的缺点是有特殊的制造和保存要求，而且适于所有承载载荷尺寸的承载装置成本很高。此外，承载装置的起初损坏会给电梯操作甚至给安全带来真实的危险，花费或根本不花费技术费用而对起初损坏进行检测。

发明内容

本发明的目的是以这样的方式进一步改进具有双卷绕的无齿轮缆索操作电梯，即，克服扁平缆索列的缺点，使电梯具有小巧的结构而且成本低。

本发明目的由权利要求1所述的技术特征实现。从属权利要求2至21中限定了多个优选实施例。

本发明中的电梯总是使用相等的细承载缆索，而不是使用两条或三条极细的扁平承载缆索列，其中传动滑轮直径与承载缆索标称直径之比≤40。其中比率实际为30是非常有利的。这里，可以使传动滑轮直径很小，这保证传动电机具有小巧的结构，而且使其成本降低，根据本发明，通过使用使承载缆索在其中移动的半圆形传动槽，避免了由于传动滑轮直径减小而导致的缆索使用寿命缩短。实际上，半圆形槽的使用降低了传动滑轮的传动能力，但是，通过使用双卷绕而使其得到补偿。承载缆索在不同传动槽中移动，但是，还使用有小量干涉最好是1至3mm的传动槽。这样的小干涉对移动特性有积极作用。

本发明缆索列中的传动扭矩壳体急剧降低，由此还使驱动设备变小。另一方面，承载缆索没有象半径≤100mm的传动滑轮上的扁平缆索列那样弯度很大的半径和那样极大的旋转速度。承载缆索由此具有较长的工作寿命。由于承载缆索具有圆形横截面，缆索总是位于大小非常合适的传动滑轮的半圆形槽内。因此，它们不会由于振动或不均匀载荷而有任何移出其安置部的趋势。此外，噪声级显著降低。

本发明因此发现，通过传动缆索的双卷绕和半圆形槽中导向的组合，可以降低传动滑轮直径与承载缆索标称直径之比，这保证了承载缆索直径较小，并由此使缆索操作电梯的结构成本低，而不使很长的缆索使用寿命缩短。

另一优点是，不需要保持不同的缆索尺寸或扁平缆索列宽度。人们可以使用具有一个槽尺寸的传动滑轮，其中一个传动滑轮可以同时有很大的或整个有效载重范围。

与合成的扁平缆索列相比，承载缆索疲劳失效的视觉控制、使用工具的手感觉断线和承载缆索的散热实质更安全而且更容易。在具有塑料滑轮的扁平缆索列中，绳索的断裂、单根金属丝的成锥形、挤压、强磨损或腐蚀在视觉上根本不能被检测到，而仅仅部分通过磁感应方法也不能被检测到。与扁平缆索列相比，制造和获得圆缆索的成本实质上很低。没有受到貂咬(marten bites)损坏的危险，而这在具有塑料包套的扁平缆索列情况下是不可避免。假设具有塑料包套的扁平缆索列的单根绳索或单根缆索有不同长度，整个扁平缆索包套将卷绕，而使其牵引力减小，并且工作寿命缩短。

在本发明特别的优选实施例中，使用标称直径为5至7mm特别是≤6mm的特别细的承载缆索。可以在多个更易感觉的步骤中，实现具有适应有效轿厢载重的这样的细承载缆索。以及，细缆索的润滑和清洁比起较粗缆索来更有效。与其相比，在具有套有塑料包套的扁平缆索列或者较粗承载缆索的电梯中，必须接受较大的步进，以便适应电梯的运载能力。由于未说明电梯的未定尺寸，因此总是缆索具有过大的尺寸，这使电梯成本更高。

