组合式电梯振动隔离和负载测量元件的制作方法

本发明涉及组合式电梯振动隔离和负荷测量元件。

背景技术：

电梯可以包括轿厢、竖井、提升机械、绳索和配重。单独的或一体的轿厢框架可以围绕轿厢。

提升机械可以位于竖井中。提升机械可以包括驱动器、电马达、牵引滑轮和机械制动器。提升机械可以使轿厢在竖井中向上和向下移动。机械制动器可以停止牵引滑轮的旋转，从而停止电梯轿厢的运动。

轿厢框架可以经由牵引滑轮通过绳索连接到配重。轿厢框架还可以由滑行器件支撑在在竖井中沿竖直方向延伸的导轨上。导轨可以通过紧固支架附接到轴中的侧壁结构上。当轿厢在竖井中向上和向下移动时，滑行器件将轿厢保持在水平平面中的位置。配重可以以对应的方式支撑在附接到竖井的壁结构的导轨上。

轿厢可以在建筑物的层站之间运输人员和/或货物。竖井可以形成为使得壁结构由实心壁形成，或者使得壁结构由敞开钢结构形成。

电梯可以由控制器控制。

提升机械可经由振动隔离垫支撑在机械床上。

应变仪负载传感器可用于测量从提升机械到机械床的力。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种新颖的组合式电梯振动隔离和负载测量元件。

组合式电梯振动隔离和负载测量元件在权利要求1中定义。

组合式电梯振动隔离和负载测量元件包括：

振动隔离垫，具有两个相对的基本平坦表面，

弹性材料层，永久地附接到振动隔离垫的两个基本平坦表面中的第一表面，

负载传感器装置，集成在组合式电梯振动隔离和负载测量元件中，从而作用在组合式电梯振动隔离和负载测量元件上的负载可以利用负载传感器装置根据弹性材料层的压缩被测量。

组合式电梯振动隔离和负载测量元件形成了带有集成式负载传感器装置的简单紧凑的隔离元件。

组合式电梯振动隔离和负载测量元件易于安装到电梯中的可变位置。

组合式电梯振动隔离和负载测量元件易于存放并供应给施工现场。

组合式电梯振动隔离和负载测量元件也可以用作备件。

组合式电梯振动隔离和负载测量元件使得还可以测量支撑在组合式电梯振动隔离和负载测量元件上的零件的倾斜。这是由于以下事实：可以在组合式电梯振动隔离和负载测量元件中设置多个传感器元件。

在本申请中，导电材料是指在20摄氏度的温度时其电阻率(比电阻率)小于1ωm的材料。在本申请中，不导电材料是指在20摄氏度的温度时其电阻率(比电阻率)大于100ωm的材料。

附图说明

下面将参考附图通过优选实施例更详细地描述本发明，在附图中：

图1示出了第一电梯的侧视图，

图2示出了第二电梯的侧视图，

图3示出了电梯中的提升机械的第一支撑装置的侧视图，

图4示出了电梯中的提升机械的第二支撑装置的侧视图，

图5示出了电梯中的轿厢的第一支撑装置的侧视图，

图6示出了电梯中的轿厢的第二支撑装置的侧视图，

图7示出了第一组合式电梯振动隔离和负载测量元件的侧视图，

图8示出了第二组合式电梯振动隔离和负载测量元件的侧视图，

图9示出了第三组合式电梯振动隔离和负载测量元件的侧视图。

具体实施方式

图1示出了第一电梯的侧视图。

电梯可包括轿厢10，电梯竖井20，提升机械30，提升绳索42和配重41。单独的或一体的轿厢框架11可以围绕轿厢10。

提升机械30可以位于竖井20中。提升机械可包括驱动器31、电马达32、牵引滑轮33和机械制动器34。提升机械30可以使轿厢10在竖直延伸的电梯竖井20中在竖直方向z上向上和向下移动。机械制动器34可停止牵引滑轮33的旋转，从而停止电梯轿厢10的运动。

轿厢框架11可以经由牵引滑轮33通过绳索42连接至配重41。轿厢框架11还可以由滑行器件27支撑于在竖井20中沿竖直方向延伸的导轨25中。滑行器件27可以包括当轿厢10在电梯竖井20中向上和向下移动时在导轨25上滚动的辊或在导轨25上滑行的滑靴。导轨25可以利用紧固支架26附接到电梯竖井20中的侧壁结构21。当轿厢10在电梯竖井20中向上和向下移动时，滑行器件27将轿厢10在水平平面中保持在位。配重41可以以对应的方式支撑在附接到竖井20的壁结构21的导轨上。

