电梯曳引机组件和测量电梯组件中载荷的方法

摘要

一种使用在电梯系统(10)中的电梯曳引机(20)组件，包括电动机框架(26)，其支撑电动机(24)用来可选择性地旋转电动机轴(28)。制动器(36)可选择性地施加制动力用以阻止所述电动机轴(28)的旋转。至少一个载荷传感器(46)阻止不希望的所述制动器(36)的运动并提供由施加所述制动力产生的载荷指示。公开的示例包括当所述载荷低于载荷阈值时，使用第一阻止件(46)阻止所述制动器(36)相对于所述电动机框架(26)的运动，以及当所述载荷超过所述载荷阈值时，使用第二阻止件(60)阻止运动。

权利要求

1.一种电梯曳引机组件，包括：

电动机框架，其至少支撑选择性地使轴旋转的电动机；

制动器，其用来选择性地施加制动力用以防止所述轴相对于所述电动机框架的旋转；

至少一个载荷传感器，其阻止所述制动器相对于所述电动机框架的运动并提供由施加制动力而引起的载荷的指示；以及至少一个阻止件，如果所述载荷超过所述载荷传感器的阈值，所述阻止件阻止所述制动器相对于所述电动机框架旋转。

2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于：其中所述载荷传感器包括测压仪，其具有直接附接到所述电动机框架上的框架附接部分和直接附接到所述制动器上的制动器附接部分。

3.根据权利要求1所述的组件，其特征在于：其中所述载荷传感器包括基底和载荷输入部分，并且所述载荷传感器定位在所述制动器和所述电动机框架之间使得所述载荷输入部分接收所述载荷。

4.根据权利要求1所述的组件，其特征在于：其中所述载荷传感器定位在所述制动器和所述电动机框架上对应的表面之间，使得在施加所述制动力期间，所述载荷传感器承受压载荷。

5.根据权利要求4所述的组件，其特征在于：其中所述载荷传感器与所述对应的表面的至少其中之一间隔指定的距离。

6.根据权利要求5所述的组件，其特征在于：包括至少部分处于所述载荷传感器和所述至少一个表面之间的衬垫材料。

7.根据权利要求1所述的组件，其特征在于：包括反作用件，其与所述载荷传感器共同作用用以阻止所述制动器的运动。

8.根据权利要求7所述的组件，其特征在于：其中所述反作用件阻止所述制动器相对于所述轴的纵向轴线径向运动。

9.根据权利要求7所述的组件，其特征在于：其中所述反作用件包括提供所述载荷指示的第二载荷传感器。

10.根据权利要求7所述的组件，其特征在于：其中所述反作用件相对于所述轴的纵向轴线，从所述载荷传感器的一个位置圆周间隔至少约90°。

11.根据权利要求7所述的组件，其特征在于：其中所述反作用件包括至少部分缓冲所述载荷的衬垫材料。

12.一种电梯曳引机组件，包括：

电动机框架，其至少支撑选择性地使轴旋转的电动机；

制动器，其用来选择性地施加制动力用以防止所述轴相对于所述电动机框架的旋转；

第一部件，对于在所述制动器和所述电动机框架之间上限至所述第一部件的操作载荷阈值的载荷，所述第一部件阻止所述制动器相对于所述电动机框架的运动；以及第二部件，如果所述载荷大于所述操作载荷阈值，所述第二部件阻止所述制动器相对于所述电动机框架的运动。

13.根据权利要求12所述的组件，其特征在于：其中所述第二部件包括支撑在每一个电动机框架和所述制动器上的闭锁件，并且如果所述载荷超过所述操作载荷阈值，所述闭锁件共同作用用以阻止所述制动器相对于所述电动机框架的运动。

14.根据权利要求13所述的组件，其特征在于：其中所述闭锁件间隔开指定距离，使得在闭锁件共同作用用以阻止运动之前，所述制动器能够相对于所述电动机框架运动与所述指定距离相对应的距离量。