附图说明

下面结合实施例详细说明本发明。在有关的附图中

图1a示出了侧视为具有双卷绕的钢丝绳驱动的主视图；

图1b为俯视图；

图2示出了竖井顶安装和2比1悬吊的实施例；

图3示出了竖井壁安装和2比1悬吊的实施例；

图4示出了轿厢底部安装和2比1悬吊的实施例；

图5示出了轿厢盖安装和2比1悬吊的实施例。

具体实施方式

图1中详细示出了具有双卷绕的公知钢丝绳操作驱动装置。该实施例中的一组承载缆索1由8根标称直径为6mm的平行延伸扁平承载缆索组成，缆索1由底部伸出，经标称直径为240mm并且具有半圆形槽4的传动滑轮2引导，而延伸到标称直径也为240mm的副滑轮，卷绕所述副滑轮3，延伸回到所述传动滑轮2，卷绕所述传动滑轮2，返回到所述副滑轮3，在副滑轮3上再次引导其向下延伸。还可以采用标称直径更小的传动滑轮代替所述标称直径为240mm的传动滑轮。例如，标称直径仅等于180mm，该标称直径相当于传动滑轮直径与承载缆索的标称直径之比为30。

参见图1a，图中仅示出了所述承载缆索组1的所述8根承载缆索中的一根缆索。所述传动滑轮2和副滑轮3彼此呈水平设置。但最好还是彼此呈垂直设置。选定副滑轮3至传动滑轮2的距离，使得假设水平滑轮排列在竖井顶中，所述承载缆索组1在图1中未示出的轿厢侧面的外部移动。由此，可以另外设置所需的附加转向滑轮。

由图1b可以看出，所述副滑轮3关于所述传动滑轮2移置给定的量，通常为缆索中心距的一半。此外，传动滑轮2和副滑轮3可以关于垂直轴微微扭转，以便构成螺旋状卷绕，其中台形(dais)承载缆索交替在双卷绕区域中承载。以此方式使缆索偏转达到最小。所述承载缆索在所述传动滑轮2的半圆槽中移动，这些半圆形槽适应于所述承载缆索的标称直径和所述副滑轮3的相应槽。这不仅保证了精确的缆索导向和长的使用寿命，而且由于平面支承而具有极好的运载能力。如果受阻，则装有所述承载缆索的座会仅承受部分可能的缆索表面。由此并由于缆索座中的楔形效果，会发生横向挤压和变形。

由于具有2比1悬吊以及轿厢质量和乘客电梯升降高度呈正常状态，使用6根6mm承载缆索的承载缆索组可以使高达450kg的有效轿厢载重以1m/s的轿厢速度进行移动。但是，也可能达到高达2m/s的较高速度或更高的速度。对于有效轿厢载重，如630kg的有效轿厢载重和1m/s的移动速度，根据所述承载缆索的强度极限，使用大约8根承载缆索，而对于800kg和1000kg之间的有效轿厢载重，根据所述承载缆索的强度极限则使用12根承载缆索。

除所述承载缆索的标称直径外，所述承载缆索的强度极限还取决于承载缆索的材料和结构。最重要的技术数据如金属丝的抗张强度、计算的断裂力和检测的断裂力，由制造者在合格证中提供，并在电梯设计中使用，以便计算所述承载缆索组1的所需承载缆索数量。因此上述值只能是提供的参考值，特别是由于该结果事实上受到依赖于标称缆索速度和缆索导向的高安全系数的影响。

在图2中，示意性示出了所述传动滑轮驱动装置在竖井顶中的没有动力间情况下的安装。从所述轿厢6顶的上面可以看见，竖井壁5构成了自由竖井空间。在所述轿厢6上面，带有驱动电动机7的传动滑轮驱动装置、相应标称直径约为240mm的传动滑轮2和标称直径约为240mm的所述副滑轮3以这样的方式安装在所述竖井顶中，即，使得所述承载缆索组1两次卷绕所述传动滑轮2，使其6mm的承载缆索直接向下延伸经过所述轿厢的侧壁，其中所述承载缆索组1的一端绕过固定在轿厢底部作为“底缘”的两转向滑轮8、9，并沿向上的方向延伸到第一缆索终止部10，所述承载缆索组1的另一端卷绕安装在所述配重11上的转向滑轮12，接着进一步沿向上的方向延伸到第二缆索终止部13。所述配重11和其转向滑轮12在所述竖井壁5和所述轿厢6侧壁之间横向移动。通过缆索导向获得了所述传动滑轮2处缆索速度与具有二等分驱动扭矩的缆索速度的2比1传动比，该缆索导向非常有利于具有更高速度、较小传动滑轮2和较细承载缆索的小驱动缆索电动机的使用，并且对其分别示意性示出。当具有用于所述轿厢的横向导轨和标准缆索操作电梯的另外部件时，省去了所述竖井顶中所述传动滑轮驱动装置的固定装置。

