用于电梯设备的线性驱动系统的制作方法

本发明的主题涉及根据权利要求1的前序部分的用于电梯设备的线性驱动系统。

背景技术：

已知具有线性马达驱动系统的不同电梯构造。例如，ep0785162a1描述了一种用于中心引导的电梯系统的线性马达，其中通过传统的相对的导轨沿井道引导电梯轿厢。在该构造中，电梯轿厢借助于永磁体线性驱动系统在竖直方向上沿井道移动。这种永磁体线性驱动系统通常包括具有永磁体的平坦的静止部件和可移动部件，所述静止部件紧固在井道壁上，所述可移动部件紧固在电梯轿厢上。

在wo0202451a1中描述了进一步的发展，其中提供了线性驱动器以推进互连到配重的电梯轿厢。如上所述，通过传统的导轨沿着井道引导轿厢。线性马达包括次级元件和初级元件，所述次级元件具有一个或多个磁体，并且初级元件具有绕组和永磁体。在电梯轿厢的行程期间，次级元件在由初级元件覆盖的区域上延伸。

ep1818305a1中示出了悬臂引导或背包式电梯设备，悬臂引导或背包式电梯设备具有线性驱动系统，该线性驱动系统具有静止部件和可移动部件，静止部件的纵向轴线沿着电梯设备的井道壁竖直布置，并且可移动部件沿着静止部件移动。电梯轿厢布置在背包构造中并且可通过线性驱动系统沿静止部件移动。静止部件具有至少两个倾斜的相互作用表面，至少两个倾斜的相互作用表面具有朝向电梯轿厢定向的表面法线。可移动部件包括至少两个单元，至少两个单元布置在电梯轿厢的后侧，使得在驱动模式期间，两个单元中的每一个沿着所述相互作用表面中的一个运动，从而移动电梯轿厢。借助于相互作用表面相对于彼此的倾斜定向导致空间引导，即三维作用引导。

在jp3181656b2中描述和说明了中心引导式无绳电梯。在该系统中，u形轭架彼此侧向间隔开并连接到相对的井道壁上。形成永磁体的刀片安装在电梯轿厢的每一侧，以侧向延伸到相关联的u形轭架的开口中。当通电时，安装在轭架内的线圈将防止永磁体和电梯轿厢在横向方向上水平移动，但不能防止其在侧向方向上的水平移动。在de202013000279u1和gb2281664a中描述了类似的线性驱动器。

先前已知的方法在技术上是复杂的，需要很多材料和电梯井道中的空间，因此成本较高。

另外，现有线性驱动器的构件通常暴露于或通向电梯井道。这种装置难以确保在电梯轿厢沿着井道的整个路径行进期间在线性驱动系统的静止部件和可移动部件之间提供足够小的气隙并始终保持足够小的气隙。气隙的任何偏差都会对线性驱动器的效率产生较大影响(效率与气隙的平方成反比)。此外，由于先前系统中的线性驱动器的构件通常暴露于电梯井道，因此它们易受诸如油、灰尘或污垢等污染物的影响，如果污染物存在于气隙内，则会妨碍驱动器的静止部件和可移动部件之间的磁通量相互作用，从而显著地降低驱动效率。现有技术的线性驱动器的另一个缺点是，它们无法有效地防止静止部件和可移动部件之间产生的磁通量偏离到电梯井道的其余部分中。杂散磁通量又将导致驱动效率降低。

如上述现有技术的概述中所描述的，每个线性驱动器特别用于非常特定的应用，这取决于电梯的装置，例如电梯轿厢是中心引导还是悬臂引导或者设备是否使用配重。以前没有公开可以整体上用于所有这些电梯构造的线性驱动器。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是通过为具有电梯轿厢的电梯设备提供线性驱动系统来解决与先前的线性驱动器相关的至少一个间题。线性驱动系统包括用于与电梯设备的井道壁对准的静止部件和沿静止部件移动的可移动部件。可移动部件可连接到电梯轿厢或配重，从而电梯轿厢或配重可通过线性驱动系统沿井道移动。静止部件成形为基本上包围可移动部件。