15.根据权利要求14所述的组件，其特征在于：包括至少部分处于所述闭锁件之间用来至少部分缓冲所述载荷的衬垫材料。

16.根据权利要求12所述的组件，其特征在于：其中所述第一部件包括载荷传感器，其提供在所述制动器和所述电动机框架之间的所述载荷指示。

17.一种测量电梯组件中载荷的方法，所述组件包括电梯曳引机，其具有由电动机框架支撑的电动机，由所述电动机选择性驱动的轴，以及用来选择性阻止所述轴旋转的制动器，所述方法包括：施加制动力到所述轴，以产生载荷，所述载荷促使所述制动器相对于所述电动机框架运动；

当所述载荷低于载荷阈值时，使用第一阻止件阻止所述制动器相对于所述电动机框架的运动，并提供所述载荷的指示；以及当所述载荷超过所述载荷阈值时，使用第二阻止件阻止所述制动器相对于所述电动机框架的运动。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于：其中所述第一阻止件包括提供所述载荷指示的载荷传感器。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于：包括基于所述载荷指示确定电梯轿厢的重量。

说明书

发明领域

本发明大致涉及电梯制动器，并且更具体地涉及电梯曳引机制动器，其包括用于指示在电梯曳引机制动器上载荷的载荷传感器。

发明背景

电梯系统广泛被知晓和使用。一般的装置包括电梯轿厢，其在建筑物内的楼层之间运行，例如，运输乘客或货物到建筑物内的不同层面。电动机式电梯曳引机移动绳索或绳带，其一般支撑轿厢的重量使得轿厢通过竖井运动。
电梯曳引机包括由曳引机电动机旋转驱动的曳引机轴。曳引机轴一般支撑绕曳引机轴旋转的滑轮。绳索或绳带一般牵引通过滑轮，使得曳引机电动机可以在一个方向上旋转滑轮用以降低轿厢，并且在相反方向旋转滑轮用以升起轿厢。电梯曳引机也包括制动器，其接合绕曳引机轴旋转的轮盘或凸缘，当轿厢在所选层时用以控制曳引机轴和滑轮。
一般的电梯系统包括控制器，其收集轿厢重量信息并控制基于重量信息的电梯曳引机。控制器一般接收来自载荷测量装置的重量信息，该装置安装在轿厢底板上。不利地是，底板安装的载荷测量装置经常不能提供足够准确的重量信息。例如，当在轿厢中的重量轻时，底板安装的载荷测量装置可能在轿厢本底(background)重量和轻载荷之间不能准确地区别。在轿厢内不居中的载荷也将不会给出准确的重量信息。使用额外的载荷测量装置可以用来提高准确性，然而，每一个额外装置均会增加电梯系统的开支和维护。底板传感器未将引起对电梯的改变(如配重载荷)或者对轿厢的改进考虑进去。
其它电梯系统利用电梯制动器指示在轿厢上的重量。这些系统一般利用支持(leveraged)在制动器和电梯曳引机室的底板之间的测压仪(load cell)。由制动器作用产生的转矩造成在测压仪上的载荷。不利地是，这些系统在电梯曳引机室内需要大量空间，通过增加到测压仪的制动器或曳引机重量是不准确的，并且可能是昂贵的。电梯制动器和测压仪在这种类型的配置中也可能在强转矩下完全停止操作，其可能导致在电梯系统中不希望的状态。一个建议的解决方案包括使测压仪更大并更坚固，然而，这可能导致在指示轿厢中的重量方面丢失灵敏度。
需要坚固、紧凑并且灵敏的系统用以提供电梯轿厢重量信息。本发明即针对这些需求并提供了增强的性能，同时避免了现有技术的缺点和不足。

