用于电梯安全装置的弹簧的制作方法

电梯系统包括用于控制电梯轿厢的移动的各种装置。电梯安全装置是制动装置，其解决了电梯轿厢移动速度超过期望速度的超速状况。一些电梯安全装置包括弹簧以实现期望的制动力。这种弹簧通常具有基本上矩形的横截面并且被加热和弯曲到期望的取向。

虽然这种弹簧已被证明是有用的，但是它们并非没有缺点。例如，用这种弹簧实现更大的力通常需要增加弹簧材料的厚度。较厚的材料会带来额外的材料成本和制造难度。例如，较大的弹簧更难弯曲。满足强度和刚度要求的必要工具和加工非常昂贵。另外，不同的电梯安全配置或不同的性能参数需要各种弹簧尺寸，这进一步增加了工具的数量、制造步骤和费用。

需要一种改进的电梯安全弹簧设计。

技术实现要素：

说明性的示例性弹簧包括具有长度的弯曲形主体。主体包括沿至少大部分长度延伸的腔。主体具有跨越长度的横截面，所述横截面沿长度在主体上的多个位置处是不同的。

在具有前面段落中的弹簧的一个或多个特征的示例性实施方案中，腔沿整个长度延伸。

在具有任一前面段落中的弹簧的一个或多个特征的示例性实施方案中，腔在多个位置处具有不同的尺寸。

在具有任一前面段落中的弹簧的一个或多个特征的示例性实施方案中，弹簧施加弹簧力并且弹簧的惯性矩与弹簧力的比率沿长度基本恒定。

在具有任一前面段落中的弹簧的一个或多个特征的示例性实施方案中，弯曲形主体具有包括两个端部的c形，主体在横向于长度的方向上具有高度，并且高度在两个端部之间的c形中心附近具有最大值。

在具有任一前面段落中的弹簧的一个或多个特征的示例性实施方案中，主体包括横向于长度定向的外表面和在外表面之间的多个腹板。腔至少部分地限定在外表面与腹板之间。

在具有任一前面段落中的弹簧的一个或多个特征的示例性实施方案中，外表面和腹板形成并排连结的两个i形梁。

在具有任一前面段落中的弹簧的一个或多个特征的示例性实施方案中，主体包括高强度钢。

在具有任一前面段落中的弹簧的一个或多个特征的示例性实施方案中，主体通过铸造和三维印刷中的至少一种形成。

在具有任一前面段落中的弹簧的一个或多个特征的示例性实施方案中，弯曲形主体具有c形并且弹簧朝向c形内侧施加弹簧力。

在具有任一前面段落中的弹簧的一个或多个特征的示例性实施方案中，腔在多个位置处具有不同的尺寸。

说明性的示例性电梯安全装置包括任一前面段落中的弹簧和至少一个制动构件，所述制动构件被配置成接合井道中的表面以使电梯轿厢停止。弹簧在与表面接合的方向上推动至少一个制动构件。

在具有前面段落中的电梯安全装置的一个或多个特征的示例性实施方案中，主体具有包括两个端部的c形，并且端部的内侧定位成朝向c形的内侧推动相应的制动构件。

在具有任一前面段落中的电梯安全装置的一个或多个特征的示例性实施方案中，安全装置包括制动壳体，相应的制动构件支撑在制动壳体上，以沿着第一方向上在脱离位置与制动位置之间移动，并且弹簧在横向于第一方向的第二方向上推动制动构件。

在具有任一前面段落中的电梯安全装置的一个或多个特征的示例性实施方案中，主体响应于制动构件移动到制动位置而向外挠曲，同时朝向c形的内侧推动制动构件。

制造弹簧的说明性的示例性方法包括形成弹簧主体，所述弹簧主体包括弯曲形、长度、沿至少大部分长度延伸的腔，以及跨越长度的横截面。横截面沿长度在主体上的多个位置处是不同的。

在具有前面段落中的方法的一个或多个特征的示例性实施方案中，形成包括铸造和三维打印中的至少一种。

在具有任一前面段落中的方法的一个或多个特征的示例性实施方案中，铸造包括砂型铸造。

具有任一前面段落中的方法的一个或多个特征的示例性实施方案包括形成高强度钢的弹簧主体。

在具有任一前面段落中的方法的一个或多个特征的示例性实施方案中，腔在多个位置处具有不同的尺寸。

根据下面的具体实施方式，至少一个公开的示例性实施方案的各种特征和优点对于本领域技术人员将变得显而易见。随附于具体实施方式的附图可以如下简要描述。

附图说明

图1示意性地示出了包括根据本发明的实施方案设计的安全装置的电梯系统的选定部分。

图2示意性地示出了根据本发明的实施方案设计的示例性电梯安全装置。

图3是根据本发明的实施方案设计的示例性弹簧的透视图。

图4是图3中示出的弹簧的透视性局部剖视图。

图5是沿图4中的线5-5截取的截面图。

具体实施方式

根据本发明的实施方案设计的弹簧例如可用于电梯安全装置中，以用于抵靠着表面推动制动构件以施加制动力，从而控制电梯轿厢的移动。根据本发明的实施方案设计的弹簧具有独特的主体配置，与先前的弹簧配置相比，所述独特的主体配置减轻了重量，降低了材料成本并降低了制造复杂性。同时，根据本发明的实施方案设计的弹簧提供期望的弹簧性能。