轿厢10可以在建筑物的层站之间运送人和/或货物。电梯竖井20可以形成为使得壁结构21由实心壁形成，或者使得壁结构21由敞开钢结构形成。

在该第一部电梯中，拉绳比为1:1。当电马达32在此第一电梯中将轿厢10提升或降低x米时，x米的提升绳42就会越过牵引滑轮32。

电梯可以由控制器500控制。

图2示出了第二电梯的侧视图。

图2是第二电梯的侧视图，该第二电梯的拉绳比与图1所示的第一电梯不同。与图1所示的第一电梯中的1:1的拉绳比相比，此第二电梯中的拉绳比为2:1。当电马达32在此第二电梯中将轿厢10提升或降低x米时，则2x米的提升绳42越过牵引滑轮32。

提升绳索42的两端在固定点a1、a2中在竖井20的上端部分中固定到竖井20。提升绳索42从第一固定点a1在竖井20中竖直向下地朝向轿厢10的下端穿过。然后，将提升绳索42在定位于轿厢10下方的第一转向辊43上转到水平方向上。然后，提升绳索42在水平方向上到达第二转向辊44，该第二转向辊44相对于第一转向辊43的轿厢10的相对侧定位于轿厢10下方。轿厢10被支撑在第一转向辊43和第二转向辊44上。提升绳索42在第二转向辊44之后再次在竖井20中竖直向上地朝向牵引滑轮33通过。然后，将提升绳索42再次在牵引滑轮33上朝向第三转向辊45在竖井20中沿竖直向下的方向转向。配重41被支撑在第三转向辊45上。然后，提升绳索42在第三转向辊45之后再次在竖井20中竖直向上到达第二固定点a2。牵引滑轮33沿顺时针方向的旋转使轿厢10向上移动，由此配重41向下移动，反之亦然。在正常操作条件下提升绳索42和牵引滑轮33之间的摩擦消除了提升绳索42在牵引滑轮33上的打滑。

提升机械30中的电马达32可包括用于将提升机械30支撑在马达床架36处的马达框架35。振动隔离垫50和负载传递板37可以定位于马达框架35和马达床36之间。马达床36可以支撑在竖井20中的导轨25上。提升机械30可以在沿着导轨25的任何高度位置上支撑在导轨25上。牵引滑轮33和电马达32也可以分开。牵引滑轮33可以被支撑在竖井20中的导轨25上，并且电马达32可以被定位在例如竖井20中的坑底。因此，在牵引滑轮33和电马达32之间需要动力传递。

电梯可以由控制器500控制。

图3示出了电梯中的提升机械的第一支撑装置的侧视图。

在图中仅示出了电马达32和牵引滑轮33的提升机械30经由马达框架35支撑在马达床36上。提升绳索42经过牵引滑轮33。

组合式电梯振动隔离和负载测量元件400可以定位在马达框架35和定位于马达床36上的负载传递板37之间。

组合式电梯振动隔离和负载测量元件400可以形成为振动隔离垫、弹性材料层和集成的负载传感器装置的组合。

隔离垫至少在某种程度上消除了从提升机械30到马达床36的振动传递。负载传感器装置测量作用在马达床36上的力。

电梯可以由控制器500控制。

图4示出了电梯中的提升机械的第二支撑装置的侧视图。

在图中仅示出了电马达32和牵引滑轮33的提升机械30经由马达框架35支撑在马达床39上。马达床39可以经由腿部支撑在机房的地板上。提升绳索42经过牵引滑轮33和转向滑轮38。

组合式电梯振动隔离和负载测量元件400可以定位在马达框架35与马达床39之间或者在马达床39的每个脚与地板之间。

组合式电梯振动隔离和负载测量元件400可以形成为振动隔离垫、弹性材料层和集成的负载传感器装置的组合。

隔离垫至少在某种程度上消除了从提升机械30到马达床36的振动传递。负载传感器装置测量作用在马达床39或地板上的力。

电梯可以由控制器500控制。

图5示出了电梯中的轿厢的第一支撑装置的侧视图。

轿厢10的框架11由提升绳索42支撑。提升绳索42附接到水平支撑杆43。水平支撑杆43附接到框架11的上水平杆11a。轿厢10被支撑在框架11的下水平杆11b上。

