HK1098445B - 電梯的制動系統以及啟動該制動系統的方法 - Google Patents

Description

电梯的制动系统以及启动该制动系统的方法

1.发明领域

本发明一般涉及一种供电梯系统用的电子控制式制动装置。更具体地说，本发明涉及一种供电梯用的无绳和无滑轮远程可复位式紧急情况停车装置。

2.相关技术说明

电梯包括一个安全系统，以便随着电梯部件断裂在过高速度下行进或相反变得不工作时使电梯停止。按惯例，电梯安全系统包括一个通常称之为调速器的速度传感器，一个调速器绳，安全或夹紧机构，及一个张力轮，上述安全或夹紧机构安装到电梯车厢架上，用于选择性地夹紧电梯导轨，而上述张力轮位于电梯底坑中。调速器包括一个调速器滑轮，所述调速器滑轮位于机房中，设置在电梯的上方。调速器绳附着成与电梯车厢一起行进，并围绕调整器滑轮和张力轮形成一个完整的环。

调速器绳通过机械联动和提升杆连接到安全装置上。安全装置包括制动衬块和制动器箱，上述制动衬块安装用于与调速器绳一起运动，而上述制动器箱安装用于与电梯车厢一起运动。如果提升钢丝绳断裂或者其它电梯工作部件失灵，同时造成电梯车厢以过高速度行进，则调速器松开夹紧调速器钢丝绳的离合器。因此，使钢丝绳停止移动，而同时电梯继续向下移动。连接到钢丝绳上的制动器衬块向上移动，而制动器箱与电梯车厢一起向下移动。制动器箱成楔形形状，因此当制动器衬块朝与制动器箱相反的方向移动时，制动器衬块被迫进入与导轨磨擦接触。最后制动器衬块变成楔入导轨和制动器箱之间，因此在电梯车厢和导轨之间没有相对运动。

限制弹簧支承制动器箱，上述限制弹簧调整顶着导轨施加的法向力，并因此调整在制动器衬块和导轨之间所产生的摩擦力。调速器钢丝绳如此夹持制动器衬块，以使制动器衬块和导轨之间的摩擦力保持在一预定的阈值范围内，直至系统可以复位为止。

为了使安全系统复位，制动器箱(亦即电梯车厢)必需向上移动，而调速器钢丝绳同时与离合器分离。这样使制动器衬块返回到它们的原始位置。

这种传统的安全系统的一个缺点是，安装滑轮，钢丝绳，和调速器很耗时间。另一个缺点是为了使系统有效地工作，需要相当多的部件。调速器滑轮总成，调速器钢丝绳，和张力轮总成价格贵，并且在电梯井，地坑，和机房内占据相当大量的空间。另外，调速器钢丝绳和滑轮总成的工作产生不希望有的相当大量的噪音。此外，大量的元件和活动部件增加了维修费用。这些缺点在现代高速电梯中甚至有更大的影响。

本发明是一种改进的安全系统，所述改进的安全系统远程可复位，并消除了对调速器，钢丝绳，和张紧装置的依赖性，以便避免上述困难。

发明概述

一般地说，本发明是一种用于电梯的制动系统，所述制动系统包括一个停车机构，该停车机构对电子控制信号产生响应，以便防止在选定的条件下电梯车厢在电梯井内的运动。一个速度传感器连续地监测电梯速度。一个电梯控制装置产生基于电梯速度的电子控制信号。本发明的安全系统不需要调速器滑轮，调速器钢丝绳，或张力轮。另外，紧急情况停车机构可选择性地从一个远程位置复位。优选的是，停车机构在一种电梯安全系统中应用，并包括一个紧急情况停车机构。

在一个公开的实施例中，紧急情况停车机构包括安全楔，所述安全楔设置在导轨的相对侧上。将一个安全罩固定用于与电梯车厢一起运动。安全罩与安全楔协同工作，以便当安全楔从一个非部署位置移动到一个部署位置时，将制动力施加到导轨上。一个第一锁紧装置将安全楔夹持在非部署位置，而一个第二锁紧装置将安全楔锁紧在部署位置。弹簧与每个安全楔相联，以便一旦第一锁紧装置随着系统传动装置的电子控制信号松开，就使安全楔从非部署位置移动到部署位置。

