專利名稱：具有摩擦驅(qū)動器的電梯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電梯，尤其涉及沿著導(dǎo)軌摩擦驅(qū)動的電梯。
背景技術(shù)：
在EP-A1-0870718中描述了一種摩擦驅(qū)動電梯，其中，驅(qū)動輪和支承輪可旋轉(zhuǎn)地安裝在連桿上，所述連桿樞軸地連接到轎廂架的下軛。壓縮彈簧使支承輪偏向驅(qū)動輪，從而將導(dǎo)軌夾緊在支承輪和驅(qū)動輪之間。壓縮彈簧提供恒定的法向力，以確保在所有操作條件下，驅(qū)動輪和導(dǎo)軌之間有足夠的摩擦接合。這個恒定的法向力由當(dāng)電梯轎廂滿載并以最大加速度向上運動時的臨界操作條件確定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供將摩擦驅(qū)動器夾緊至導(dǎo)軌的可選方法。這個目的通過一種電梯來實現(xiàn)，所述電梯包括可運動的部件；垂直導(dǎo)軌，其沿著電梯豎井安裝；從動摩擦接合裝置，用于與具有第一摩擦系數(shù)的導(dǎo)軌的一側(cè)摩擦接合；支承裝置，其設(shè)置在所述導(dǎo)軌的另一側(cè)。所述摩擦接合裝置樞軸地安裝在至少一個第一連桿上，所述至少一個第一連桿樞軸地支承所述可運動部件的有效重量，由此，所述第一連桿與水平面成第一角度。所述第一角度的正切值小于或等于所述第一摩擦系數(shù)。
因此，所述從動摩擦接合裝置自夾緊導(dǎo)軌。這個效果主要通過將所述運動部件的有效重量轉(zhuǎn)換成作用在所述摩擦接合裝置上的法向力來實現(xiàn)的。


這里參照附圖通過具體示例來描述本發(fā)明，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的電梯的局部平面圖；
圖2是圖1中的電梯的摩擦驅(qū)動單元的分解視圖；圖3是表示作用在圖2的驅(qū)動單元上的力的示圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的電梯的平面圖；圖5是圖4的電梯的摩擦驅(qū)動單元的分解視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的可選摩擦驅(qū)動單元的平面圖；圖7A至圖7C是在不同的操作環(huán)境中的根據(jù)本發(fā)明第四實施例的摩擦驅(qū)動單元的平面圖。
具體實施例方式
在圖1和圖2中示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的自驅(qū)動電梯1。電梯1包括轎廂2，摩擦驅(qū)動單元10沿著安裝在豎井4中的垂直導(dǎo)軌6驅(qū)動轎廂2。驅(qū)動單元10包括關(guān)于導(dǎo)軌6對稱布置的一對從動輪12和14，以與導(dǎo)軌6的相對側(cè)摩擦接合。輪子可以通過一個或兩個馬達(dá)(未示出)以傳統(tǒng)的方式旋轉(zhuǎn)。輪12和14可旋轉(zhuǎn)地安裝在連桿16和18上，連桿16和18在鉸鏈20處相互連接，轎廂2自鉸鏈2處懸掛下來。連桿中的每一個相對于水平面H以角度α1傾斜。
在圖3中示出了作用在摩擦驅(qū)動單元10上的力。轎廂的總重mcg通過對稱的連桿16和18傳遞，并傳到每個從動輪12和14上，從動輪12和14在導(dǎo)軌6的相對側(cè)上產(chǎn)生大小相等方向相反的法向力N。驅(qū)動單元10的總摩擦力Ff是由輪12和14對抗導(dǎo)軌6產(chǎn)生的動力M與各摩擦力的結(jié)合?？偰Σ亮f和重力mcg之差提供必要的電梯加速度A。
為了確定能夠確保從動輪12和14自夾緊到導(dǎo)軌6的角度α的可接受范圍，必須考慮電梯1靜止的情況。在這種情況下，輪12和14是靜止的，輪12和14沒有產(chǎn)生對抗導(dǎo)軌6的動力M，因此，總的靜摩擦力Ffstat只由從輪12和14施加到導(dǎo)軌6的法向力N產(chǎn)生。靜摩擦力Ffstat必須能夠抵消滿載的轎廂2的重力mcg，否則，驅(qū)動單元10將滑動。這個條件由數(shù)學(xué)方程式1表示。
方程式1 Ffstat≥mcg然而，由于總摩擦力Ffstat只從法向力N1獲得，所以方程式可以重新寫成下面的形式方程式2 2μN≥mcg