组合式电梯振动隔离和负载测量元件400可以定位于框架11的上水平杆11a和水平支撑杆43之间，或者定位于轿厢10的底部和框架11的下水平支撑杆11b之间。

水平支撑杆43可以经由定位于水平支撑杆43的每个端部处的组合式电梯振动隔离和负载测量元件400支撑到框架11的上水平杆11a。

轿厢10的底部可以经由例如四个组合式电梯振动隔离和负载测量元件400被支撑在框架11的下水平杆11b上。组合式电梯振动隔离和负载测量元件400可以定位在轿厢10的底部的拐角处。

组合式电梯振动隔离和负载测量元件400可以形成为振动隔离垫、弹性材料层和集成的负载传感器装置的组合。

隔离垫至少在某种程度上消除了从提升绳索42到轿厢框架11或从轿厢框架11到轿厢10的振动传递。负载传感器装置测量作用在提升绳索42与轿厢框架11之间或轿厢10与轿厢框架11之间的力。

图6示出了电梯中的轿厢的第二支撑装置的侧视图。

轿厢10的框架11由提升绳索42支撑。提升绳索42经过转向滑轮44、45，转向滑轮44、45支撑在轿厢10的框架11的下端部。轿厢10被支撑在框架11的下水平杆11b上。

组合式电梯振动隔离和负载测量元件400可以定位于轿厢10的底部与框架11的下水平支撑杆11b之间。

轿厢10的底部可以经由例如四个组合式电梯振动隔离和负载测量元件400被支撑在框架11的下水平杆11b上。组合式电梯振动隔离和负载测量元件400可以定位在轿厢10的底部的拐角处。

组合式电梯振动隔离和负载测量元件400可以形成为振动隔离垫、弹性材料层和集成的负载传感器装置的组合。

隔离垫至少在某种程度上消除了从轿厢框架11到轿厢10的振动传递。负载传感器装置测量作用在轿厢10和轿厢框架11之间的力。

图7示出了第一组合式电梯振动隔离和负载测量元件的侧视图。

组合式电梯振动隔离和负载测量元件可以包括振动隔离垫50、弹性材料层110和负载传感器装置100。

弹性材料层110可以是平坦的，具有第一表面和第二相反表面。弹性材料层110可以进一步是可拉伸的并且不导电。第一层110可以由一种单一材料或几种不同材料形成。

负载传感器装置100可以包括附接到弹性材料层110的至少两个电极121、122，使得电极121、122彼此间隔开一段距离地定位。电极121、122可以附接到弹性材料层110的第一表面，所述第一表面是图中的底表面。电极121、122可以是可拉伸的并且导电的。

该布置可以进一步包括柔性箔130。导电布线141、142可以在柔性箔130与电极121、122之间穿过。导电布线141、142可以从一个表面附接到电极121、122并且从相反表面附接到柔性箔130。

电极121、122中的每一个可以电连接至导电布线141、142的特定部分，导电布线141、142的所述特定部分形成所述电极121、122的电输出。

该装置可以进一步包括设置在弹性材料层110的第二自由表面上的第一导电层150，所述第二表面是图中的上表面。

组合式电梯振动隔离和负载测量元件300中的隔离振动垫50可以设置在第一导电层150上。

组合式电梯振动隔离和负载测量元件400可以定位在马达床36中的床板37和提升机械30之间。

图中的负载传感器装置100可以形成电容传感器，由此可以测量每个电极121、122与第一导电层150之间的电容。电极121、122与第一导电层150之间的距离响应于作用在振动隔离垫50上的力f1而变化。力f1通过振动隔离垫20作用在负载传感器装置上。弹性材料层110的压缩对应于作用在振动隔离垫50上的负载f1。较大的负载f1意味着弹性材料层110变得更加压缩，即，电极121、122与第一导电层150之间的距离减小，反之亦然。

弹性材料层110可以包括以下中的至少一种：聚氨酯，聚乙烯，聚酯(乙烯-乙酸乙烯酯)，聚氯乙烯，聚硼二甲基硅氧烷，聚苯乙烯，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯，乙烯丙烯橡胶，氯丁橡胶，软木，胶乳，天然橡胶，有机硅和热塑性凝胶。