发明内容

在电梯系统中使用的示例电梯曳引机组件包括电动机框架，其支撑电动机用于可选择性地旋转电动机轴。制动器可选择性地施加制动力用以阻止电动机轴的旋转。至少一个载荷传感器阻止制动器相对于电动机框架的运动。载荷传感器提供由施加制动力而产生的载荷指示，其指示相关的电梯轿厢相对于配重的不平衡重量。
在另一个示例中，电梯曳引机组件包括第一部件，对于在制动件和刚性件之间的载荷低于第一部件的操作载荷阈值，第一部件阻止制动件相对于刚性件的运动。如果载荷超过操作载荷阈值，第二部件阻止运动。
在一个示例中，第一部件是测压仪。
从下面当前优选实施例的详细描述，本发明的各种特征和优势对于本技术领域的技术人员将显而易见。附以详细描述的附图能够简述如下。
附图简述
图1示意显示了示例电梯系统的所选部分。
图2示意显示了示例电梯曳引机所选部分的截面视图。
图3示意显示了图2示例电梯曳引机视图沿线3-3相对应的截面视图。
图4示意显示了示例电梯曳引机的另一个实施例的所选部分的视图。
图5示意显示了示例电梯曳引机另一个实施例的所选部分的部分截面视图。
图6示意显示了示例电梯曳引机另一个实施例的所选部分的部分截面视图。
图7示意显示了示例电梯曳引机另一个实施例的所选部分。
图8示意显示了示例电梯曳引机另一个实施例的所选部分。
图9示意显示了示例电梯曳引机另一个实施例的所选部分的部分截面视图。