应当注意，这里使用的术语“基本上包围”是指静止部件以至少280°、更优选地整个360°的角度围绕或包围可移动部件。

由于静止部件被成形为基本上包围可移动部件，所以线性驱动系统的所有构件都被包封在静止部件内并且不暴露于电梯井道。通过这种装置，更容易将静止部件和可移动部件之间的公差保持为最小值，并且更具体地，确保在电梯轿厢沿着井道的整个路径行进期间在线性驱动系统的静止部件和可移动部件之间提供较小的气隙并且该较小的气隙始终保持不变。因此，驱动器的效率在行进期间是恒定的并且通过提供小于1mm的气隙，与现有技术的线性驱动器相比，驱动效率可以增加超过90％。

此外，在静止部件基本上包围可移动部件的情况下，首先线性驱动器的构件较少暴露到诸如油的污染物并且不易受诸如油的污染物影响，其次，该装置防止静止部件和可移动部件之间产生的磁通量偏离到电梯井道的其余部分中。因此，在驱动器的整个寿命期间，驱动器的效率可以保持在较高且一致的水平。

为了提供必要的磁通量相互作用以实现可移动部件相对于静止部件的运动，线性驱动系统优选地包括设置在静止部件和可移动部件中的一个上的多个永磁体和设置在静止部件和可移动部件中的另一个上的多个线圈。

在本发明的优选实施例中，磁体设置在静止部件上，而线圈设置在可移动部件上。利用这种构造，不必沿着次级部件的整个长度提供线圈和相关的电源，当安装时，所述次级部件延伸通过电梯井道的整个高度。相反，线圈和电源限于由可移动部件限定的较小的尺寸。此外，通过在静止部件上设置无源磁铁并在可移动部件上设置有源线圈，可以使用单个静止部件沿着电梯井道驱动多个独立的可移动部件。因此，该装置可用于在同一井道内独立地驱动多个电梯轿厢。

所述多个永磁体可以以相对于水平轴线的非零角度对准，并且非零角度可以是例如45°。这种对准有助于减少线性驱动系统运行时的纹波力。

在一些需要移动沉重的电梯负载的装置中，例如在无配重的电梯设备中，可能需要提供诸如钕永磁体的强磁体。

或者，对于较轻负载应用，铁氧体永磁体可能就足够了。

优选地，所述多个永磁体沿着驱动器的竖直轴线顺序地布置在所述多个非磁性元件之间。所述多个非磁性元件可以用作磁通量集中器，以进一步提高线性驱动系统的效率。

有利地，所述多个永磁体和所述多个非磁性元件的深度相同，以便形成面向线圈的一致的平坦表面。

优选地，静止部件包括包围可移动部件并具有纵向开口或槽的外壳，以便允许可移动构件连接到电梯轿厢或配重。优选地，除了槽之外的外壳以至少280°的角度包围可移动部件。

外壳可以由金属板制成，使得其随后可以形成或折叠成所需的几何形状。金属板可以是非磁性的，使得外壳可以形成磁护罩以防止或减少磁通量从外部进入电梯井道中。将磁通量保持在静止部件内也将提高线性驱动系统的效率。