图1示意性地示出了电梯系统20的选定部分，其是可使用根据本发明的实施方案设计的弹簧的示例性环境。电梯系统20包括电梯轿厢22和由挂绳布置26悬挂的配重24。机器30引起挂绳布置26的移动，以引起电梯轿厢沿导轨32的期望的移动。在这个示例中，电梯轿厢22和配重24具有安全装置34，所述安全装置34能够将制动力施加到导轨32的表面，以根据需要使电梯轿厢22停止。

图2示出了安全装置34的示例性配置。壳体36支撑制动构件38，所述制动构件38被配置成接合导轨32以施加制动力，以用于例如停止电梯轿厢22的移动。制动构件38中的一个(附图中的右侧)示出为处于脱离或静止位置。另一个制动构件38(根据附图的左侧)示出为处于制动位置。制动构件38可通过在垂直方向上相对于壳体移动而在脱离位置与制动位置之间移动。

安全装置34包括弹簧40，当需要制动力时，所述弹簧40推动制动构件38与导轨32的表面相接合。弹簧40的力在横向于制动构件38在脱离位置与制动位置之间的移动方向的方向上(例如，根据附图，弹簧力是水平的)推动制动构件38。

如从图3至图5中最好地理解，弹簧40包括弯曲形主体42，所述弯曲形主体42在两个端部44之间具有长度。主体42包括腔46，所述腔46沿主体的至少大部分长度延伸。在所示的示例中，腔46沿整个长度延伸。

主体42包括外表面50之间的外部凹槽48。多个腹板52在外表面50之间延伸。腔46至少部分地限定在外表面50与腹板52之间，例如，在如图5中可以理解。在所示的示例中，外表面50和腹板52形成并排连结的两个i形梁。

弹簧40的特征中的一个是主体在沿主体42的长度的不同位置处具有不同的横截面尺寸。例如，主体42具有横向于长度的高度。高度在两个端部44之间的主体42的中心附近具有最大值h1。在这个示例中，高度在端部44处处于最小值h2。改变沿主体42的长度的横截面有利于在使用中沿弹簧40的长度具有基本均匀的偏转。在所示的示例中，惯性矩与弹簧施加的弹簧力的比率沿弹簧40的长度基本恒定。换句话说，惯性矩与施加的弹簧力的比率在沿弹簧40的长度的所有位置处保持恒定。

在主体42内具有腔46的一个方面是主体42的实心部分的材料的厚度可以沿弹簧40的长度保持更均匀，同时在沿长度的不同的位置处仍然具有不同的主体的横截面尺寸。具有更均匀的材料厚度有利于对主体42进行热处理以形成弯曲形状，其在所示出的示例中为c形。如果不存在腔46，弹簧主体42的部分将比其他部分厚，这将使热处理过程复杂化，使得更难以获得具有期望的力和偏转特性的弹簧。

所示出的示例中的腔46在沿主体42的长度的不同位置处具有不同的尺寸。例如，纵向上更靠近主体42的中心的第一尺寸d1不同于在端部44附近的第二尺寸d2。腔46的尺寸或横截面可以沿长度在不同位置处在高度、宽度、形状或它们的组合上变化。

示例性实施方案包括通过铸造高强度钢材料(诸如市场上可购得的1020钢或4130合金材料)来形成弹簧40。一些实施方案包括先进的高强度钢。其他实施方案包括超高强度钢。

在一些示例中，形成主体42的过程包括砂型铸造高强度钢材料以形成包括腔46的主体。

一些实施方案包括通过利用三维打印来形成主体42。例如，可以铸造主体的各部分，然后使用三维打印在主体42上形成可能难以铸造的特定特征。其他实施方案包括利用三维打印来形成整个主体42。

尽管铸造通常导致往往比锻造工艺更多地在弹簧中引入应力点的具有孔隙率的产品，但是利用高强度钢并且形成具有包括腔46的特征的主体允许实现弹簧40，所述弹簧40能够施加相对大的弹簧力并且进行相对大的位移而不会经受由于与一些铸造工艺相关联的孔隙率而引入的应力。

与先前的弹簧设计相比，根据本发明的实施方案设计的弹簧在重量上可更轻，在材料方面成本更低并且制造方式更简单。

虽然在所示出的示例性实施方案中包括各种特征，但是本领域技术人员将认识到，并非所有这些特征都是本发明的所有实施方案所需要的。例如，一个实施方案可以具有主体42的变化的横截面，所述主体42具有腔46，所述腔46的横截面不沿主体42的长度变化。受益于本说明书的本领域技术人员将认识到如何设计特定实施方案以满足其特定需求。

前面的描述在本质上是示例性的而不是限制性的。所公开的示例的不一定脱离本发明的实质的变化和修改对于本领域技术人员而言可能变得显而易见。给予本发明的法律保护的范围仅可通过研究所附权利要求来确定。