专利名称：具有带至少一个粗糙外表面的护套的电梯承重元件的制作方法
技术领域：
本发明大致涉及使用在电梯系统中的承重元件。更具体地说，本发明涉及一种具有专用护套表面的电梯承重元件。
背景技术：
例如，电梯系统典型地包括在电梯井中运动以运输乘客或者货物到建筑物中的不同楼层的吊舱及配重物。承重元件，如典型的在一组牵引盘(sheave)上运动并支撑吊舱和配重物的负载的绳索或者皮带。存在多种类型的使用在电梯系统中的承重元件。
其中一类承重元件就是镀层钢板皮带。典型配置包括沿着组件长度延伸的多个钢索。钢索上涂覆护套并形成组件的外部。某些护套涂覆过程导致在组件至少一侧的护套表面上形成沟槽。某些过程还趋向于在钢索相对于沿着组件长度方向的护套外表面的位置上产生变形或不规则。
在某些镀层钢板承重元件的情况下，用于在钢索上涂覆护套的压铸工艺需要选择具有有益于护套涂覆工艺的化学特性的氨基甲酯材料。然而，当安装在电梯系统中时，形成的护套可能在具有所需牵引等级上出现困难。从加工角度上某些聚合体材料是有益的，在护套和电梯牵引盘表面之间所形成的摩擦系数可能会高于或低于满足电梯井中牵引要求的所需值。
典型的过程在牵引盘接触面上形成光滑或者平滑的护套外部。在某些实例中，这种平滑性会在护套和牵引盘之间引入不需要的粘附作用。在多数情况中，在光滑表面和牵引盘之间形成的摩擦系数与所需的牵引性能不一致。
需要一种可供选择的配置来减小或者消除氨基甲酯护套不需要的摩擦特性。本发明则解决了这一需要。
发明内容
概括说来，本发明是使用在电梯系统中的在氨基甲酯护套外表面上包括至少一粗糙表面的承重元件。
一承重元件实例包括多个拉紧元件。护套通常环绕拉紧元件。该护套在其外表面上具有至少一粗糙表面。
在某个实例中，护套具有包括宽度和厚度的基本矩形横截面。粗糙表面横过护套的整个宽度延伸。在一个实例中，粗糙表面包括多个厚度为至少大约5微米的压痕。在另一个实例中，一个表面包括多个横过护套宽度延伸的沟槽并且每组相邻沟槽之间具有一部分护套。每个部分包括粗糙表面。
制造使用在电梯系统中承重元件的方法实例包括打毛(roughen)氨基甲酯护套的至少一个表面，这些氨基甲酯护套通常环绕多个拉紧元件。
例如，某个实例中，使用化学冲洗或化学蚀刻技术来以化学方法打毛该表面。在另一个实例中，使用研磨、摩擦或者磨削护套表面中的至少一种以机械方法打毛表面。在又一个实例中，则通过对表面进行压纹来打毛表面。
在另一个实例中，护套被挤压到在拉紧元件上并控制挤压装置的温度以打毛一个表面。在一个实例中，通过引起熔裂来打毛表面。在该实例中，熔裂隔断包含除纯聚氨酯以外的其他成份的表面层。形成的熔裂阻止氨基化合物成分完全迁移到一个表面，从而阻止该表面完全光滑或者完全平滑。
通过后续当前最佳实施例的详细描述，本发明的各种特征和优点对于本领域技术人员现而意见。下面将简要描述伴随详细描述的附图。
图1示意性显示了根据本发明一个实施例设计的承重元件实例的一部分；图2示意性显示了根据本发明另一个实施例设计的另一承重元件实例的一部分；图3是沿图2中的线3-3的截面图示；图4是根据本发明的实施例设计的制造承重元件的方法实例的示意性图示；图5示意性显示了用以实施另一方法实例的工具实例；图6示意性显示了使用在图4所示实施例中的装置实例；图7示意性显示了使用在图4所示实施例中的另一装置实例；图8示意性显示了使用在图4所示实施例中的另一装置实例；图9示意性显示了使用在图4所示的另一个实施例中的另一装置实例；图10示意性显示了使用在图4所示的另一个实施例中的另一装置实例；图11示意性显示了使用在类似于图4所示的另一个实施例中的另一装置实例。
