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CN107178573A - 电梯安全弹簧和制造方法 - Google Patents

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CN107178573A
CN107178573A CN201710144129.3A CN201710144129A CN107178573A CN 107178573 A CN107178573 A CN 107178573A CN 201710144129 A CN201710144129 A CN 201710144129A CN 107178573 A CN107178573 A CN 107178573A
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elevator safety
safety spring
spring
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material manufacturing
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CN201710144129.3A
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S.陈
J.J.廖
A.E.库塞克
T.I.埃-瓦丹尼
X.罗
D.R.波拉克
J.M.德拉珀
J.J.克里斯
D.梁
P.L.奥科因
A.德赛
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Otis Elevator Co
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Otis Elevator Co
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Abstract

本发明提供一种制造电梯安全弹簧的方法。所述方法包括确定所述电梯安全弹簧的多个尺寸参数。所述方法也包括选择所述尺寸参数内的多个尺寸。所述方法还包括基于所述选择的参数来制造所述电梯安全弹簧，所述电梯安全弹簧具有I型梁横截面。

Description

电梯安全弹簧和制造方法
本公开的背景
本文中的实施方案大体涉及电梯安全装置，并且更具体地讲，涉及一种电梯安全弹簧和制造电梯安全弹簧的方法。
电梯安全弹簧设计通常视安全装置上的负载和最大所需偏转而定。因此，视具体应用而定，需要使用不同的弹簧尺寸和厚度。通常，安全弹簧具有基本上呈矩形的横截面，该横截面被加热并弯曲至所需的几何形状。当弹簧壁的厚度超过一定尺寸时，材料的价格和成型设备增加的吨位显著地增大了弹簧成本。基于不同的潜在弹簧尺寸的数量和所用的弯曲制造方法，大量繁琐的步骤和工具与安全弹簧的制造相关联。
本公开的简要描述
根据一个实施方案，提供一种制造电梯安全弹簧的方法。所述方法包括确定所述电梯安全弹簧的多个尺寸参数。所述方法也包括选择所述尺寸参数内的多个尺寸。所述方法还包括基于所述选择的参数来制造所述电梯安全弹簧，所述电梯安全弹簧具有I型梁横截面。
除了上述特征中的一个或多个之外，或作为替代，其他实施方案可以包括：制造电梯安全弹簧包括利用模锻工艺来形成电梯安全弹簧。
除了上述特征中的一个或多个之外，或作为替代，其他实施方案可以包括：制造电梯安全弹簧包括增材制造工艺。
除了上述特征中的一个或多个之外，或作为替代，其他实施方案可以包括：增材制造工艺包括电子束送丝增材制造。
除了上述特征中的一个或多个之外，或作为替代，其他实施方案可以包括：将所选择的多个尺寸优化，以提供电梯安全弹簧的预定弹簧特性。
除了上述特征中的一个或多个之外，或作为替代，其他实施方案可以包括：预定弹簧特性由安全装置上的最大负载和施加到电梯安全弹簧的对应正常负载所决定。
除了上述特征中的一个或多个之外，或作为替代，其他实施方案可以包括：制造电梯安全弹簧包括形成单个整体结构。
除了上述特征中的一个或多个之外，或作为替代，其他实施方案可以包括：确定多个尺寸参数包括执行拓扑优化分析。
根据另一实施方案，一种电梯安全弹簧包括I型梁横截面，该横截面具有与多个弹簧特性对应的多个可变尺寸参数。
除了上述特征中的一个或多个之外，或作为替代，其他实施方案可以包括：电梯安全弹簧是单个整体结构。
除了上述特征中的一个或多个之外，或作为替代，其他实施方案可以包括：电梯安全弹簧是利用增材制造工艺制造而得。
除了上述特征中的一个或多个之外，或作为替代，其他实施方案可以包括：增材制造工艺包括电子束送丝增材制造工艺。
除了上述特征中的一个或多个之外，或作为替代，其他实施方案可以包括：电梯安全弹簧是利用模锻工艺制造而得。
附图简述
在本说明书结束处的权利要求书中具体指出并明确要求保护被视作本公开的主题。从以下结合附图理解的详细描述中显而易见本公开的上述和其他特征和优点，在附图中：
图1是电梯安全装置的透视图，该电梯安全装置具有与之相关联的电梯安全弹簧；
图2是电梯安全弹簧的透视图；
图3是电梯安全弹簧的透视横截面图；
图4是电梯安全弹簧的正视横截面图；以及
图5是根据本公开的另一方面的电梯安全弹簧的正视横截面图。
本公开的详细描述
参看图1，图上示出电梯安全装置10具有与之相关联的电梯安全弹簧20。一旦检测到电梯轿厢的超速状态，就启动电梯安全装置10。电梯安全装置10的启动导致导轨夹紧在井道内，与此夹紧相关联的摩擦力增大得足以停止电梯。
电梯安全弹簧20用来提供预定的力，当电梯安全装置10被完全啮合时，该预定的力将安全楔推向导轨。这种接触力产生摩擦力，使电梯以所需的减速速率慢下来。
现在参看图2，更详细地示出电梯安全弹簧20。电梯安全弹簧20具有大体U形或C形的几何形状。电梯安全弹簧20是利用单个制造工具和/或装备形成的单个整体结构。在一些实施方案中，电梯安全弹簧20由先进的高强度钢形成。
在一个实施方案中，采用模锻制造工艺来形成电梯安全弹簧20。在另一实施方案中，采用增材制造工艺来形成电梯安全弹簧20。增材制造的一个实例是电子束送丝增材制造或电弧增材制造(WAAM)。上述方法仅仅是说明性的，而不限制其他合适的制造工艺。
参看图3到图5，示出弹簧主体22的各个部分。弹簧主体22具有基本上对应于I型梁的横截面几何形状。与基本上呈矩形横截面的安全弹簧相比，I型梁横截面显著减轻重量。
提供制造电梯安全弹簧20的方法，并且该方法包括用来限定电梯安全弹簧20的多个尺寸参数的拓扑优化分析。可以改变尺寸参数以实现所需的弹簧变形，并且将电梯安全弹簧20上的应力最小化，以满足设计要求。尺寸参数的数量可以视特定应用而改变。在图4和图5所示的实施方案中，特别引用某些参数。具体地讲，已经确定，与整体I型梁几何形状相关联的各种长度和半径以可预见且可分析的方式改变弹簧特性。在一些实施方案中，弹簧特性由安全装置上的最大负载和施加到电梯安全弹簧20的对应正常负载所决定。在所示的实施方案中，已经示出16个尺寸参数，包括六个半径和十个长度。应理解，所示尺寸参数中的一些或全部可用于优化分析。
在所示的实施方案中，示出参数安全弹簧模型。参数P1到P9是包括长度和半径的独立尺寸参数。P8由安全装载位置决定，并且P9经过选择以避免弹簧与安全块之间产生干扰。P1到P7经过选择以满足其他目标。D1到D7是由P1到P9的值决定的独立尺寸参数。
确定电梯安全弹簧20的尺寸参数将被更改，为广泛多种应用中的安全弹簧设计提供灵活性。通过统一电梯安全弹簧设计和尺寸，有利地降低与工具、制造和摊销相关联的成本。这基于消除对一个以上工具或一个装备的需要。I型梁横截面的使用减轻了电梯安全弹簧的重量，从而能够减少对电梯的整体操作所需的绕绳、对重和机器功率的需要和成本。
尽管只结合有限数量的实施方案详细描述了本公开，但应易于理解，本公开不限于此类公开的实施方案。相反，本公开可以进行更改，以并入在此之前并未描述但与本公开的精神和范围相符的任何数量的变化、修改、替换或等效布置。此外，尽管已经描述了本公开的各种实施方案，但应理解，本公开的方面可以只包括所述实施方案中的一些实施方案。因此，本公开不应被视为受限于前述描述，而只受限于所附权利要求书的范围。