在另一个实施例中，紧急情况停车机构利用一个螺线管传动装置来展开安全楔。螺线管传动装置包括一个电机，电磁铁，线性螺杆，和齿轮箱。用一个连接件将顶板连接到弹簧上。在弹簧处于压缩状态情况下，在非展开操作期间，电磁铁将顶板夹持在合适位置。当安全系统启动时，电磁铁松开顶板，而弹簧移动安全楔成与导轨接触，以便使电梯车厢停车。

当系统接收一个复位信号时，齿轮和电机一起工作，以便将电磁铁移动成与顶板接合。然后将电磁铁通电，以便将顶板连接到电机上，同时用足够的力压缩弹簧。然后电机和齿轮箱将电磁铁和顶板向后拉到非部署位置中，同时弹簧保持处于压缩状态。

本发明的安全系统降低了设备成本和安装时间。另外，系统由于较少的循环和磨损部件，所以需要较少的维修。并且向上提升时，可以较快地停止。本发明的各种特点和优点对该技术的技术人员来说，从下面优选实施例的详细说明将变得显而易见。详细说明的附图可以简要说明如下。

附图简介

图1示意示出一种具有包括本发明的电梯安全机构的电梯。

图2示意示出电梯安全机构处于非部署位置的一个实施例。

图3示意示出图2的电梯安全机构处于部署位置。

图4示意示出图2和3的电梯安全机构处于复位位置。

图5示意示出包括在本发明中电梯安全机构另一个实施例。

图6示意示出图5的机构处于准备部署位置。

图7示意示出图6的电梯安全机构处于部署位置。

图8示意示出图6的电梯安全机构在系统复位之前处于重新接合位置。

图9示意示出图6的电梯安全机构处于在系统复位期间所发生的一个系统恢复位置。

优选实施例详细说明

图1中所示的一种电梯总成2安装用于在一电梯井4内运动。电梯总成2包括一个速度传感器6，所述速度传感器6连续地测量电梯总成2的速度。传感器6与一个电梯控制装置8通信，上述电梯控制装置产生用于控制电梯总成2运动的控制信号。该技术中已知的任何种类的速度传感器都可以用来监测电梯速度。控制装置8还与一个电梯制动系统10通信。制动系统10包括一种独特的构造，所述独特的构造可以加入各种不同类型的电梯制动装置中。在一个实施例中，电梯制动系统10包括一个电梯安全制动系统，所述电梯安全制动系统防止电梯2在过大速度下行进。

如在图2中可看到的，电梯安全制动系统的一个实施例一般用标号10a示出。电梯安全制动系统10a包括一个安全罩12，所述安全罩12连接到电梯车厢架14上。因此，安全罩12的运动与电梯车厢16的运动相对应。安全楔18设置在导轨20的相对两侧上，并且通常与导轨20间隔开，以便能在正常电梯运行期间自由运动。

控制装置8包括一个传动装置22a，所述传动装置22a使安全楔18从如图3所示的一个展开或制动位置移动到如图2所示的非展开或非制动位置。任何类型的已知传动装置22a都可以用来移动安全楔18。例如，传动装置22a可以包括一种线性传动装置如一种螺杆传动装置或螺线管。

一个弹簧24与每个安全楔18相联，以便使安全楔18从非部署位置移动到部署位置。一个第一夹持或锁紧装置26将安全楔18夹持在非部署位置，而一个第二夹持或锁紧装置28将安全楔18夹持在部署位置中。在一个实施例中，第一锁紧装置26和第二锁紧装置28是螺线管，然而其它的夹持或锁紧装置也可以用，其中包括机械装置和电气装置。

如图2中所示，弹簧24设置在安全楔18的下方，并通过第一锁紧装置26锁紧到合适位置中。一旦第一锁紧装置26展开(亦即从与弹簧两端接合中收缩)，则弹簧24向上延伸，以便使安全楔18相对于安全罩12移动，并移动成与导轨20接合。安全楔18向上移动，直至安全楔18通过第二锁紧装置28锁紧时为止。这种锁紧作用可以通过用螺线管中的一个弹簧(未示出)无功式实施，上述弹簧使螺线管的臂偏置到图3所示的位置中。