具体实施例方式
图1示意性显示了设计为用于电梯系统中的承重元件40。多个绳索42排列成基本平行于承重元件40的纵轴。在某个实例中，绳索42由钢丝绞索制造。
护套44通常环绕在绳索42上。在一个实例中，护套44包括基于聚氨酯的材料。多种聚合物材料可在商业上获得并且在本领域公知对电梯系统有用。在一个实例中，优选氨基甲酯材料是热塑聚氨酯(TPU)。给出本描述后，本领域技术人员将能够选择适当的护套材料来适应他们具体情况的需要。
护套实例44确立了承重元件40的外表面长度为L，宽度为W，厚度为t。在一个实例中，承重元件的宽度W大约30毫米，厚度t大约3毫米。在同一个实例中，绳索42的直径为1.65毫米。绳索42优选沿着组件的整个长度L延伸。在另一个实例中，承重元件是圆形的而不是矩形的。
护套44具有外表面46和48。表面46或者48中的至少一个与牵引盘接触，并且随着承重元件40运动以提供所需的电梯吊舱运动时可能还与电梯系统中的其他部件接触。外表面46至少在横过实例性承重元件40的宽度W并沿着长度L是粗糙的。
组件实例包括周期性隔断表面46的多个间隔沟槽47。这些沟槽由某些制带技术形成。如公知的，在沟槽位置的那部分绳索可以至少部分外露且没有被护套44的材料完全覆盖。即使沟槽47隔断表面46，也不认为沟槽47对表面46的粗糙度有贡献或者构成表面46的粗糙度。
表面实例46的粗糙度包括使表面46粗糙(即，不光滑)的多个表面不规则。在所示的实例中，多个压痕49分布在表面46上。在某些实例中，表面不规则的图案可能以受控的方式建造。在其他一些实例中，表面不规则是沿着表面46随机分布的。
在一个实例中，在表面46上提供多个量级在至少两微米深的压痕49。在另一个实例中，包括大约5微米深的压痕。可以使用更深的压痕或者其他表面隔离。依据具体实施例的要求，从本描述中受益的本领域技术人员将能够选择合适的深度和图案。例如，脂基TPU中的压痕可能比那些具有同样效果的醚基热塑聚氨酯护套中的压痕更浅。
一个实例包括具有与使用该承重元件的电梯系统中的牵引盘上的表面纹理相对应的纹理的表面46。使护套的粗糙度与牵引盘的粗糙度大致相对应包括护套表面的粗糙度大致在牵引盘粗糙度的大约1/10和牵引盘粗糙度的大约10倍之间的范围内。通过选择牵引盘表面和护套的粗糙度，表面纹理的组合确保所需的牵引性能。
图2和图3显示承重元件40’的另一个实施例，该承重元件配置为平带但是在表面46’上不包括任何沟槽47。该实例中，在表面46’上提供多个压痕49’以使表面粗糙。图2和图3的实例使用不同于制造图1中实施例所使用的加工技术制造，以使沟槽47只出现在图1的实施例中。
与光滑或者平滑表面相比，粗糙表面46，46’在承重元件和牵引盘之间提供明显不同的摩擦系数。某些实例中的粗糙表面46极大减小了牵引力。依据选择用来制造护套44，44’的氨基甲酯材料，如果摩擦系数随着压力增加而减小，粗糙表面46有效地增加压力而减小摩擦。另一方面，利用某些氨基甲酯材料，摩擦系数随压力增加而增加，以使增加粗糙度可以具有增加摩擦的效果。在任何一种情况中，表面46，46’的粗糙度极大降低粘附作用，并因此减小表观摩擦。考虑选择用来制造承重子组件的材料，从本描述中获益的本领域技术人员能够选择合适的表面纹理(即，粗糙度)来满足那些具体情况的需要。