Claims (13)

1.一种制造电梯安全弹簧的方法，所述方法包括：
确定所述电梯安全弹簧的多个尺寸参数；
选择所述尺寸参数内的多个尺寸；以及
基于所述选择的参数来制造所述电梯安全弹簧，所述电梯安全弹簧具有I型梁横截面。
2.如权利要求1所述的方法，其中制造所述电梯安全弹簧包括利用模锻工艺来形成所述电梯安全弹簧。
3.如权利要求1所述的方法，其中制造所述电梯安全弹簧包括增材制造工艺。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述增材制造工艺包括电子束送丝增材制造。
5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中将所述选择的多个尺寸优化，以提供所述电梯安全弹簧的预定弹簧特性。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述预定弹簧特性由安全装置上的最大负载和施加到所述电梯安全弹簧的对应正常负载所决定。
7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中制造所述电梯安全弹簧包括形成单个整体结构。
8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中确定所述多个尺寸参数包括执行拓扑优化分析。
9.一种电梯安全弹簧，所述电梯安全弹簧包括I型梁横截面，所述I型梁横截面具有与多个弹簧特性对应的多个可变尺寸参数。
10.如权利要求9所述的电梯安全弹簧，其中所述电梯安全弹簧是单个整体结构。
11.如权利要求9或10所述的电梯安全弹簧，其中所述电梯安全弹簧是利用增材制造工艺制造而得。
12.如权利要求11所述的电梯安全弹簧，其中所述增材制造工艺包括电子束送丝增材制造工艺。
13.如权利要求9或10所述的电梯安全弹簧，其中所述电梯安全弹簧是利用模锻工艺制造而得。
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