專利名稱：包括帶有振動和噪音消除凹槽結(jié)構(gòu)的皮帶裝置的電梯系統(tǒng)設(shè)計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及電梯系統(tǒng)設(shè)計。特別是，本發(fā)明涉及一種結(jié)合皮帶裝置的電梯系統(tǒng)設(shè)計策略，該皮帶裝置具有一個專門的凹槽結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
例如，電梯系統(tǒng)通常包括一個轎廂和配重，該轎廂和配重在升降間中運動，以將乘客或貨物運送到建筑物中的不同樓梯平臺。一承重部件，諸如繩索或皮帶，特別繞經(jīng)一組滑輪并支承轎廂和配重的載荷。在電梯系統(tǒng)中可使用各種不同類型的承重部件。
一種承重部件是鍍層鋼帶。典型的設(shè)置包括數(shù)根順著皮帶裝置長度方向延伸的鋼絲繩。一護套施加于該繩上，并形成皮帶裝置的外表面。某些護套的施加工藝會導(dǎo)致在護套表面在皮帶裝置的至少一邊上形成凹槽。某些工藝還會引起鋼絲繩在沿著皮帶長度方向相對于護套外表面的位置處，發(fā)生扭曲或不規(guī)則變形。
例如，圖6同時展示了這兩種現(xiàn)象。如圖所示，護套200的外表面和鋼絲繩210之間的間距沿著皮帶的長度方向發(fā)生了變化。正如從圖中可以看出的，鋼絲繩210被設(shè)置在護套內(nèi)部，好像它們包括一系列與凹槽間距相同長度的鋼絲繩段。圖6出于圖解的目的，包含了對常規(guī)自然鋼絲繩布局的夸大。在許多情況下，鋼絲繩相對護套外表面位置處的實際扭曲或變形用肉眼是不可辨別的。
當(dāng)使用常規(guī)的護套施加工藝時，鋼絲繩在護套施加工藝過程中被支撐的方式趨于導(dǎo)致鋼絲繩相對于護套外表面沿著皮帶長度方向在幾何或結(jié)構(gòu)上發(fā)生扭曲。
雖然這些設(shè)置已被證明有效，但是它們還需要被改進。與這種皮帶裝置相關(guān)的具體困難是，當(dāng)皮帶在電梯系統(tǒng)中移動時，凹槽和鋼絲繩在護套中的布置與諸如滑輪的其它系統(tǒng)組件相互作用，并產(chǎn)生不希望的噪聲、振動或者是同時產(chǎn)生噪聲和振動。例如，當(dāng)皮帶裝置等速運動時，凹槽與滑輪相接觸的定態(tài)頻率會產(chǎn)生一種令人討厭的聲調(diào)。與護套外表面相間隔的鋼絲繩的重復(fù)變化模式被認為對這種噪音的產(chǎn)生起了幫助作用。
需要一種可替換的裝置，來減小或消除電梯系統(tǒng)運行期間產(chǎn)生的振動或惱人噪音。本發(fā)明會滿足這種需要。

發(fā)明內(nèi)容
概括地說，本發(fā)明是一種包含一皮帶的電梯系統(tǒng)設(shè)計。該皮帶上具有多個凹槽，這些凹槽具有已選擇的構(gòu)造，這種結(jié)構(gòu)可以減小電梯系統(tǒng)運行期間產(chǎn)生的振動和噪音。
例如，根據(jù)本發(fā)明所設(shè)計的一種電梯系統(tǒng)，包括一轎廂，該轎廂在建筑物中的各個樓梯平臺間運送乘客或貨物。一皮帶支撐著該轎廂并便于該轎廂的運動。該皮帶至少在其一側(cè)上具有數(shù)個間隔凹槽。當(dāng)轎廂運動時，在該皮帶移動經(jīng)過的至少一滑輪具有經(jīng)選擇地與皮帶上的凹槽寬度相應(yīng)的直徑。凹槽寬度與滑輪直徑的比率應(yīng)當(dāng)選擇小于0.05。
在一個實施例中，凹槽寬度和皮帶直徑的比率被選擇在0.001和0.015之間。
根據(jù)本發(fā)明，一種設(shè)計電梯系統(tǒng)的方法包括選擇至少驅(qū)動滑輪的直徑，該驅(qū)動滑輪負責(zé)使皮帶和轎廂在升降間中運動。隨后，選擇凹槽的寬度，以使凹槽寬度與滑輪直徑的比率小于0.05。本發(fā)明的皮帶裝置包含多根通常平行于皮帶縱軸方向延伸的繩索。繩索上的護套包括多個成形凹槽，以減小在升降過程中振動和噪音的產(chǎn)生。
