CN1630755A - 由合成树脂制成并具有提供局部应变指示的铁磁元件的缆绳 - Google Patents

由合成树脂制成并具有提供局部应变指示的铁磁元件的缆绳 Download PDF

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Abstract

一种例如聚合物股线增强带的电梯承载组件包括与每个股线相关并由铁磁材料制成的至少一个元件，股线包括一个或多个非铁磁材料。铁磁元件与股线相关，使得铁磁元件的物理性能变化以响应非铁磁纤维上的应变。在一个实施例中，铁磁元件是在例如由弯曲疲劳造成的应变的区域内断裂的钢丝。检测沿承载组件长度上铁磁元件内的变化(即断裂)的数量提供带状态的指示。

Description

由合成树脂制成并具有提供局部应变指示的铁磁元件的缆绳
技术领域
本发明涉及总体涉及电梯***的承载组件。更具体的是，本发明涉及一种用于容易地检测电梯承载组件在的局部应变的配置。
背景技术
电梯***通常包括轿厢和配重，它们使用细长承载构件连接在一起。典型的承载构件包括钢索，以及新近的合成缆绳和多元缆绳，例如被覆聚合物的钢或合成股线的加强带。合成缆绳和被覆聚合物的合成股线加强带对于电梯应用来说特别有利，这是由于与钢索或带相比它们具有更大的强度-重量比率。
可以多种方式实现电梯***内的承载构件的检查。对于传统的钢索来说，缆绳的手动和视觉检查使得技术人员确定何时的特定线束被擦伤、断裂或磨损。但是该检查方法局限于缆绳的外部，并不能提供缆绳内部线束的状态指示。此外，这种检查方法稍微有些困难和费时，并且不是总是允许全部检查承载配置的整个长度。
对于较新的缆绳使用视觉检查技术有类似的限制。例如，由于涂层通常施加在由聚合材料线束制成的缆绳上，被覆聚合物的聚合物线束加强带不允许视觉检查。已经提出的进展有利于这样的承载配置的检查。在美国专利No.5834942中表示一个例子，其中至少一个碳纤维包括在承载构件内。电流通过该纤维。通过测量该纤维上的电压来确定该承载构件的有关状态。但是，这种提议是有限的，它不提供任何关于沿着承载构件长度的最大应变位置的信息。而且，无法保证通过碳纤维的传导率的损失直接与承载构件的应变或者损伤相关联。这样的配置的另一缺点在于，没有关于承载构件随着时间退化的定性信息。
需要改进的配置和方法来确定电梯组件中的承载构件的状态。本发明提供这个问题的一种独特的解决方法。
发明内容
一般来说，本发明是用于电梯***的承载组件。本发明的配置包括结合在至少一个股线中的多个非铁磁纤维。至少一个铁磁元件与股线相关联。铁磁元件进行定位使得铁磁元件的物理特性变化以响应非铁磁纤维上的应变。可以检测铁磁元件中的这样的一个或多个变化。因此，铁磁元件提供该组件状态的指示。
在一个实施例中，铁磁元件断裂以响应非铁磁纤维上的过大应变。铁磁元件的断裂与非铁磁元件进行应变的位置相对应。铁磁元件最好选择成使得它发生断裂以响应承载组件内的局部弯曲疲劳。
按照本发明的确定承载组件状态的的方法包括相对于包括多个非铁磁纤维的股线以选择的关系布置铁磁元件。铁磁元件最好相对于股线以选择的关系定位，使得铁磁元件的物理特性变化以响应非铁磁纤维上的局部应变。通过确定铁磁元件沿组件长度上的物理条件变化的数量，确定组件的状态。
在一个实施例中，该方法包括确定铁磁元件断裂的数量。通过确定断裂位置并将断裂数量与预定选择的标准进行比较，可以确定组件的状态，以便作出有关组件状态的决定，从而确定是否需要修理或更换。
本领域的普通技术人员从当前优选的实施例的以下详细描述中将明白本发明的不同特征和优点。下面将简要描述伴随详细说明的附图。
附图说明
图1示意表示电梯***；
图2示意表示按照本发明一个实施例设计的示例性承载组件；
图3示意表示图2承载组件的所选择部分；
图4示意表示用于本发明实施例的监测装置和技术；
图5以局部截面图示意表示按照本发明实施例设计的另一示例性承载组件；
图6示意表示按照本发明设计的可选择配置。
具体实施方式
图1示意表示包括轿厢22和配重24的示例性电梯***20。承载组件26将轿厢22和配重24连接在一起，使得轿厢22可在建筑物中的楼梯平台之间例如以传统方式运动。
承载组件26可采用不同的形式。一个实例是含有聚合物加强线束的扁平带。另一实例包括合成缆绳和多元缆绳。本发明不局限于最严格的含义的“带”。扁平带用作按照本发明实施例设计的承载组件的实例。因此，说明书中任何涉及的“带”不旨在限制。
图2所示承载组件26的实例包括多个以公知方式卷绕在一起的线束30，以便形成至少一个股线32。多个股线最好相互之间以及相对于带的纵向轴线平行对齐。图2所示的单个股线用于说明目的。最好使用非铁磁的聚合物材料形成股线30。所示的股线被覆有外套34，该外套保护股线不磨损，并且按照需要提供用于驱动电梯***部件的摩擦特性。本发明不局限于被覆的带配置。
至少一个铁磁元件38最好与股线32相关联。在图2的实例中，铁磁元件38整体放置在缆绳32的一个股线30内。在本发明的范围内有多种方式将铁磁元件38与包括非铁磁纤维的股线32相关联。
参考图3，铁磁元件38和以传统方式卷绕在一起的多个非铁磁纤维36一起表示以便形成股线。如本领域公知的螺旋卷绕配置提供线束和股线所需的结构性能。