图4示意性显示了制造承重元件40的方法。绳索供给装置50提供绳索42。定位装置52以所需的排列方式排列绳索42，使绳索在平行于承重元件40的纵轴延伸。张力调节装置54控制护套涂覆过程中绳索42上的张力大小。护套涂覆站56优选包括用于在绳索42上涂覆护套材料的适当模具或者其他装置。供给装置58以传统方式为护套涂覆站56提供选定的聚合物材料(在示意性实例中为PU)。护套材料可以进行压模、挤压或者以其他方式涂覆到绳索42。然后成型组件优选在表面打磨站60进行处理。在示意性实例中，表面打磨站60包括至少一台使用来打毛护套44的表面46的装置。例如，依据所需的材料处理方法，打磨站60处的处理可以是干处理或者湿处理。
与图4一致的实例的更多细节可在公开的专利申请WO2003/042085中找到。该文献的教导内容通过引用结合到本描述中。
图6示意性显示了用于打毛表面46的一种装置。辊轮63包括以所需粗糙度大小对表面46进行压纹的表面图案64。在一个实例中，成型的承重元件在辊轮63和另一个具有光滑表面的辊轮(未图示)之间通过，仅使护套44的一侧具有粗糙表面46。在另一个实例中，相对的辊轮63啮合护套44的两侧以使表面46和48都被打毛。在一个实例中，辊轮63自由转动，并随着承重元件由辊轮通过，响应承重元件的运动而运动。在另一个实例中，辊轮是电机驱动以使其以受控的速率运动。多种压纹图案可以用来在粗糙表面上建造所需的表面纹理。从本描述中获益的本领域技术人员将能够选择合适的配置来满足那些具体情况的需要。
图7示意性显示了在本发明的实施例中用来打毛护套44的表面46的另一个装置。在图7的实例中，研磨垫65具有支撑在打磨站66的机构内的粗糙表面66，以使表面66至少与护套44的表面46啮合。在一个实例中，移动机构使研磨装置65以循环或者往复动作快速运动来摩擦护套44以便打毛表面46。
图8示意性显示另一个实例，其中研磨板67(例如砂纸)以适当方式支承在打磨站60中，以使其至少与表面46接触以便以所需的大小打毛该表面。
图9示意性显示了另一用来打毛表面46的装置。在本实例中，打磨垫68以适当的方式支撑使得至少相对表面46进行摩擦，以便打磨该表面直到其具有适当大小的粗糙度。
依据选择用来制造护套的具体材料和对于给定应用所需的具体表面纹理，所示的用来打毛表面46的具体装置或者多个装置可以改变。从本描述中获益的本领域技术人员将认识到对于他们的情况最起作用的装置，其可以包括本申请所描述的装置中的多个装置或其他类似功能装置的组合。
尽管图6-图9的实例显示了机械打毛技术，但另一打磨站实例60利用化学打毛工艺。图10示意性显示了用于涂覆化学制剂到表面46以获得所需的粗糙度的涂布器69。对至少表面46涂覆化学洗液用于一个实例中以便部分蚀刻表面46上的材料，一旦化学洗液被清洗之后(例如用清水)能形成粗糙表面。在另一个实例中，化学蚀刻技术至少应用在表面46上。从本描述中获益的本领域技术人员能够选择适当的化学制剂和处理时间来至少在表面46上获得所需的粗糙度，从而满足那些具体情况的需要。
在一个实例中，打磨站60还包括成型装置、尺寸检测装置和将护套材料和材料中的绳索冷却到合适温度的硬化冷水浴。打磨站成型装置优选包括迫使护套具有所需外部配置(即，矩形横截面)的刚性结构。检验装置，如公知的激光三角测量装置，决定是否已经获得所需的几何形状。
然后形成的承重元件优选存储在62，例如线轴上以装运到不同的位置以便安装到电梯系统中。承重元件40可以预先切割成特定的长度或者当安装的技术员针对具体情况选择适当数量的皮带材料时，可以以更大的数量提供。
图5示意性显示了用于将护套44施加到绳索42并打毛护套44至少一个表面的成型装置实例70。图5的实例可以用在图4示意性显示的配置中。当使用与图5实例相关的技术时，打磨站60可能不需要任何用来打毛表面46的装置。如将要描述的，在压铸过程中，在护套44施加到绳索42处建立表面粗糙度。甚至当使用图5示意性显示的技术时，在打磨站60中使用打毛装置可以实现附加的粗糙度。