如图3所示，一旦安全楔18通过第二锁紧装置28锁紧到合适位置，则压缩常规的法向力限制弹簧，并且安全楔18和导轨20之间的磨擦作用在一预定的阈值范围内基本上保持恒定，上述法向力限制弹簧用标号30示意示出，它支承安全罩12。

一旦电梯车厢停车，则可以启动传动装置22a，以使弹簧24复位如图4所示。一个连接器32将传动装置22a连接到每个弹簧的端部34上。连接器32优选的是包括一个钢轴，然而，其它类似的连接器例如象钢丝或钢带也可以用。

尽管安全楔是等待展开或者是在展开期间，连接器32都优选的是与传动装置22a分开，以便安全楔18在没有任何阻力情况下从连接器32移动。一旦安全楔18被第二锁紧装置28锁紧，则连接器32应自动接合传动装置22a。当弹簧24通过传动装置22a复位时，一旦弹簧24通过第一锁紧装置26，则连接器32优选的是自动与传动装置22a分开。这些功能要求可以通过以弹簧-离合器为基础的机构或者通过用另外的传动装置加以满足。

一旦弹簧24复位，则整个安全系统10可以通过首先使第二锁紧装置28复位和随后向上移动安全罩12进行复位。可以采用低功率传动装置作为优选的螺线管锁紧装置，因为它们只用于锁紧和传动装置22a包括一些不要求快速传动装置运行的驱动元件，因为从停车开始的恢复过程可以缓慢实施。

电梯安全制动系统的另一个实施例在图5中一般用标号10b示出。这种构造利用如上所述的安全罩12，安全楔18，弹簧24，和连接器32。这种构造还包括一个螺线管传动系统22b，一个挂钩38，一个电动机40，和一个齿轮箱42，上述螺线管传动系统22b带一个安装板36，上述挂钩38用于将上述安装板36固定到车厢架14(图1)上，上述电动机40安装到上述安装板36上，而上述齿轮箱42操作式连接到电机40上。齿轮箱42驱动一个线性螺杆如滚珠丝杠或螺旋千斤顶。传动装置22b还包括一个电磁铁46和一个顶板48，所述顶板48固定到连接器32上。在电磁铁46内放入一个螺母50，以便接合线性螺杆44。将螺母50固定，用于同电磁铁46一起运动。钢丝52在安装板36和电磁铁之间延伸，并操作式连接到电源(未示出)上，以便选择性地给磁铁46提供电力。系统10b还包括至少两个接合传感器54a，54b，以便监测电磁铁46和顶板48的运动，这些将在下面更详细论述。

这种构造用一种故障保险的方式快速启动安全制动系统10b，并用一种方式提供使安全制动系统10b复位，在上述方式中，安全楔18总是准备启动。安全楔18的复位可以是一种缓慢操作，因此能使用小而成本低廉的电机和齿轮箱。传动装置22b直接顶着安全楔18的整个驱动弹簧力，以便使元件数减至最少和降低系统10b的复杂性。

齿轮箱42优选的是包括用于一个窄传动装置组件的行星齿轮或者用于一种平锤和降低成本系统的蜗轮齿轮，然而，其它的齿轮构造也可以用。

图6-9示出安全系统10b和传动装置22b从初始的未部署位置到系统复位位置的操作。在图6中，系统10b处于准备状态。故障安全弹簧24完全被压缩，并且电磁铁46用顶板48将弹簧24夹持在合适位置。如果电力有损失或者如果电梯车厢16(见图1)速度超过预定阈值，则系统10b启动。

如图7所示，电磁铁46释放顶板48，而弹簧24使安全楔18加速成与导轨20接触。这样压缩法向力限制弹簧30，同时在安全楔18和导轨20之间产生恒定的摩擦作用，以便将安全楔18夹持处于应用或锁紧位置。当接收电子复位信号时，如图8中所示，电机40和齿轮箱42启动，以便将电磁铁46驱动成与顶板48接触。电磁铁46通电，以便将顶板48连接到传动装置22b上，因此线性螺杆可以压缩弹簧24以便释放安全楔18。连接用其中一个接合传感器54a检验。