方程式3μmcgtanα≥mcg]]>方程式4 tanα≤μ考慮這樣的具體應(yīng)用轎廂2的質(zhì)量為200kg，額定負(fù)載為450kg，導(dǎo)軌6和從動輪12、14中的每個之間的摩擦系數(shù)μ1為0.3，最大電梯加速度A為2m/s2。為了自夾緊，角度α1必須等于或小于16.7°(arctan0.3)，在這種情況下被設(shè)為15°。
當(dāng)轎廂2滿載(mcmax＝650kg)并以全加速度向上行進(jìn)時，輪12和14中的每個產(chǎn)生最大法向力NmaxNmax＝1/2mcmax(g+A)tanα1＝1028N當(dāng)轎廂2卸載(mcmin＝200kg)并以全加速度向下行進(jìn)時，輪12和14中的每個產(chǎn)生最小法向力NminNmin＝1/2mcmin(g-A)tanα1＝209N相反，如果EP-A1-0870718所公開的現(xiàn)有的摩擦驅(qū)動器用于相同的系統(tǒng)，則偏置彈簧必須在所有操作條件下通過輪施加等于最大法向力Nmax(1028N)的恒定力，這極大地縮短了輪的壽命。
圖4和圖5示出了本發(fā)明的可選實施例，其中，摩擦驅(qū)動單元30用于驅(qū)動對重平衡的電梯1’。如在前面的實施例中那樣，驅(qū)動單元30包括關(guān)于導(dǎo)軌6對稱布置的一對驅(qū)動輪12和14，以與導(dǎo)軌6的相對側(cè)摩擦接合。輪12和14可旋轉(zhuǎn)地安裝在第一對連桿16和18上，第一對連桿16和18在第一鉸鏈20處相互連接，轎廂2自第一鉸鏈20處懸掛下來。連桿16和18中的每個相對于水平面H以角度α1傾斜。驅(qū)動單元30還包括第二對連桿36和38，第二對連桿36和38關(guān)于水平面H與第一對連桿16和18對稱地布置。第二對連桿36和38在位于第一鉸鏈20上方的第二鉸鏈32處相互連接。第二鉸鏈32通過繩索22連接到配重8，繩索22通過安裝在電梯豎井4的頂部中的一個或多個滑輪24而偏向一側(cè)。
使用與上一實施例相同的參數(shù)，并假設(shè)配重mw的質(zhì)量是轎廂的質(zhì)量(200kg)加上額定負(fù)載的一半(225kg)，當(dāng)轎廂2滿載(mcmax＝650kg)并以全加速度向上行進(jìn)時，輪12和14中的每個產(chǎn)生最大法向力NmaxNmax＝1/2[mcmax(g+A)+mw(g-A)]tanα1＝1473N當(dāng)轎廂2卸載(mcmin＝200kg)并以全加速度向下行進(jìn)時，輪12和14中的每個產(chǎn)生最小法向力NminNmin＝1/2[mcmin(g+A)+mw(g-A)]tanα1＝444N圖6示出了可以在圖1的電梯1中或圖4的對重平衡電梯1’中使用的可選的摩擦驅(qū)動單元40。除被動支承滾輪44代替從動輪12和14中的一個之外，驅(qū)動單元40的配置與圖5中的配置相似。單從動輪12在導(dǎo)軌6的一側(cè)安裝在下連桿16和上連桿36上。支撐從動輪12的連桿16和18中的每個相對于水平面H以角度α2傾斜。被動支承滾輪44在導(dǎo)軌6的另一側(cè)安裝在下支承連桿46和上支承連桿48上。下連桿16和46在第一鉸鏈20處相互連接，而上連桿36和48在第二鉸鏈32處相互連接。
由于被動支承滾輪44在導(dǎo)軌6上不產(chǎn)生摩擦力，所以單從動輪12負(fù)責(zé)產(chǎn)生用于驅(qū)動、保持和制動電梯1和1’的總摩擦力Ff。因此，方程式1至4需要修改，并且只要是滿足下面的表達(dá)式，驅(qū)動單元40就可以自夾緊方程式5tanα2≤μ12]]>因此，如果導(dǎo)軌6和從動輪12之間的摩擦系數(shù)μ1與前面的實施例中一樣為0.3，則支承從動輪12的連桿16和18中的每個相對于水平面H傾斜的角度α2必須小于或等于8.5°。由于支承滾輪44在導(dǎo)軌6上不產(chǎn)生摩擦力，所以支承滾輪44的連桿46和48中的每個相對于水平面H傾斜的角度β1不重要。
在通常應(yīng)用中，從第一鉸鏈20懸吊轎廂2(如圖1和圖4所示)，現(xiàn)在，配重8可以與第二鉸鏈32互連(如在圖4中所示)。
圖7A至圖7C示出了根據(jù)本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選實施例的摩擦驅(qū)動單元50。驅(qū)動單元50包括關(guān)于導(dǎo)軌6對稱布置的一對帶驅(qū)動器52和54，以與導(dǎo)軌6的相對側(cè)摩擦接合。每個帶驅(qū)動器52、54包括帶齒驅(qū)動輪56，帶齒驅(qū)動輪56與環(huán)形帶58的帶齒內(nèi)表面接合。帶58繞過偏置滾輪60與導(dǎo)軌6接合，沿著被彈簧向?qū)к壠玫臄D壓滾輪62，并在第二偏置滾輪60處與導(dǎo)軌6脫離接合，返回驅(qū)動輪56。