图5的成型装置实例70包括具有输入侧74的成型外壳72。绳索定位装置76优选位于输入侧74。绳索定位装置76包括多个开口78，通过该开口绳索42送入到装置70内。开口78优选精确加工或者以其他方式形成以便在绳索42的外部和开口78的内部之间保持紧公差。开口78和绳索42之间具有的紧配合阻止护套材料在成型过程中回流。
成型外壳72包括一个或者更多开口79，通过该开口使用压力喷射将护套材料涂覆到绳索上。如本领域所已知，当材料适当加热时，可以使用压力喷射来成型材料，如聚氨酯。在给出本描述后，本领域技术人员能够选择适当的条件以获得所需的结果。
成型装置70包括位于成型外壳72的输出侧82的温度控制开口80。开口80优先定形为控制承重元件40的外部形状和表面。此外，开口80可受温度控制，以便在护套44的外部获得所需的效果。在一个实例中，成型外壳72内的温度高于开口80的温度。通过降低模具72出口附近的温度，出现所谓的熔裂。在本实例的熔裂过程中，护套44的表面46变得粗糙。
随着组件退出成型外壳72，相对成型外壳72内的温度降低开口80的温度有效地冷却护套44的表面。在这种冷却过程中，部分护套材料有效地凝固在开口80的内壁上，然后随组件连续通过成型机构而撕掉。这种效果在护套材料内引起或者产生波动，并阻止不是纯聚氨酯的聚氨酯原材料中的成分完全迁移到护套44的表面46。众所周知在大多数聚氨酯材料的形成过程中，富氨基化合物层形成外部。聚氨酯材料的各种添加剂包括蜡、脱模剂等等，通常迁移到外表面并形成包含添加到聚氨酯坯料中的杂质的薄层，该薄层可能少于0.1毫米。引起熔裂(例如，通过相对模具的剩余部分降低开口80的温度)允许典型的富氨基化合物层仅仅部分形成并产生粗糙度足以实现本发明实施例的目标的不规则表面46。通过熔裂引起表面46上的微小不规则可以包括量级为5微米的压痕49，该压痕足够增强某些聚氨酯材料的护套44的摩擦特性。
在另一个实例中，通过使护套44的表面材料局部蒸发，熔化或者燃烧，使用局部加热表面46来打毛表面46。图11示意性显示了至少加热表面46的选择部分以便在表面内引起所需的局部变化的精确加热源90。在一个实例中，加热源90将激光束92导向到护套表面。在另一个实例中，加热源90将电子束92导向到护套表面。
根据一个实施例，加热源90定位在图4中打磨站60内部或者前面。例如，在水浴中冷却护套材料之前使用局部加热最有利。在给出本描述后，本领域技术人员将能够选择适当的配置和适当的参数以满足他们实际情况的需要。
无论在护套形成过程中还是在聚氨酯被至少部分冷却之后打毛表面46，所形成的非光滑、非平滑表面可提供增强的牵引控制。该公开的技术可用于提供多种表面纹理。
先前的描述本质上是示范性的而不是限制性的。所公开实例的没有必然脱离本发明实质的变化和改进对于本领域技术员显而易见。授予本发明的法律保护范围仅能通过研究后续权利要求所决定。
权利要求
1.一种制造使用在电梯系统中的承重元件的方法，包括打毛基本环绕多个拉紧元件的聚合物护套的至少一个表面。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于包括以化学方法或者机械方法打毛所述表面中的至少一种。
3.根据权利要求2所述方法，其特征在于以化学方法打毛表面包括向所述一个表面涂覆化学制剂或者以化学方法蚀刻所述一个表面中的至少一种。