在复位期间，如图9中所示，电机40和齿轮箱42用线性螺杆44将电磁铁46和顶板48向后拉成准备状态，同时压缩弹簧24。当电磁铁46已返回它的初始未部署位置时，另一个接合传感器52b发出指示。在复位期间的任何时候，如果需要重新启动安全系统10b，则电磁铁46可以释放顶板48，以便顶着导轨20重新接合安全楔18。

应该理解，本发明可以与任何已知的摩擦制动面和摩擦制动件一起用。因此，安全罩和安全楔的说明仅是从本发明来看可能有益的一种类型摩擦制动面和摩擦制动件的例子。

这种独特的系统与传统的调速器系统相比具有几个优点。由于取消了传动的调速器滑轮和钢丝绳，所以有较低的成本。由于取消了滑轮和钢丝绳，所以噪音也显著减少。由于没有磨损部件，所以维修费和系统费用及停车时间都减少。另外，由于取消了调速器绳，所以没有绳拉伸，因此在所有情况下响应时间都始终如一。由于设备不再需要安装在地坑中或机房中，所以也减少了安装费。最后，系统在电梯井中需要较少的空间，这对高速电梯来说是个优点。

上述说明实质上是示例性的而不是限制性的。对该技术的技术人员来说，在不脱离本发明本质的情况下，对所公开的实施例进行各种变动和修改是显而易见的。本发明所规定的法定权利保护范围只能通过研究下面的权利要求书决定。

Claims (21)

1.一种用于电梯车厢(16)的制动系统，包括：

一个无绳和无滑轮的停车机构(10)，所述停车机构(10)对电子控制信号作出响应以便在预定条件下自动停止电梯车厢(16)；和

至少一个弹簧(24)，所述弹簧(24)用于随着上述电子控制信号将上述停车机构(10)从一个非部署位置移动到一个部署位置，其中上述至少一个弹簧(24)可随着电子复位信号从一远距离位置复位。

2.如权利要求1所述的系统，其中上述电子控制信号是当电梯车厢速度超过预定的阈值时，随着过高速度状态产生。

3.如权利要求2所述的系统，其中上述停车机构(10)包括至少一组安全楔(18)，所述安全楔(18)适合于设置在一个导轨(20)和一个安全罩(12)的相对侧上，上述安全罩(12)与上述安全楔(18)协同工作，以便当上述安全楔(18)从一非部署位置移动到一部署位置时，将制动力施加到上述导轨(20)上。

4.如权利要求3所述的系统，其中上述停车机构(10)包括一个第一锁紧装置(26)，和一个第二锁紧装置(28)，上述第一锁紧装置(26)用于将上述安全楔(18)夹持在上述非部署位置中，上述第二锁紧装置(28)用于将上述安全楔(18)锁紧在上述部署位置中，及其中至少一个弹簧(24)与上述安全楔(18)相联，以便一旦上述第一锁紧装置(26)随着上述电子控制信号松开，将上述安全楔(18)从上述非部署位置移动到部署位置。

5.如权利要求4所述的系统，其中上述第一锁紧装置(26)和第二锁紧装置(28)各包括一个螺线管。

6.如权利要求4所述的系统，包括一个传动装置(22a)，所述传动装置(22a)操作式连接到上述至少一个弹簧(24)上，以便随着上述电子复位信号使上述至少一个弹簧(24)和安全楔(18)返回到非部署位置。

7.如权利要求6所述的系统，包括一个连接器(32)，所述连接器(32)用于将至少一个弹簧(24)连接到上述传动装置(22a)上，其中当上述安全楔(18)处于上述非部署位置时，上述连接器(32)自动与上述传动装置(22a)分开，而当上述安全楔(18)处于上述部署位置时，上述连接器(32)自动接合到上述传动装置(22a)上。

8.如权利要求3所述的系统，其中上述至少一个弹簧(24)包括多个弹簧，同时至少一个弹簧与每个上述安全楔(18)相联，及其中连接器(32)将上述弹簧(24)连接到传动装置(22b)上，所述传动装置(22b)随着上述电子复位信号使上述弹簧返回到一个非部署位置。