滾輪60和62被攜載在固定器64上，固定器64樞軸地安裝在下連桿16和18以及上連桿36和38上。下連桿16和18在第一鉸鏈20處互連，上連桿36和38在第二鉸鏈32處互連，第二鉸鏈32垂直地布置在第一鉸鏈20的上方。連桿16、18、36和38中的每個相對于水平面H以角度α3傾斜。為了自夾緊，角度α3在方程式1得出的范圍內(nèi)。具體如在圖7C中所示，壓縮彈簧72使第一鉸鏈20和第二鉸鏈32相分開地偏置。
驅(qū)動單元50在對重平衡的電梯1’(例如在圖4中所示的對重平衡的電梯)中特別有用。然而，不是將轎廂2直接連接到第一鉸鏈20并將配重繩索22連接到第二鉸鏈32，而是將轎廂2和配重繩索22都連接到連接器66。因此，作用在連接器66上的有效重量g(mw-mc)為轎廂2的重量與配重8的重量之差。
連接器66包括保持第一鉸鏈20的第一凹槽68和保持第二鉸鏈32的第二凹槽70。如在圖7A中所示，當(dāng)轎廂2為空時，配重8比轎廂2重，這個相應(yīng)各自重量之差作為向上力g(mw-mc)作用在連接器66上。因而，連接器66與第二鉸鏈32接合，以通過上連桿36和38以及滾輪固定器64傳遞力。這些傳遞的力通過滾輪60和62轉(zhuǎn)換成法向力，該法向力擠壓帶58，以使帶58與導(dǎo)軌6的各個側(cè)面摩擦接合。在這個過程中，第一鉸鏈20寬松地保持在其凹槽68中，連接器66和第一鉸鏈20之間的間隙C確保沒有力從連接器66和第一鉸鏈20之間傳遞。
圖7B示出了相反的情形，此時，轎廂2滿載并且重量差作為向下力g(mc-mw)作用在連接器66上。連接器66與第一鉸鏈20接合，以通過下連桿16和18以及滾輪固定器64傳遞力。這些傳遞的力通過滾輪60和62轉(zhuǎn)換成法向力，該法向力擠壓帶58，以使帶58與導(dǎo)軌6的各個側(cè)面摩擦接合。在這個過程中，第二鉸鏈32寬松地保持在其凹槽70中，連接器66和第二鉸鏈32之間的間隙C確保沒有力從連接器66和第二鉸鏈32之間傳遞。
當(dāng)轎廂2和配重8平衡并靜止時，如圖7C所示，沒有有效的重力作用在連接器66上。壓縮彈簧72通過抵消滾輪固定器64的任何重力分量或者帶58中的任何彈力而確保帶58保持與導(dǎo)軌6接合，否則，所述重力分量或所述彈力趨于使帶58脫離導(dǎo)軌6。一旦驅(qū)動單元50開始運動，鉸鏈20和32之一將再次與連接器66接合，力將通過連桿、固定器和滾輪傳遞，從而在帶58和導(dǎo)軌6之間產(chǎn)生法向力。
考慮這樣的具體應(yīng)用轎廂2的質(zhì)量仍為200kg，額定負(fù)載仍為450kg，配重的質(zhì)量mw為425kg，最大加速度A為2m/s2，導(dǎo)軌6和帶58中的每條之間的摩擦系數(shù)μ3為0.2。為了自夾緊，角度α3必須等于或小于11.3°(arctan0.2)，在這種情況下被設(shè)為10°。
帶驅(qū)動52和54中的每個產(chǎn)生的最大總法向力Nmax為Nmax＝1/2(mc-mw)(g+A)tanα3＝234N假定該總法向力均勻分布在滾輪60和62上，則每個滾輪60和62的法向力只為59N。
本領(lǐng)域技術(shù)人員容易明白上述任一實施例中的具體元件可以用另一實施例中的相應(yīng)元件替換，從而給出本發(fā)明的變型。例如，圖2、5或6中所示的實施例的從動輪12和14中的任一個可以由根據(jù)圖7A-7C的帶驅(qū)動52和54代替，反之亦然。相似地，只要相應(yīng)地修改角度α3，圖7A-7C中的帶驅(qū)動52和54中的任一個可以用圖6中的被動支承輪代替
權(quán)利要求
1.一種電梯(1、1’)包括可運動的部件(2、8、22、66)；垂直導(dǎo)軌(6)，沿著電梯豎井(4)安裝；從動摩擦接合裝置(12；58、60、62、64)，用于與導(dǎo)軌(6)的具有第一摩擦系數(shù)(μ1；μ3)的一側(cè)摩擦接合；以及支承裝置(14；44；58、60、62、64)，其設(shè)置在所述導(dǎo)軌(6)的相對側(cè)，其中所述摩擦接合裝置(12；58、60、62、64)樞軸地安裝在至少一個第一連桿(16；36)上，所述至少一個第一連桿(16；36)樞軸地支承所述可運動部件(2、8、22、66)的有效重量(mg)，由此，所述第一連桿(16；36)與水平面(H)成第一角度(α1；α2；α3)，其特征在于所述第一角度(α