电极121、122可以包括以导电方式彼此附接的导电颗粒，例如薄片或纳米粒子。导电颗粒可以包括碳铜、银和金中的至少一种。

第一导电层150可以包括来自导电墨水、导电织物和导电聚合物的导电材料中的至少一种。

布线141、142可以通过导电粘合剂，即包括固化的导电粘合剂的粘合剂附接到电极121、122。这样的粘合剂可以包括各向同性的导电粘合剂和各向异性的导电粘合剂。

柔性箔130可以包括聚酯，聚酰胺，聚乙烯，萘二甲酸乙二醇酯和聚醚醚酮中的至少一种。

弹性材料层110和振动隔离垫50在一个实施例中可以具有相同的材料。

图8示出了第二组合式电梯振动隔离和负载测量元件的侧视图。

组合式电梯振动隔离和负载测量元件400定位于马达床36的床板37和提升机械30之间。组合式电梯振动隔离和负载测量元件400可以包括振动隔离垫50和附接到振动隔离垫50的第一表面的弹性材料层210。

负载传感器装置200可以包括以彼此隔开一段距离布置的电天线221、222、223。电天线221、222、223可以集成到振动隔离垫50的第一表面中。电天线221、222、223可被定位成与振动隔离垫50的第一表面齐平。这意味着电天线221、222、223也与弹性材料层210的第一表面齐平。弹性材料层210的所述第一表面附接到振动隔离垫50的第一表面。电天线221、222、223被定向为穿过弹性材料层210朝向金属物体发送，该金属物体可以是马达床36中的床板37。床板37可以相对于电天线221、222、223位于弹性材料层210的相反的第二表面上。

电天线221、222、223可以包括电子振荡器，该电子振荡器包括感应线圈、用于存储电荷的电容器以及提供电激励的能量源。感应线圈和电容器的尺寸匹配，以产生固定频率的自持正弦波振荡。电能被馈送到电路中以启动并维持振荡。振荡在传感器的前面产生电磁场，因为线圈位于传感器的“面”的正后方。

当一片导电金属进入由电磁场的边界限定的区域时，一些振荡能量会转移到目标金属中。传递的能量表现为称为涡流的微小流通电流，当它们试图在目标中流通时会遇到电阻。这在目标中产生少量的热量形式的功率损耗。功率损耗不能完全由传感器的内部能源替代，因此传感器的振荡幅度会发生变化。可以使用测量电路测量此变化。

电天线221、222、223与床板37之间的距离将影响传感器的振荡。

负载传感器装置200因此可以测量电天线221、222、223与金属物体37之间的距离。电天线221、222、223与金属物体37之间的距离的变化对应于弹性材料层210的压缩，而弹性材料层210的压缩对应于作用在振动隔离垫50上的负载f1。

图9示出了第三组合式电梯振动隔离和负载测量元件的侧视图。

组合式电梯振动隔离和负载测量元件400定位于马达床36的床板37和提升机械30之间。组合式电梯振动隔离和负载测量元件400包括振动隔离垫50和附接到振动隔离垫50的第一表面的弹性材料层310。

弹性材料层310可以由压力衬垫310形成，该压力衬垫310包括在压力衬垫310内的压力单元321、322、323。压力单元321、322、323可包括流体或气体。每个压力单元321、322、323可以经由管道连接到压力传感器。压力传感器测量压力单元321、322、323中的流体或气体中的压力。在该实施例中，压力单元321、322、323形成负载压力装置300。

压力单元321、322、323中的压力对应于作用在振动隔离垫50上的负载f1。

可以对图2所示的电梯进行修改，以便将提升机械30定位在竖井20顶部的机房中。在这种情况下，提升机械30可以对应于图4所示的提升机械。绳索42的固定点a1，a2可以在竖井20的顶部或在机房中。

组合式电梯振动隔离和负载测量元件也可以与具有2:1悬吊比的电梯中的绳索42的固定点a1、a2结合使用。该布置可以类似于图5所示的布置。绳索42可被附接到支撑杆43，由此支撑杆43将经由组合式电梯振动隔离和负载测量元件而在竖井20中或机房中被支撑到布置在竖井中或机房中的支撑表面。

在附图中示出了组合式电梯振动隔离和负载测量元件400，使得振动隔离垫50定位于弹性层110、210、310上方。情况可以相反，即，振动隔离垫50可以定位于弹性层110、210、310的下方。这种情况也可能使得弹性层110、210、310定位于两个隔离垫50之间。