9.如权利要求8所述的系统，其中上述传动装置(22b)包括一个顶板，一个电机(40)，一个齿轮箱(42)，和一个电磁铁(46)，上述顶板安装用于与上述连接器(32)一起运动，上述电机(40)由电梯车厢架(14)支承，上述齿轮箱(42)与上述电机(40)的输出相联，而上述电磁铁(46)连接到一个由上述齿轮箱(42)驱动的线性螺杆(44)上，当螺杆(44)将上述电磁铁(46)移动成与上述顶板(48)接合时，上述顶板(48)选择性地与上述电磁铁(46)连接，以便在展开了上述顶板(48)之后使上述顶板(48)复位。

10.如权利要求1所述的系统，包括至少一个用于监测电梯车厢速度的传感器(6)，上述至少一个传感器(6)与一个电梯控制装置(8)通信，所述控制装置发出用于控制电梯车厢(16)运动的上述电子控制信号，及其中上述停车机构(10)包括一个用于电梯安全系统的紧急情况停车机构，上述紧急情况停车机构对上述电子控制信号作出响应，以便当电梯车厢速度超过一预定的阈速度时自动地使电梯车厢(16)停止。

11.一种用于启动电梯车厢的制动系统的方法，包括以下步骤：

(a)识别对电梯制动操作的需要；及

(b)产生一个电子控制信号，以便启动一种无绳和无滑轮的停车机构(10)，防止电梯车厢(16)在步骤(a)之后运动；

(c)随着电子控制信号用至少一个弹簧(24)将停车机构从非部署位置移动到部署位置；及

(d)随着电子复位信号将至少一个弹簧(24)从一远距离位置复位到非部署位置。

12.如权利要求11所述的方法，包括当电梯车厢速度超过一预定的阈值时，随着在步骤(a)期间所识别的过高速度状态而产生电子控制信号的步骤。

13.如权利要求11所述的方法，其中停车机构(10)包括一个紧急情况停车机构，及步骤(a)还包括识别车厢以比一预定的最大允许速度大的速度移动的操作条件。

14.如权利要求13所述的方法，包括以下步骤：固定一个安全罩(12)用于与电梯车厢(16)一起运动；将安全楔(18)设置在一个导轨(20)的相对两侧上；并装配安全楔(18)和安全罩(12)以使它们与电梯车厢(16)一起运动，及其中步骤(b)包括用至少一个弹簧(24)将安全楔(18)从一个非部署位置移动到一个部署位置。

15.如权利要求14所述的方法，包括当安全楔(18)从非部署位置移动到部署位置时迫使安全楔(18)成与导轨(20)摩擦接合的步骤。

16.如权利要求15所述的方法，其中至少一个弹簧(24)包括多个弹簧，并包括以下步骤：用一第一锁紧机构(26)将安全楔锁紧在非部署位置中；将至少一个弹簧(24)连接到每个安全楔(18)上，以便一旦第一锁紧机构(26)随着电子控制信号松开，就将安全楔(18)从非部署位置移动到部署位置；及一旦第一锁紧机构(26)松开，就用一第二锁紧机构(28)将安全楔锁紧在部署位置中。

17.如权利要求16所述的方法，包括将弹簧(24)连接到线性传动装置(22a)上以便随着电子复位信号而使弹簧返回到一个非部署位置的步骤。

18.如权利要求15所述的方法，包括以下步骤：将至少一个弹簧(24)连接到安全楔(18)上；安装用于与弹簧(24)一起运动的顶板(48)；及用一螺线管传动装置(22b)控制顶板(48)的运动。

19.如权利要求18所述的方法，包括以下步骤：驱动螺线管传动装置(22b)，以便通过用一个电磁铁(46)将顶板(48)和安全楔(18)夹持在非部署位置中，来克服至少一个弹簧(24)的弹簧力；及从一个初始位置松开电磁铁(46)，同时随着识别一种车厢以比一预定的最大允许速度大的速度移动的电梯工作状态，使至少一个弹簧(24)能将安全楔移动到部署位置。

20.如权利要求19所述的方法，包括以下步骤：随着一个复位信号将电磁铁(46)驱动与顶板(48)接合；启动电磁铁(46)以便使顶板(48)连接到电磁铁(46)上；通过将顶板(48)和电磁铁(46)移动到初始位置来压缩至少一个弹簧(24)，以使安全楔(18)返回到非部署位置。

21.如权利要求20所述的方法，还包括将电磁铁耦合到电机和齿轮箱上以便控制电磁铁线性运动的步骤。