铁磁元件38最好选择成具有将不变化承载组件性能以及与非铁磁纤维提供的组件整体性干涉的物理性能。在一个实施例中，使用与非铁磁纤维的外尺寸类似的外尺寸的钢丝作为铁磁元件38。根据特定场合的需要，钢索可以进行被覆。
铁磁元件38与股线32相关联，使得组件的非铁磁纤维上的应变造成铁磁元件的物理性能的相应变化。在一个实例中，铁磁元件断裂以响应非铁磁纤维经受的弯曲疲劳。在另一实例中，铁磁元件的截面尺寸在非铁磁纤维受到应变的位置处减小。通过设置在与组件的受到应变的纤维相对应的位置上进行变化的铁磁元件，铁磁元件3 8提供采用本领域公知的监测装置以确定有关组件26状态的能力。
在一个实施例中，使用磁通泄漏技术确定铁磁元件38沿着组件26的长度的断裂数量或其他变化。采用此技术的示例性配置在图4中示意说明。
监测装置40包括永久磁体42和一对霍耳效应传感器46。永久磁体42产生的磁场由图4磁通线50示意表示。当组件26相对于监测装置40运动时，铁磁元件38内物理变化造成磁力线52示意表示的磁通的中断。铁磁元件38的断裂示意地表示在54。当断裂54通过霍耳效应传感器46时(当带相对于监测装置40运动时)，产生表示存在断裂54的输出。控制器48最好编程以便与传感器46通信并记录表示检测到断裂的数量和有关组件26内断裂位置的信息。
与用于检测铁磁元件38内断裂或其他物理变化的有关磁通泄漏技术相关的更多细节可从2000年10月5日公开的PCT申请WO 00/58706得知，该专利和此申请同样为本申请人所有。该申请的教导通过参考结合在此说明书中。
用来形成承载构件组件的结构承载股线的非铁磁材料可以是市场上可得到的多种材料中的一种或多种。承载构件的结构材料可以是例如以商标Zylon销售的PBO；例如以商标Vectran销售的聚酯聚芳酯的液晶聚合物；例如以商标Kevlar、Technora和Twaron销售的p型芳族聚酰胺；和以商标Specltra销售的超高分子重量的聚乙烯以及尼龙。给出这些可得到材料的描述和公知特性，本领域普通技术人员将能够选择适当材料以便满足特定场合。
另一实例表示在图5中。在此实例中，多个股线32沿承载组件26的长度对齐。每个股线32包括多个以例如公知的螺旋配置的所需方式卷绕在一起的非铁磁纤维36。股线32被覆有弹性外套34。在一个实例中，外套34包括聚亚安酯。这种涂层或外套是本领域公知的。
将第二材料元件结合到承载构件组件中有许多方法。图5的实例包括多个支承在单个外套34内的多个股线32，外套34在组件26的宽度上并在股线之间具有所需间距。铁磁以及38相对于每个股线支承在外套34内的所选择的位置上。在此实例中，铁磁元件38紧靠着平行于各自股线32轴线延伸的股线支承。在此实例中，铁磁元件38不整体形成股线32的一部分。
图5的实例示意表示具有多个霍耳效应传感器46的监测装置40的所选择部分，该传感器定位成当组件26相对于监测装置40运动时检测铁磁元件38内的物理变化。永久磁体为了简明起见没有在图5示出。
图6的实例包括将铁磁元件38结合到承载组件26的股线32内。在此实例中，铁磁元件38位于每个股线的中央。
当非铁磁纤维36经受例如弯曲疲劳的因素造成的应变时，铁磁元件38的物理性能在组件受到应变的区域内变化。变化的物理性能的实例包括铁磁元件38的连续性。换言之，在某些实例中铁磁元件38将断裂以响应非铁磁纤维36上的弯曲疲劳或其他应变。在另一实例中，当铁磁元件38在经受应变的区域内拉伸时，铁磁元件38的物理截面尺寸将变化(但不完全断裂)。
可以监测其他的物理特性以便确定组件26何处受到应变。铁磁元件38的断裂(或者某些部分的截面减小)提供可检测到的变化，该变化可以使用公知的磁通泄漏技术进行监测。根据对于特定场合所选择的监测技术，可以使用铁磁元件的其他物理特性的变化。得益于此说明书的本领域普通技术人员将能够对于特定场合进行适当的选择。
本发明的方法最好包括铁磁元件的物理变化(即断裂或截面减小的区域)的检测数量和组件26的状态之间的预定相关参数。例如，可以使用公知的测试装置和技术使得组件26经受所需大小的应变，以便模拟公知大小的弯曲疲劳。对于特定实施例来说，铁磁元件38内的断裂数量和其他物理变化在不同的测试阶段进行监测。通过在测试期间将不同阶段的变化数量和公知的带状态联系在一起，汇总并采用比较数据以便提供相关参数，使得带的现场测量和维护可用来作出有关带实际状态的确定。
例如，由于公知的弯曲疲劳测试造成带断裂强度降低的带部分可用来提供不适合用于继续操作的承载组件的样品。该部分内铁磁元件的物理特性(即截面尺寸或连续性)的观察到的变化的相应数量提供这种带状态的指示。该测量用来与维护时带的实际测量相比较，以便确定带的状态。
相关数据提供信息以便计算指标或带状态指数的图表。一旦对于给定的带构造确定了阈值图，电梯技术人员将现场使用该信息确定带当前的状态如何，并且作出是否需要更换的决定。
在一个实施例中，带状态指数以元件38内断裂的密度(即在带的某一长度上断裂的数量)为根据。
采用本发明技术的装置最好进行编程以便为技术人员或技师提供表示带组件状态的输出，使得可以现场确定有关带状态的确定，从而有助于有关维护或更换的决定。
由于这种磁性检测技术已经用于钢股线带的检查，这提供的优点是本发明适用于当前的检查设备或装置。
以上描述是示例性的而没有限制含义。本领域的普通技术人员将明白所披露的实施例可以进行改型和变型而不需要偏离本发明的实质。本发明的法律保护范围只通过研究以下权利要求来确定。