优选实施例的详细描述

图1显示了示例电梯系统10的所选部分，其包括在建筑物楼层16之间在竖井14中运动的电梯轿厢12。在显示的示例中，在电梯轿厢12之上的平台18支撑电梯曳引机20。电梯曳引机20使轿厢12和配重22以大致已知的方式在竖井14内向上和向下运动用以运输货物、乘客或二者都有。
图2显示了示例电梯曳引机20所选部分的截面视图，其包括由电动机框架26支撑的电动机24。电动机24响应来自控制器30的信号可选择性地驱动轴28。轴28的旋转使牵引滑轮32运动，其移动绳索或绳带用以使电梯轿厢12和配重22在竖井14中如已知(方式)运动。
示例轴28包括在制动器36中的轮盘34。制动器36的制动作用部分38可选择性地施加制动力到轮盘34上用以阻止轴28的旋转。在一个示例中，控制器30指令制动作用部分38施加制动力用以在所选的建筑物楼层16控制电梯轿厢12或者减慢电梯轿厢12的运动。
图3是图2中示例电梯曳引机的所选部分的轴28沿纵向轴线42对应的截面视图。制动器36包括安装突起44a，其分别支撑载荷传感器46的一端。在一个示例中，载荷传感器46包括张紧压缩测压仪，其对张紧载荷和压缩载荷都能指示。在其它示例中，载荷传感器46可以包括其它已知类型的传感器，例如，诸如电位计、近程传感器、光学传感器或压电材料。
电动机框架26包括相应的安装突起44b，其分别支撑相应的载荷传感器46的相反端。在示意的示例中，使用扣件将载荷传感器46固定到安装突起44a和44b上，尽管可以选择使用其它附接方式。
制动力施加在轮盘34上造成在制动器36和电动机框架26之间的载荷。该载荷指示电梯轿厢12和配重22(也就是说在电梯轿厢12中货物、乘客等重量)之间在重量上的差别。在重量上的差别促使在制动器36和电动机框架26之间围绕轴线42的相对旋转运动(即转矩)。载荷传感器46阻止这种运动并且向例如控制器30提供载荷指示。
这些特征可以提供检测在制动器36上的拖曳并去除在以前已知组件中使用制动器传感器(例如微型开关和接近传感器)的益处。如果制动作用部分38没有完全去除来自轮盘34的制动力，在制动器36上的拖曳就会发生。在以前已知的组件中，制动器传感器将检测制动力是否去除并向控制器30提供反馈。载荷传感器46通过指示在制动器36和电动机框架26之间的载荷取代这种功能。
在显示的示例中，在载荷传感器46上的相应点(例如，附接到安装突起44a上的点)关于轴线42彼此沿圆周相离约180°定位。在一个示例中，这提供了对绕轴28运动的平衡阻止并且保持或增加指示载荷敏感性的优势。
电动机框架26和制动器36分别包括对应的闭锁件48a和48b，如果载荷超过载荷传感器46的操作载荷阈值，闭锁件阻止在制动器36和电动机框架26之间的运动。一个示例操作载荷阈值是将引起载荷传感器46中的至少一个从安装突起44a或44b中的任一个分离的载荷，否则或者是将引起载荷传感器46中的至少一个不能继续阻止在制动器和电动机壳体之间的相对旋转运动的载荷。闭锁件48a和48b间隔开指定距离，使得在闭锁件48a和48b共同作用阻止运动之前，制动器36能够相对于电动机框架26运动与指定距离相对应的距离量。当载荷低于操作载荷阈值时，这种特征允许载荷传感器46在正常情况下承担载荷并通过减少或消除在闭锁件48a和48b之间的任何载荷缓冲干扰，促进保持或增加载荷传感器46的敏感性。
在显示的示例中，闭锁件48b是制动器闭锁件，其定位在两个电动机框架闭锁件48a之间。如果载荷超过载荷传感器46的操作载荷阈值，制动器36可以接近载荷传感器的载荷极限。一旦旋转了与闭锁件48a和48b之间的指定距离相对应的距离量，制动器闭锁件48b结合相应的电动机框架闭锁件48a中的一个用以阻止制动器36进一步运动。与以前已知的组件比较，这种特征可以提供允许使用更小的、较低强度的并且更准确的载荷传感器46的益处，因为载荷传感器46无需设计用以阻止超过载荷阈值的载荷。
示意的示例包括至少部分在闭锁件48a和48b之间的弹垫材料54。当闭锁件48a和48b共同作用用以阻止在制动器36和电动机框架26之间的相对旋转运动时，弹垫材料54至少部分缓冲载荷。当闭锁件共同作用时，这种特征可以提供减少噪声的益处。
图4显示了另一个示例电梯曳引机20的所选部分，包括反作用件，即阻止件60，其与单一载荷传感器46共同作用用以在制动器作用期间阻止运动。在显示的示例中，阻止件60包括杆件，其通过开口61被接入一个制动器安装突起44a和电动机框架26部分中，尽管应该承认在其它装置中可以使用其它类型的阻止件60。