4.根据权利要求2所述方法，其特征在于以机械方法打毛表面包括研磨所述一个表面、摩擦所述一个表面、磨削所述一个表面或者对所述一个表面进行压纹中的至少一种。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于包括对所述一个表面进行压纹。
6.根据权利要求1所述方法，其特征在于包括将聚合物挤压到拉紧元件上并在所述挤压过程中引起熔裂。
7.根据权利要求1所述方法，其特征在于包括绕所述拉紧元件形成所述护套并且降低形成装置的温度以便由此打毛至少所述一个表面。
8.根据权利要求1所述方法，其特征在于包括在所述一个表面上建立厚度为至少大约5微米的多个压痕。
9.根据权利要求1所述方法，其特征在于包括在所述一个表面上建立非平滑纹理。
10.根据权利要求1所述方法，其特征在于包括加热所述一个表面的局部部分。
11.根据权利要求10所述方法，其特征在于所述局部加热包括在所述局部部分熔化、蒸发或者燃烧某些所述护套材料中的至少一种。
12.一种使用在电梯系统中的承重元件，包括至少一个拉紧元件；和基本环绕所述拉紧元件并在所述护套的外部具有至少一个粗糙表面的护套。
13.根据权利要求12所述的承重元件，其特征在于所述一个表面是非平滑的。
14.根据权利要求12所述的承重元件，其特征在于所述护套具有包括宽度和厚度的基本矩形的横截面，并且其中所述粗糙表面横过整个宽度延伸。
15.根据权利要求12所述的承重元件，其特征在于所述一个表面包括多个深度为至少大约2微米的压痕。
16.根据权利要求12所述的承重元件，其特征在于所述一个表面包括多个横过所述护套的宽度延伸的沟槽，在每组相邻沟槽具有所述护套的一部分，并且其中每一部分都具有所述粗糙表面。
17.根据权利要求12所述的承重元件，其特征在于所述一个表面具有基本对应于所述电梯系统的牵引盘表面的纹理。
18.根据权利要求12所述的承重元件，其特征在于所述粗糙表面包括压纹图案。
19.一种用于电梯系统中的通过以下方法制造的承重元件，所述方法包括打毛环绕至少一个拉紧元件的聚合物护套的至少一个表面。
20.根据权利要求19所述的承重元件，其特征在于包括以化学方法打毛所述一个表面。
21.根据权利要求19所述的承重元件，其特征在于所述方法包括使用在所述表面上摩擦、磨削、研磨或压纹粗糙图案中的至少一种以机械方法打毛所述一个表面。
22.根据权利要求19所述的承重元件，其特征在于所述方法包括将所述聚合物挤压到所述拉紧元件上并且在所述挤压过程中引起熔裂。
23.根据权利要求19所述的承重元件，其特征在于所述方法包括加热所述一个表面的局部部分。
24.根据权利要求23所述的承重元件，其特征在于所述局部加热包括在所述局部部分蒸发、融化或燃烧所述护套材料中的至少一种。
全文摘要
一种电梯承重元件组件包括聚合体护套(44)上的至少一粗糙表面(46)。在某一实例中，在护套挤压到拉紧元件(42)后采用机械打毛方法来打毛表面(46)。在另一个实例中，在形成过程中控制用于成型护套(44)的温度来引起熔裂并打毛表面(46)。其余的实例包括以化学方法打毛护套表面及使用局部加热来打毛表面。打毛后的护套表面改进了承重元件组件的摩擦特性。
文档编号B24B1/00GK1925951SQ200480042412
公开日2007年3月7日 申请日期2004年3月15日 优先权日2004年3月15日
发明者M·S·汤普森, W·A·弗罗尼斯, J·皮特斯, A·O·梅洛, H·J·奥东尼尔, J·P·维森, W·C·帕朗, D·E·洛冈, K·劳斯, R·菲利普斯, P·施雷纳, P·祖蒂 申请人:奥蒂斯电梯公司