可以在开口或槽附近设置一个或多个刷子或弹性元件，以防止污染物进入静止部件中。

优选地，静止部件由多个区段形成，该多个区段是相同的并且在两个端部处被倒角，以便确保在井道中安装时相邻区段容易且精确地对准。

为了在防止可移动部件在静止部件内在水平平面内移动的同时确保平滑的竖直相对运动，在可移动部件和静止部件之间设置引导机构。

尽管有许多引导机构，例如轴承、导靴、辊引导件等，但在本发明的一个优选实施例中，引导机构是设置在可移动部件的每个壁上的水平对准的滚针轴承的形式。

本发明还提供一种电梯设备，该电梯设备包括电梯轿厢、如上所述的线性驱动系统以及将线性驱动系统的可移动部件与电梯轿厢或配重互连的一个或多个桥接部。

优选地，可以在桥接部中设置一个或多个管道，以便电缆通过其中延伸至可移动部件并随后延伸至安装在可移动部件上的任何线圈。

附图说明

当根据附图考虑时，根据优选实施例的以下详细描述，本发明的上述以及其他优点对于本领域技术人员将变得显而易见，其中：

图1是根据本发明的第一实施例的具有线性驱动系统的电梯设备的局部示意侧视图。

图2是通过图1所示的线性驱动系统的剖面的平面示意图。

图3是局部示意侧视图，示出了设置在图1和2的线性驱动系统的静止部件的倒角侧壁上的多个永磁体和多个非磁性元件的顺序布置；和

图4是透视示意图，示出图1至图3的线性驱动系统的与桥接部结合的可移动部件，桥接部将可移动部件与电梯轿厢互连。

具体实施方式

根据本发明第一实施例的电梯设备1在图1中示出。传统上，设备1包括电梯轿厢6和由井道壁限定的井道2，电梯轿厢6可在井道2内竖直地移动以运送乘客和货物到达由电梯设备1服务的建筑物内的所要求的目的地楼层或平台。在本示例中，不是提供传统的导轨以在电梯轿厢6沿井道2竖直地移动时引导电梯轿厢6，而是两个线性驱动系统20布置在轿厢6的相反侧，以不仅引导轿厢6，而且还沿着井道2沿所需方向推进轿厢6。冗余是通过使用两个驱动系统20而产生的优点，但是将很容易理解同样可以使用单个驱动系统。

每个线性驱动系统20包括静止部件100(也称为支撑柱)，静止部件100平行于y方向或竖直方向延伸并且通过传统支架紧固到相邻的井道壁上。此外，每个驱动系统包括用静止部件100保持的可移动部件200(由虚线示出)。在本示例中，可移动部件200具有与电梯轿厢6的高度相对应的长度，但是本领域技术人员将容易地认识到，可以根据具体应用使用其他长度。在电梯设备1内，轿厢6通过多个桥接部300刚性地互连到每个线性驱动系统20的可移动部件200。可以同步地向每个线性驱动系统20提供可控制的电力，以便在井道内将电梯轿厢6保持在静止的竖直位置处或者沿着井道2向上或向下主动地驱动电梯轿厢6。

参考图2所示的平面示意图进一步描述线性驱动系统20。静止部件100通常限定驱动系统20的最外边界并且在其中保持可移动部件200。静止部件100包括矩形外壳102，矩形外壳102具有面向井道壁的后壁104、两个相对的侧壁108和面向电梯轿厢6的前壁106。在前壁106中形成纵向开口或槽112，以允许桥接部300通过。在桥接部300通过之后，提供一个或多个刷子或弹性元件114以闭合开口或槽122。在静止部件100内，多个永磁体116连接到相对的侧壁108的内表面。

优选地，外壳102可以由金属板制成，该金属板随后可以形成或折叠成所需的几何形状。尽管本实例中的静止部件100由于外壳102而形成为矩形形状，但是很容易理解，只要它基本上包围可移动部件200，它可以具有各种形状中的任何形状。

此外，金属板可以是非磁性的，使得外壳102可以形成磁护罩以防止或减少磁通量从外部进入电梯井道2中。保持静止部件100内的磁通量也将提高线性驱动系统20的效率。

线性驱动系统20的可移动部件200被容纳在静止部件100内，并且被静止部件100保持在水平平面xz中并防止在水平平面xz中移动。可移动部件200具有主体202，多个线圈204嵌入主体202中。所述多个线圈204布置在主体202的相反侧上，以便通过气隙g面对静止部件100上的对应的所述多个永磁体116。可控制的电力可以提供给所述多个线圈204，以便产生电磁通量，该电磁通量又与来自所述多个永磁体116的通量相互作用，以产生推力使得可移动部件200从而和电梯轿厢6能够相对于静止部件100竖直运动。为了提高线性驱动系统20的效率，气隙g应尽可能小并且优选地小于1mm。