在另一個實施例中，凹槽在靠近護套的滑輪作用表面處具有圓角。圓角的曲率半徑可以與其他系統(tǒng)參數(shù)一起定制，以減小振動和噪聲。在一個實施例中，圓角具有約0.1毫米和約0.5毫米之間的曲率半徑。
從下面對當(dāng)前優(yōu)選實施例的詳細描述中，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，本發(fā)明的不同特征和優(yōu)點將會變得很明顯。與詳細描述伴隨在一起的附圖可被簡介如下。


圖1示意性地說明了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例所設(shè)計的皮帶裝置的一部分。
圖2是圖1中沿2-2線的剖面圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例所設(shè)計的電梯系統(tǒng)的示意性說明。
圖4用圖表說明了本發(fā)明電梯系統(tǒng)設(shè)計方法的一個特征。
圖5用圖表說明了凹槽寬度和滑輪直徑的尺寸關(guān)系對振動所帶來的影響。
圖6示意性地展示了一種先有技術(shù)中的皮帶。
具體實施例方式
圖1和2示意性地說明了被設(shè)計用于電梯系統(tǒng)的一個皮帶裝置20。數(shù)根繩索22大體上平行于皮帶裝置20的縱軸排列。在一個實施例中，繩索22由鋼絲束制成。
一護套24封閉繩索22。該護套24最好含有聚氨酯材料。各種這樣的材料可商業(yè)獲得并在現(xiàn)有技術(shù)中，已知對電梯皮帶裝置是有用的。在這些描述的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將能夠選擇一種合適的護套材料來滿足他們具體情況下的需要。
該護套24確定了皮帶裝置20的外部寬度和厚度。在一實施例中，皮帶裝置的寬度為30毫米，厚度為3毫米。在同一個實施例中，繩索22的直徑為1.65毫米。繩索22最好沿該皮帶裝置的整個長度延伸。
該護套24至少在其一側(cè)32上具有數(shù)個凹槽30。在所說明的實施例中，這些凹槽橫過皮帶裝置的整個寬度延伸。
這些凹槽由多個生產(chǎn)方法制成，許多生產(chǎn)方法在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的，并且這些生產(chǎn)方法也適用于皮帶裝置20的制造。在圖1和2所說明的實施例中，這些凹槽具有一種在電梯系統(tǒng)操作過程中有效減小振動的結(jié)構(gòu)。
在所述實施例中，該凹槽結(jié)構(gòu)包括在每個凹槽的每一端上的圓邊或圓角34，在該位置，凹槽與護套外表面的邊32連接到一起。圓角34不同于傳統(tǒng)的凹槽設(shè)計，傳統(tǒng)的凹槽明顯帶有尖銳的邊緣，并在邊緣處與護套24的外表面32相接觸。當(dāng)每個凹槽在電梯系統(tǒng)運行期間與皮帶所環(huán)繞的滑輪相接觸時，圓角會使噪音和振動減弱。
在本發(fā)明的設(shè)置中，每個圓邊或圓角34的曲率半徑最好是經(jīng)過選擇，以使由于皮帶裝置20和其他電梯系統(tǒng)組件之間的相互作用而產(chǎn)生的振動量減少。影響曲率半徑選擇的各種因素包括各凹槽30之間的距離或間距，每個凹槽的寬度W，護套材料的剛度特性和護套材料的厚度，護套材料的厚度會限定每個凹槽的深度?？偟膩碚f，最好具有一較大的曲率半徑，較大的曲率半徑會使在護套24的邊32和凹槽30之間產(chǎn)生平滑的過渡。與本發(fā)明的圓角設(shè)計相結(jié)合的皮帶，將會包括一個曲率半徑在0.1毫米到0.5毫米范圍內(nèi)的圓角。在一個實施例中，圓角34的曲率半徑大約為0.2毫米。在另一個實施例中，該半徑大約為0.4毫米。