振动隔离垫50将一个物体的振动力或运动与另一物体分离或隔离。振动管理有两个方面，即隔离和阻尼。隔离是为了防止振动进入系统。阻尼是吸收进入系统的振动能量，并通过将振动的动能改变为不同形式的能量来使振动消散。两种形式的振动管理互不相同，但是经常结合使用以实现所需的性能。振动隔离垫50的传递率根据振动频率而变化，使得相关的振动频率被有效地吸收在振动隔离垫50中。振动隔离垫50应该足够柔韧和/或可压缩，以便传递来自驱动物体的尽可能小的振动力。振动隔离垫50例如可以由弹性体复合材料或微孔弹性体制成。氯丁橡胶，橡胶或合成泡沫垫可用于振动隔离垫50。在本发明中可以使用例如商标名为cellasto或z/pa或s/pa的、由basf或tico出售的振动隔离垫50。弹性体复合材料可以基于用软木塞加强的聚氯丁二烯橡胶。振动隔离垫50可以由单一材料或几种材料制成。振动隔离垫50可以由与弹性材料层110、210、310相同的材料或不同的材料制成。振动隔离垫50也可以是弹性的。这种振动隔离垫50可以用于本发明的所有实施例中。

弹性材料层110、210、310具有第一杨氏模量y110和第一屈服应变ε110。第一屈服应变ε110可以为至少10％。

弹性材料层110、210、310的厚度t110可以在1至8mm的范围内，优选在2至6mm的范围内。

柔性箔130具有第二杨氏模量y130和第二屈服应变ε130。

柔性箔130的厚度t130可以小于0.5mm。

隔离垫50具有第三杨氏模量y50和第三屈服应变ε50。

隔离垫50的厚度t50可以在10至80mm的范围内，优选地在20至70mm的范围内。

第一杨氏模量y110可以小于第二杨氏模量y130。

结合图7所示的实施例提及的材料也可以结合图8和9所示的实施例使用。

杨氏模量是度量固体材料的刚度的一种机械性能。它定义了在具有单轴变形的线性弹性状态下的材料中的应力(每单位面积的力)和应变(比例变形)之间的关系。

屈服点是应力-应变曲线上指示弹性行为的极限和塑性行为开始的点。屈服强度或屈服应力是一种材料特性，其限定材料开始塑性变形的应力，而屈服点是非线性(弹性+塑性)变形开始的点。在屈服点之前，材料将发生弹性变形，并在去除施加的应力后恢复其原始形状。一旦超过屈服点，一些变形部分将是永久性且不可逆的。屈服应变是对应于屈服应力的应变值。可以从材料的屈服点的应力-应变曲线中读取屈服应变。屈服应变定义了材料在发生塑性变形之前的伸长极限。

振动可能会从马达、马达床或提升绳索传递到建筑物。第一可行路径是从机房经由地板到建筑物。第二可行路径是从竖井中的床到竖井的壁，再到建筑物。第三可行路径是从竖井中的床到导轨，再从导轨到竖井的壁，再从竖井的壁到建筑物。

振动可能会从提升绳索的悬吊件传递到建筑物。第一可行路径是从机房经由地板到建筑物。第二可行路径是从竖井中的床到竖井的壁，再到建筑物。第三可行路径是从竖井中的床到导轨，再从导轨到竖井的壁，再从竖井的壁到建筑物。

振动可能会从提升绳索传递到轿厢。路径可以经由悬吊比为1：1的牵引滑轮的悬吊件，也可以经由换向滑轮的悬吊杆。

振动还可以从轿厢框架传递到轿厢。

本发明的用途不限于附图中公开的电梯。本发明可用于任何类型的电梯，例如包括机房或没有机房的电梯，包括配重或没有配重的电梯。配重可以定位在电梯竖井的任一侧壁或两个侧壁上或后壁上。驱动器、马达、牵引滑轮和机械制动器可定位于机房中或电梯竖井中的某个位置。轿厢导轨可以定位在所谓的机架式电梯中的竖井的后壁上或竖井的相反侧壁上。

对于本领域技术人员而言显而易见的是，随着技术的进步，可以以各种方式来实现本发明的构思。本发明及其实施例不限于上述示例，而是可以在权利要求的范围内变化。