1；α2；α3)的正切值小于或等于所述第一摩擦系數(shù)(μ1；μ3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯(1、1’)，其中，所述摩擦接合裝置是摩擦輪(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯，其中，所述摩擦接合裝置包括多個滾輪(60、62)，將馬達(dá)驅(qū)動帶(58)擠壓成與所述導(dǎo)軌(6)接合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電梯，其中，所述滾輪(60、62)安裝在固定器(64)中，并且所述滾輪(60、62)中的至少一個被彈簧偏壓向所述導(dǎo)軌(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一權(quán)利要求所述的電梯，其中，所述支承裝置(14；44；58、60、62、64)樞軸地安裝在至少一個第二連桿(18、38)上，所述至少一個第二連桿(18、38)也樞軸地支承所述可運動部件(2、8、22、66)的有效重量(mg)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電梯，具有在第一鉸鏈(20)處互相連接的單個第一連桿(16)和單個第二連桿(18)，所述第一鉸鏈(20)支承電梯轎廂(2)的重量(mcg)，其中，所述支承裝置為第二從動摩擦接合裝置(14；58、60、62、64)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電梯，其中，所述摩擦接合裝置樞軸地安裝在關(guān)于水平面(H)以所述第一角度(α1；α2；α3)對稱地布置的第一上連桿(36)和第一下連桿(16)上，所述支承裝置(14；44；58、60、62、64)樞軸地安裝在關(guān)于水平面(H)以第二角度(α1；β；α3)對稱地布置的第二上連桿(38)和第二下連桿(18)上，下連桿(16、18)在第一鉸鏈(20)處相互連接，上連桿(36、38)在第二鉸鏈(32)處相互連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電梯，其中，所述可運動部件是相互連接的電梯轎廂(2)和配重(8)，由此，轎廂(2)連接到第一鉸鏈和第二鉸鏈中的一個(20、32)，配重(8)連接到第一鉸鏈和第二鉸鏈中的另一個(32、20)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電梯，其中，所述可運動部件是將電梯轎廂(2)和配重(8)相互連接的連接器(66)，由此，連接器(66)根據(jù)所述轎廂(2)和所述配重(8)之間的重量差而選擇性地與第一鉸鏈和第二鉸鏈(20、32)接合。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電梯，進(jìn)一步包括偏置裝置(72)，用于將所述第一鉸鏈和第二鉸鏈(20、32)相互分離地偏置。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10中的任一權(quán)利要求所述的電梯，其中，所述支承裝置是滾輪(44)。
12.根據(jù)權(quán)利要求7至10中的任一權(quán)利要求所述的電梯，其中，所述支承裝置是第二從動摩擦接合裝置(14；58、60、62、64)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電梯，其中，所述第二從動摩擦接合裝置(14；58、60、62、64)與導(dǎo)軌(6)的具有第二摩擦系數(shù)(μ1；μ3)的另一側(cè)相接合，所述第二角度(α1；α3)的正切值小于或等于所述第二摩擦系數(shù)(μ1；μ3)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電梯(1)，包括可運動部件(2)；垂直導(dǎo)軌(6)，沿著電梯豎井(4)安裝；從動摩擦接合裝置(12)，用于與導(dǎo)軌(6)的具有摩擦系數(shù)(μ
文檔編號B66B9/02GK101077751SQ20071010416
公開日2007年11月28日 申請日期2007年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月24日
發(fā)明者漢斯·克歇爾 申請人:因溫特奧股份公司