当所述传动滑轮驱动装置安装在竖井坑内而不是竖井顶中时，需要另外两个转向滑轮，这增加了所述承载缆索弯曲改变的次数并降低了其缆索使用寿命。但是，在重建中，由于建筑物条件限制不采用这样的方案则几乎不可能进行重建。

图3示出了传动滑轮驱动装置在竖井壁5上的安装。在该实施例中，所述传动滑轮2和所述副滑轮3彼此叠置在所述配重11的延伸空间内。所述承载缆索组1通过所述转向滑轮8、9而由第一缆索终止部10延伸到所述传动滑轮驱动装置3、2，并两次卷绕通过所述驱动电机7带动的所述传动滑轮2，然后向悬吊有所述配重11的所述转向滑轮12延伸，最终延伸到所述第二缆索终止部13。所述转向滑轮8、9可以安装在所述轿厢6顶部以及所述轿厢6底部。图中示出了两种改进。所说明的承载缆索导向采用了2比1悬吊。

当所述传动滑轮驱动装置牢固地安装在所述竖井顶和竖井底或沿横向安装在所述竖井内时，将其安装在电梯架上是很有意义的。

在图4中，所述的传动滑轮驱动装置安装在所述轿厢6的底部。所述承载缆索组1从所述第一缆索终止部10延伸，绕过均安装在所述轿厢6底部上的所述副滑轮3和所述传动滑轮2，进一步向上延伸到转向滑轮14上，然后卷绕所述配重上的所述转向滑轮12，最后以所述第二端固定在所述第二缆索终止部13。也实现了2比1悬吊。

根据图5，所述传动滑轮驱动装置安装在所述轿厢6顶部。缆索导向对应图4下面的缆索导向。所述传动滑轮驱动装置最终选择在所述轿厢底部或所述轿厢顶部安装取决于竖井的局部条件，同时要不妨碍所述传动滑轮驱动装置可能进行的维修。

当所述传动滑轮驱动装置安装在所述轿厢6上时，最好通过相应的支持装置来补充支承所述轿厢架或所述主轿厢。

可以根据是否使用游轮或使用多少个游轮来以1比1、2比1或4比1的比率实现所述轿厢支承。

可以使用承载缆索单层圆形芯缆索，其中由具有0.4％至1％的较高含碳量的纯钢来拉制单圆形线材。但是，还可以使用多层圆形芯缆索。此外，可以使用由合成线材或钢和合成线材制成的承载缆索。优选的合成材料是芳族聚酸胺，具有很高的耐断裂性。

在本发明优选实施例中的所述承载缆索的标称直径为6mm，这允许传动滑轮直径为240mm或更小。

所述传动滑轮驱动装置的减到最小和使用寿命的延长使另一实施例中所述传动滑轮驱动装置的所述电动机本身不具有机械双应急控制制动装置，而是改为在所述轿厢6设置双应急制动装置，其作用在所述轿厢6的至少一个导轨双侧上。最好，所述双应急控制致动装置是双圆盘夹紧制动器(clasp brake)。根据另一实施例的所述电动机为整流控制三相同步或三相异步电机。

标号

1承载缆索组          2传动滑轮

3副滑轮              4半圆形槽

5竖井壁              6轿厢

7驱动电机            8转向滑轮

9转向滑轮            10缆索终止部

11配重               12转向滑轮

13缆索终止部         14转向滑轮

Claims (21)