优选地，如图3的侧视图所示，静止部件100由多个区段100′形成，该多个区段100′是相同的且在任一个端部处被倒角，以确保相邻区段100′在被安装于井道2中期间容易且精确地对准。此外，所述多个永磁体116沿着相对侧壁108的竖直轴线y顺序布置在多个非磁性元件118之间。所述多个非磁性元件118可以用作磁通量集中器以进一步提高线性驱动系统20的效率。有利地，所述多个永磁体116和所述多个非磁性元件118的深度相同，以便形成面向可移动部件200的一致的平坦表面。此外，为了减小线性驱动系统20运行时的波纹力，所述多个永磁体116的极轴可以以相对于水平轴线x的非零角度α对准，并且非零角度α可以是例如45°。优选地，如图所示，该角度α与在每个静止区段100′的端部处限定倒角的角度α相同。在本示例中，存在三对永磁体116和非磁性元件118。有利的是，沿着静止区段100′的整个长度提供多对磁体116和非磁性元件，使得在安装相邻区段100’时，在由区段100′最终形成的静止部件100的整个竖直高度上保持正确的磁性顺序。

图4是局部透视示意图，示出图1至图3的线性驱动系统20的与桥接部300结合的可移动部件200，桥接部300将可移动部件200与电梯轿厢6互连。如前所述，所述多个线圈204嵌入可移动部件200的主体202的侧壁中，以便通过气隙g面对静止部件100的所述多个永磁体116。桥接部300固定到主体202的前壁并从主体202的前壁延伸，延伸穿过静止部件100中的纵向开口或槽112并且刚性地连接到电梯轿厢6，使得可移动部件200相对于静止部件100的竖直移动导致轿厢6沿井道2的相应的竖直运动。优选地，可以在桥接部300中设置一个或多个管道302，以便使电缆穿过其中延伸到主体202并随后延伸到所述多个线圈204上。

为了在防止可移动部件200在静止部件100内在水平平面x-z内移动的同时确保平滑的竖直相对运动，在可移动部件200和静止部件100之间设置引导机构。在本示例中，引导机构是在主体202的每个壁上设置的水平对准的滚针轴承206的形式。在主体202的侧壁上的滚针轴承206位于所述多个线圈204之间，以便接合由多个永磁体116和多个非磁性元件118在静止部件100的侧壁108上交替排列(如上关于图3所述)所形成的一致的平坦表面。以这种方式，不仅滚针轴承206防止可移动部件200在横向方向z上移动，而且还确保较小的气隙g可以设置在所述多个线圈204和所述多个永磁体116之间并且在可移动部件200相对于静止部件100竖直行进期间保持一致。类似地，设置在主体202的前壁和后壁上的滚针轴承206防止可移动部件200相对于静止部件100在侧向方向x上移动。

在图1所示的电梯设备1运行时，可控制的电力可以同步地提供给每个线性驱动系统20，以便将自行式电梯轿厢6保持在井道内的静止竖直位置处或者沿井道2向上或向下主动地驱动电梯轿厢6。

此外，尽管没有具体示出，但是应当理解，该装置可以用于在同一井道内独立地驱动多个电梯轿厢。

另外，本发明可用于电梯设备，借此驱动系统20的可移动部件200可通过一个或多个桥接部300与电梯轿厢6或配重互连，以实现电梯的行进。

驱动系统20的静止部件100可以独立于任何传统的导轨安装，或者如图1所示，可以用作传统导轨的替代品，无论传统导轨是轿厢导轨还是配重导轨。

特别地，应当理解，无论电梯轿厢是中心引导式电梯轿厢还是悬臂引导式电梯轿厢或者设备是否使用配重，根据本发明的线性驱动系统20都可以整个应用于所有电梯构造。以前没有公开可以整个用于所有这些电梯构造的线性驱动器。

在前面的描述中，驱动器的基本有源构件，即线圈，设置在可移动部件上，而无源磁体设置在静止部件上。应当理解，也可以应用相反的构造。

根据本发明的耐久的线性驱动系统和相应的电梯设备节省在井道的投影中的空间。

可以根据需要将不同形式的实施例的各个元件和方面彼此组合。