开口61和电动机框架26接入阻止件60的部分包括允许相对于阻止件60外径轻松旋转运动的内径，使得允许制动器36相对于电动机框架26运动某一限定量。当制动器36施加制动力到轴28上时，在制动器36和电动机框架26之间产生的载荷促使制动器36相对于电动机框架26旋转。杆件和载荷传感器46提供对这种围绕轴线42载荷的平衡用以阻止制动器36(不过允许制动器36的旋转运动)相对于电动机框架26的大范围径向运动(即非旋转运动)。轻微运动允许载荷从杆件转移或反作用到载荷传感器46。阻止大范围运动，否则其阻止载荷转移到载荷传感器46。杆件因此提供了相对于作用的载荷稳定制动器36以及传输载荷到载荷传感器46的双重功能。与例如在图3中显示的具有多个载荷传感器的系统比较，阻止件60可以提供较廉价系统的优势。
图5显示了另一个示例电梯曳引机20的所选部分，其包括轴承阻止件64，其在轴28部分的周围圆周扩展。轴承阻止件64包括内径和外径，并且在相应的开口65接入制动器36和电动机框架26中。轴承阻止件64的外径略微小于开口65的内径使得允许制动器26相对于电动机框架36轻微运动。相似于在图4示例中的杆件阻止件60，轴承阻止件64与单一载荷传感器46共同作用以平衡在制动器36和电动机框架26之间产生的载荷，用以阻止制动器36相对于电动机框架26的大范围径向运动(也就是非旋转运动)。
图6显示了另一个示例电梯曳引机20的所选部分，其包括套筒阻止件66。相似于轴承阻止件64，套筒阻止件66和载荷传感器46共同作用以平衡在制动器36和电动机框架26之间产生的载荷，用以阻止制动器36相对于电动机框架26大范围径向运动(但是允许轻微运动)。
相似于在图3中显示的示例，图7显示了另一个示例电梯曳引机20的所选部分，其包括代替载荷传感器46其中之一的金属隔离器68。相似于轴承、杆件和套筒示例，金属隔离器68和载荷传感器46提供在制动器36和电动机框架26之间产生的载荷的平衡，用以阻止制动器36相对于电动机框架26大范围径向运动(但是允许轻微运动)。金属隔离器68包括一端和末端，其使用各自的扣件70a和70b附接到制动器安装突起44a以及附接到电动机框架安装突起44b。在这个示例中的扣件70a和70b不提供刚性附接并且允许制动器36相对于电动机框架26的轻微运动，使得载荷传感器46能够对载荷起作用并提供对其指示。
图8显示了另一个示例电梯曳引机20的所选部分，其包括压缩载荷传感器46，例如压缩测压仪。每一个显示的压缩载荷传感器46包括基底部分78和输入部分80。在显示的示例中，基底部分78朝向电动机框架26安装，且输入部分80朝向制动器扩展件82安装。当制动器36施加制动力到轴28上时，压缩载荷传感器46指示在制动器扩展件82和电动机框架26之间来自制动器趋势的载荷以相对于电动机框架26旋转。在一个示例中，当制动器阻止轴在一个方向上运动时，压缩载荷传感器46中的一个可指示载荷，并且当制动器阻止轴在其它方向上运动时，压缩载荷传感器46中的另一个可指示载荷。
如果载荷超过压缩载荷传感器46的载荷阈值，制动器扩展件82用作制动器闭锁件48，并且如以上描述与来自闭锁件48a的电动机共同作用用以阻止制动器36的进一步运动。
在显示的示例中，制动器36也包括从制动器扩展件82相反定位的第二制动器扩展件84。在示意的示例中，第二制动器扩展件84与阻止件60相关。这个阻止件能够用保持件来替代，并且能够替代使用衬垫材料86。衬垫材料86包括的硬度低于压缩载荷传感器46的硬度，使得仅有载荷中的小部分通过衬垫材料86缓冲。这个示例包括增加压缩载荷传感器敏感性的益处，因为通过衬垫材料86和阻止件60缓冲，仅有载荷中的小部分可能丢失。
图9显示了另一个示例电梯曳引机20所选部分的部分截面视图，其包括牢固地固定到电动机框架26上的刚性壳体92。壳体92支撑感应元件94，其包括相对于制动器扩展件82接入的弹性元件96。感应元件94的输出部分98是电容的一个电极并且制动器扩展件82是另一个电极。弹性元件96确定感应元件的绝缘特性。
在一个示例中，弹性元件96包括已知的聚合体材料，当聚合体材料的尺寸改变时，其改变传感器元件94电容量。在显示的示例中，当制动器36施加制动力时，聚合体材料响应在制动器36和电动机框架26之间的载荷而改变尺寸(例如尺寸D)。载荷通过制动器扩展件82转移用以压缩弹性元件96。在一个示例中，载荷压缩聚合体材料并且感应元件94提供由聚合体材料压缩产生的在电容中改变的指示。在电容中的改变以已知方式对应于聚合体材料的压缩尺寸D。例如，经由已知的应力-应变分析，尺寸D对应于在聚合体材料上的载荷。控制器30接收电容，并且基于在电容和载荷之间预定的对应(关系)，确定在制动器36和电动机框架26之间的载荷。
尽管本发明优选实施例已经公开，本领域的普通技术人员将发现某些改进将进入本发明的范围。出于该原因，应该认真研究以下的权利要求，以确定本发明的真实范围和内容。