1.一种无齿轮缆索操作电梯，具有由数根平行承载缆索双卷绕的传动滑轮驱动装置、副滑轮(3)、轿厢(6)、所述轿厢(6)的导轨以及配重(11)，特别用于在没有动力间情况下的安装，其特征在于：

所述承载缆索在半圆形槽内移动，传动滑轮直径与所述承载缆索的标称直径之比≤40。

2.如权利要求1所述的无齿轮缆索操作电梯，其特征在于：

传动滑轮直径与所述承载缆索的标称直径之比基本为30。

3.如权利要求1或2所述的无齿轮缆索操作电梯，其特征在于：

所述驱动缆索槽没有干涉。

4.如权利要求1或2所述的无齿轮缆索操作电梯，其特征在于：

所述驱动缆索槽具有微小干涉，特别是1至3mm的干涉。

5.如前述权利要求任一所述的无齿轮缆索操作电梯，其特征在于：

所述承载缆索的标称直径为5至7mm，特别是≤6mm。

6.如权利要求1至4任一所述的无齿轮缆索操作电梯，其特征在于：

将其设计成有效轿厢载重达到2000kg，并且包括标称直径基本为7mm的承载缆索，传动滑轮直径与所述承载缆索的标称直径之比最好约为34。

7.如权利要求1至5任一所述的无齿轮缆索操作电梯，其特征在于：

将其设计成有效轿厢载重达到2000kg，特别是在300kg和1000kg之间。

8.如前述权利要求任一所述的无齿轮缆索操作电梯，其特征在于：所述副滑轮(3)同时是隔开的转向滑轮。

9.如前述权利要求任一所述的无齿轮缆索操作电梯，其特征在于：

为了适应独自出现的缆索力，应用在所述传动滑轮驱动装置中的承载缆索的数量是可变的。

10.如前述权利要求任一所述的无齿轮缆索操作电梯，其特征在于：

所述传动滑轮驱动装置的所述传动滑轮(2)和所述副滑轮(3)彼此垂直设置并位于所述竖井顶的区域内或所述竖井坑区域内。

11.如权利要求1至9任一所述的无齿轮缆索操作电梯，其特征在于：

所述传动滑轮驱动装置的所述传动滑轮(2)和所述副滑轮(3)彼此垂直设置，并处于所述竖井的延伸配重空间的区域内。

12.如权利要求1至9任一所述的无齿轮缆索操作电梯，其特征在于：

所述传动滑轮驱动装置的所述传动滑轮(2)和所述副滑轮(3)设置在所述轿厢(6)的底部或顶部。

13.如权利要求1至11任一所述的无齿轮缆索操作电梯，其特征在于：

所述传动滑轮驱动装置固定在所述电梯架上。

14.如权利要求12所述的无齿轮缆索操作电梯，其特征在于：

所述传动滑轮驱动装置的保持部件整体设置于所述轿厢架或轿厢主支承件中。

15.如前述权利要求任一所述的无齿轮缆索操作电梯，其特征在于：

以1比1的比率实现所述轿厢悬吊。

16.如前述权利要求任一所述的无齿轮缆索操作电梯，其特征在于：

以2比1或4比1的比率实现所述游轮轿厢悬吊。

17.如前述权利要求任一所述的无齿轮缆索操作电梯，其特征在于：

所述承载缆索是钢制缆索，最好为单层圆形芯缆索。

18.如前述权利要求任一所述的无齿轮缆索操作电梯，其特征在于：

所述传动滑轮驱动装置的电机是三相异步或三相同步电机。

19.如前述权利要求任一所述的无齿轮缆索操作电梯，其特征在于：

所述传动滑轮驱动装置的电机不具有机械应急停止制动装置。

20.如前述权利要求任一所述的无齿轮缆索操作电梯，其特征在于：

在所述轿厢(6)上设置双制动器作为应急停止制动装置，其作用在所述轿厢(6)的至少一个导轨的双侧。

21.如权利要求20所述的无齿轮缆索操作电梯，其特征在于：

所述制动装置是双盘夹紧制动器。

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