圓角34的另一個優(yōu)點在于，當(dāng)皮帶裝置20經(jīng)過驅(qū)動滑輪58時，它往往會減小對剪切效果的敏感程度。由于驅(qū)動滑輪上的不同邊會承受不同的載荷，皮帶裝置20的一部分往往會比驅(qū)動滑輪58的對邊上的其他部分承受更大的載荷。這種現(xiàn)象往往會在護套材料24上產(chǎn)生一種剪切效應(yīng)。結(jié)合在凹槽30上的圓角34往往會減弱對這種剪切效應(yīng)的敏感程度，并且會減弱在電梯系統(tǒng)運行期間所產(chǎn)生的振動和噪音。
每個凹槽30的寬度W最好是經(jīng)過選擇的，以使在凹槽結(jié)構(gòu)和電梯系統(tǒng)其它組件之間提供最佳噪音削減性能的關(guān)系。圖3示意性地說明了一個所列舉的電梯系統(tǒng)50，該電梯系統(tǒng)具有一個有創(chuàng)造性的皮帶裝置20。當(dāng)然，還有其他類型的電梯系統(tǒng)設(shè)置，這些設(shè)置也包括繩索或皮帶繞過的滑輪，并且本發(fā)明不僅僅限于出于討論目的而示意性展示的所列舉的系統(tǒng)設(shè)置。該電梯系統(tǒng)50還包括一個通常的配重52和轎廂54，它們以通常的方式在升降間56中運動。皮帶裝置20在系統(tǒng)運行期間有效地承受配重52和轎廂54的載荷。所說明的實施例包括一個由馬達機構(gòu)60所驅(qū)動的驅(qū)動滑輪58。例如當(dāng)需要在同一建筑物中的各個停靠樓層之間運送乘客或貨物時，空載的滑輪62、64和66會有利于轎廂54和配重52在升降間中的運動。
凹槽的寬度W最好是經(jīng)過選擇的，以至少與系統(tǒng)50中的驅(qū)動滑輪58的直徑有尺寸關(guān)系。在某些情況下，系統(tǒng)50中的所有滑輪將會具有同樣的直徑。而在另一些情況下，系統(tǒng)中會具有不同尺寸的滑輪。至少，凹槽寬度W與驅(qū)動滑輪(或者是依靠特別安裝的滑輪)的尺寸之間的關(guān)系被選擇，以優(yōu)化皮帶裝置20的噪音削減特性。
總的來說，滑輪直徑最好隨著凹槽30的寬度W的增加而增大。本發(fā)明包含了一種認識，即較大的凹槽寬度W較之較小的滑輪直徑往往會比具有理想尺寸關(guān)系的設(shè)置產(chǎn)生更大的振動和噪聲。
圖4用曲線圖70圖示了這種現(xiàn)象。第一條曲線72展示了皮帶具有與前述實施例中相一致的尺寸的實施例中產(chǎn)生的振動量。當(dāng)滑輪直徑為75毫米時所發(fā)生的振動量被顯示在曲線72中。曲線74表示了當(dāng)滑輪直徑增加至100毫米時所發(fā)生的振動量。曲線76展示了當(dāng)滑輪直徑繼續(xù)增加至125毫米時所發(fā)生的振動量。在給出了曲線72、74和76中每一個的峰間振幅的基礎(chǔ)上，很明顯可以看出，與已經(jīng)給定的凹槽結(jié)構(gòu)和尺寸相對應(yīng)的一個較大滑輪直徑會產(chǎn)生最小量的振動，因而在電梯系統(tǒng)運行期間產(chǎn)生噪音的可能性也最小。
當(dāng)選擇滑輪直徑和凹槽寬度W時，必須要注意的一個因素是應(yīng)該優(yōu)先選擇一個較小的滑輪直徑，因為它所需要的轉(zhuǎn)矩較小，而且它所需要的包括馬達機構(gòu)60在內(nèi)的機器較為便宜。另一方面，一個較大的滑輪直徑往往會延長皮帶裝置20的壽命，而且根據(jù)本發(fā)明，往往會減少在電梯系統(tǒng)運行期間振動和噪音產(chǎn)生的數(shù)量。從這些描述中受益的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將能夠選擇恰當(dāng)?shù)某叽珀P(guān)系，來滿足他們具體情況下的需要。
根據(jù)本發(fā)明，一個優(yōu)先選擇的凹槽寬度W和滑輪直徑之間的關(guān)系導(dǎo)致了凹槽寬度W和滑輪直徑之間的一個比率小于0.05。根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，當(dāng)該比率超過0.05時，振動量就被認為超過了一個可接受的水平。在另一個實施例中，電梯轎廂的運動速度較低，一個較高的比率也可以接受，這將取決于具體的電梯系統(tǒng)。