Claims (18)

1.一种用于电梯***的承载组件，其包括：
布置在至少一个股线内的多个非铁磁纤维；以及
与该股线相关联的至少一个铁磁元件，使得铁磁元件的物理特性变化以响应非铁磁纤维上的应变，并且由此提供该组件状态的指示。
2.如权利要求1所述的组件，其特征在于，铁磁元件包括细丝。
3.如权利要求2所述的组件，其特征在于，其包括细丝上的聚合物涂层。
4.如权利要求2所述的组件，其特征在于，细丝结合在股线内。
5.如权利要求4所述的组件，其特征在于，非铁磁纤维以大致螺旋配置卷绕，并且细丝和非铁磁纤维一起卷绕。
6.如权利要求1所述的组件，其特征在于，其包括围绕股线的外套，其中铁磁元件相对于股线以选择的取向支承在外套内。
7.如权利要求1所述的组件，其特征在于，其包括非铁磁纤维的多个股线并包括相应的多个铁磁元件，其中每个铁磁元件与各自一个股线相关联。
8.如权利要求7所述的组件，其特征在于，每个铁磁元件包括钢丝。
9.如权利要求1所述的组件，其特征在于，铁磁元件断裂以响应该应变。
10.一种组装用于电梯***的承载组件的方法，其包括：
将多个非铁磁纤维布置在至少一个股线内；以及
相对于股线布置铁磁元件，使得铁磁元件的物理特性变化以响应非铁磁纤维上的应变，并由此提供该组件状态的指示。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，其包括形成非铁磁纤维的多个股线并相对于每个股线布置铁磁元件，由此每个铁磁元件分别提供每个股线状态的指示。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，铁磁元件包括细丝。
13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，其包括将铁磁元件结合在股线内。
14.如权利要求10所述的方法，其特征在于，其包括将股线放置在外套内并将铁磁元件相对于股线以选择的关系支承在外套内。
15.一种确定承载组件状态的方法，该组件具有多个布置在至少一个股线内的非铁磁纤维，该方法包括如下步骤：
相对于股线以选择的关系布置铁磁元件，使得铁磁元件的物理特性变化以响应非铁磁纤维上的应变；
确定沿组件的一个长度上铁磁元件的物理状态变化的数量；以及
使用确定的变化数量确定组件的状态。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，其包括确定铁磁元件内断裂的数量。
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，其包括预先确定带状态指数并确定检测断裂的数量和带状态指数之间的关系。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，带状态指数取决于确定应变条件下的组件的所述长度的选择部分内铁磁元件中断裂的数量。
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