如同從圖5中可以看出的，隨著凹槽寬度與滑輪直徑的比率的升高，振動(和噪音)量也在升高。圖5中的曲線80在Y軸上展示了振動的振幅，在X軸上展示了凹槽寬度與滑輪直徑的比率。當(dāng)該比率低于0.008時，振動量被認為是有效地，同時在許多情況下被認為是可以接受的，因為這種振動的水平往往不會在電梯系統(tǒng)中產(chǎn)生任何聽得見的噪音。從該曲線中還可以看出，隨著該比率從0.008增加到0.05時，振動的數(shù)量會以總體上呈線性的方式來上升。
對于凹槽寬度與滑輪直徑的比率來說，一個優(yōu)選的范圍是低于大約0.008。當(dāng)本描述中在一個參數(shù)之前使用“大約”這個詞時，它應(yīng)該被解釋為包括差不多在以十為系數(shù)的上下范圍內(nèi)的幾乎一個完整的單位數(shù)量變化。(例如，“大約0.008”應(yīng)該被解釋為至少包括從0.0071到0.0089的一個范圍，并且“大約0.05”應(yīng)該被解釋為至少包括從0.041到0.059的一個范圍。
范圍變化的使用應(yīng)當(dāng)取決于一個給定電梯系統(tǒng)的具體情況。從這些描述中受益的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將能夠選擇最合適的比率來滿足他們具體情況下的需要。
通過組合凹槽寬度W和滑輪尺寸(也就是滑輪直徑)之間的關(guān)系，以及在凹槽30上結(jié)合圓角34，本發(fā)明的設(shè)置代表了在電梯系統(tǒng)運行期間減小振動和噪音方面的一個基本進步。
在某些實施例中，最好是使凹槽30的寬度最小。然而，有一點需注意由于加工公差的原因，凹槽30的寬度不能很低。該加工公差將根據(jù)被選擇用于制造護套24的具體材料和加工過程中使用的工具而變化。
另外，人們相信，當(dāng)?shù)陀谀硞€寬度時，本發(fā)明設(shè)置所產(chǎn)生的低噪音優(yōu)點將不會進一步提高，這一點可從圖5看到。
提供最佳噪音減小特性的每個凹槽30的具體寬度，可根據(jù)具體電梯系統(tǒng)的其它特性而變化，例如，包括皮帶裝置的整體尺寸和滑輪直徑。電梯系統(tǒng)中皮帶裝置20的運動速度是影響凹槽寬度W最佳選擇的另一因素。根據(jù)本發(fā)明，總的來說，相對低速度的電梯系統(tǒng)，對于較高速度的電梯系統(tǒng)最好使用在較低范圍內(nèi)的凹槽寬度與滑輪直徑的比率。換句話說，隨著電梯速度的增大，凹槽寬度與滑輪直徑的優(yōu)選比率會減小。同樣地，隨著電梯速度減小，可接受的凹槽寬度與滑輪直徑的比率范圍會增大。從這些描述中受益的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將能夠選擇合適的凹槽寬度W和滑輪直徑來優(yōu)化在一個具體安裝情況下的噪音削減特性。
前面的描述在性質(zhì)上是示范性的而不是限制性的。對已公開的實施例進行不背離本發(fā)明實質(zhì)的變化和修改，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，是顯而易見的。本發(fā)明的法律保護范圍僅由下面的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種帶有皮帶的電梯系統(tǒng)的設(shè)計方法，該皮帶在其一邊上具有多個凹槽，并穿過至少一個驅(qū)動滑輪，該方法包括以下步驟至少對驅(qū)動滑輪的直徑作出選擇；然后選擇皮帶上的凹槽的寬度，以使凹槽寬度與滑輪直徑的比率小于約0.05。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，選擇滑輪直徑和凹槽寬度，以使它們的比率小于約0.015。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，選擇滑輪直徑和凹槽寬度，以使它們的比率小于約0.008。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，選擇滑輪直徑和凹槽寬度，以使它們的比率在0.001到0.015之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)電梯轎廂的預(yù)定運動速度，選擇凹槽寬度與滑輪直徑的比率。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，當(dāng)預(yù)定速度為一個第一速度時，將該比率選定在一個第一范圍內(nèi)，并且當(dāng)預(yù)定速度為一個較低的第二速度時，將該比率選定在一個較高的第二范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，預(yù)定速度大約為1米/秒，并且選擇滑輪直徑和凹槽寬度，以使它們的比率小于約0.008。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在每個凹槽的邊緣上有一個圓角。
9.一種電梯系統(tǒng)，包括一轎廂；一承受轎廂載荷并促進轎廂運動的皮帶，該皮帶在至少一邊上具有互相間隔開的數(shù)個凹槽；和至少一滑輪，當(dāng)轎廂運動時皮帶穿過該滑輪，該滑輪具有一個與皮帶上凹槽寬度相關(guān)的直徑，以使凹槽寬度與滑輪直徑的比率小于約0.05。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，該比率小于約0.015。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，該比率小于約0.008。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，該比率在0.001和0.015之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，每個凹槽的邊上具有一個圓角。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，每個圓角具有一個處于約0.1毫米至約0.5毫米之間的曲率半徑。
15.一種電梯皮帶裝置，包括大致平行于皮帶縱軸方向排列的數(shù)根繩索；和封閉繩索的護套，該護套包括縱向間隔在其至少一邊上的數(shù)個凹槽，這些凹槽包括靠近護套一邊的圓角。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，每個圓角具有相同的曲率半徑。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，每個圓角具有處于約0.1毫米至約0.5毫米之間的曲率半徑。
全文摘要
一個電梯系統(tǒng)設(shè)計結(jié)合一個帶有護套的皮帶，該護套具有多個長承重部件，例如鋼絲繩。該護套包括多個在皮帶的至少一邊上的隔開的凹槽，在該系統(tǒng)中，選擇凹槽的寬度和至少所述驅(qū)動滑輪的尺寸，以致凹槽的寬度和滑輪直徑的比例在選擇的范圍內(nèi)。在一實施例中，該比例最好少于大約0.05。所述凹槽也最好包括凹槽的邊緣的圓角，其中所述凹槽與皮帶護套上滑輪連接的表面相遇。
文檔編號B66B11/08GK1615268SQ03802245
公開日2005年5月11日 申請日期2003年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月16日
發(fā)明者M·E·馬勒, X·羅 申請人:奧蒂斯電梯公司