悬挂装置及其在电梯设备中的用途以及方法与流程

本发明涉及一种悬挂装置，用于固定制动器和至少一个吊具并用于测量载荷。本发明还涉及一种配备有这种悬挂装置的电梯设备。本发明还涉及一种用于测量作用到电梯轿厢上的载荷的方法和一种用于响应于电梯轿厢中的载荷变化来调整由驱动装置施加到电梯轿厢上的力的方法，以及涉及一种在应用这里介绍的悬挂装置情况下、通过测量载荷变化来检测吊具松弛的方法。

背景技术：

1、在电梯设备中，电梯轿厢通常在竖直的电梯竖井内在不同的楼层之间移动。在此，电梯轿厢的行驶利用驱动装置来实现，驱动装置例如作用于保持电梯轿厢的吊具、例如绳索或皮带。电梯轿厢在移动时通常由导轨引导。为了使电梯轿厢在期望的楼层停住，移位运动通过相应操控驱动装置得到制动。

2、当人员踏上或离开驻停在楼层上的电梯轿厢时，由此引起的载荷变化会使电梯轿厢的行驶重量、特别是电梯轿厢的起动受到妨碍，从而降低乘客的运行舒适度。在此，特别可能出现的问题是，在驻停期间轿厢内的载荷变化导致：当随后释放制动器时，由于轿厢载荷变化而使轿厢发生突然的位置变化。

3、已经介绍了能够测量作用到电梯轿厢上的载荷的方法。例如，ep1278694b1介绍了一种用于具有集成的载荷测量装置的绳索曳引电梯的载荷接收机构。在ep0151949a2中介绍了一种用于电梯轿厢的替代的载荷测量装置。在us6,483,047b1中介绍了一种制动载荷测量系统，其中，载荷测量单元与制动器相配合。

技术实现思路

1、主要会需要一种悬挂装置，其有利地实现了电梯轿厢的制动并且还被设计用于，能够测量电梯轿厢中发生的载荷变化并检测吊具的意外状态、特别是检测吊具松弛。此外，需要配备有这种悬挂装置的电梯设备。此外，会需要一种用于测量作用到电梯轿厢上的载荷的有利的方法。此外，需要一种用以响应于电梯轿厢中的载荷变化来调整由驱动装置施加到电梯轿厢上的力的有利的方法。最后，需要一种通过测量载荷变化来检测吊具松弛的有利方法。

2、这种需要通过根据独立权利要求的悬挂装置、电梯设备、用于测量作用到电梯轿厢上的载荷的方法、用于调整待由驱动装置施加到电梯轿厢上的力的方法、以及通过用于检测吊具松弛的方法来满足。

3、根据本发明，提供了一种悬挂装置，其允许至少一个制动器和至少一个吊具固定在电梯轿厢上。于是按照简单的方式并且与两个独立的悬挂装置相比，以减少的装配工作量实现了将至少一个制动器和至少一个吊具固定在轿厢上。

4、根据本发明，悬挂装置具有至少一个用于相对于电梯设备的固定的部件制动电梯轿厢的制动器，用以固定制动器和至少一个吊具以及用于测量载荷。此外，悬挂装置具有用于将至少一个制动器保持在电梯轿厢上的制动器保持结构。悬挂装置还具有用于将吊具保持在电梯轿厢上的吊具保持结构。吊具被设计用于将电梯轿厢与电梯设备的对重连接。制动器保持结构被以如下方式构造，使得制动器能够借助制动器保持结构以如下方式保持在电梯轿厢上，从而使制动器保持结构能够主要沿由制动器产生的力方向相对于电梯轿厢发生变形。吊具保持结构被配置用于，使得吊具能够借助吊具保持结构被以如下方式保持在电梯轿厢上，从而使吊具保持结构能够主要沿由吊具产生的力方向相对于电梯轿厢发生变形。

5、在悬挂装置的优选实施方式中，悬挂装置还具有载荷测量装置。载荷测量装置被以如下方式布置，使得能够由载荷测量装置测量由于吊具和/或制动器的变形而产生的力作用。

6、总之，这里提出的悬挂装置的基本概念可以被看作是通过单个装置实现四种功能，即电梯轿厢的制动器的固定、吊具在电梯轿厢上的固定、在电梯轿厢中起作用的载荷变化的测量以及对吊具松弛的确定。为此，悬挂装置主要由两部分构成。第一部分包括制动器和制动器保持结构。制动器被设计用于，在电梯轿厢和电梯设备的固定的部件(例如导轨)之间产生力。这些力克服电梯轿厢的运动或其重力地起作用，以便使设有制动器的电梯轿厢在其运动方面刹住和/或固定不动地保持在固定的部件上。制动器保持结构设计用于将制动器安装在电梯轿厢上。

7、悬挂装置的第二部分包括吊具保持结构。吊具保持结构被设计成将吊具安装在电梯轿厢上。

8、在此，悬挂装置的两个部分被以如下方式设计，使得这两个部分能够在由相应的元件(制动器、吊具)产生的力方向上发生变形。这使得可以测量相对于轿厢上的固定点的变形。替代地，可以测量相对于彼此的变形。于是，由悬挂装置和/或制动器引起的力作用可以得到测量。

9、在一个实施方式中，悬挂装置被设计成，使得载荷测量装置被以如下方式布置，从而借助载荷测量装置可以测量由于吊具和制动器的相对移位产生的力作用，于是可以利用载荷测量装置能够测量两个作用于悬挂装置的主导的力的叠加变形。于是实现了，利用唯一的载荷测量装置来测量对于电梯设备的控制关键的力作用。这实现了相对简单且成本低廉的多功能的悬挂装置。通过对叠加的变形测量的相应评估以及通过电梯设备应该处于其运行点上的控制器的信息来推断出各个变形。因此可以从叠加的测量信号计算出吊具的力作用和制动器的力作用，该测量信号既包含吊具的力作用也包含制动器的力作用。

10、在上下文中介绍的悬挂装置的优选实施方式中，载荷测量装置布置在制动器保持结构和吊具保持结构之间。

11、于是，能够以简单的方式提供悬挂装置，这种悬挂装置利用载荷测量装置使吊具的力作用和制动器的力作用能够得到测量。

12、制动器保持结构和吊具保持结构被以如下方式设计，使得所述制动器保持结构和吊具保持结构有针对性地、而非绝对静止地固定在电梯轿厢上，而是能够相对于电梯轿厢至少略微移动，特别是在所产生的力的方向、即通常在电梯轿厢当其行程期间移动的方向或与之相反的方向上至少略微移动。

13、因此，载荷测量装置通过制动器保持结构或吊具保持结构与制动器或悬挂装置有效连接。由此，这些元件之一相对于电梯轿厢的运动可以由载荷测量装置来测量。特别地，可以测量这些元件彼此之间的相对运动的总和。因此，载荷测量装置可以测量特别是在运动方向上、也就是通常在竖直方向上作用到电梯轿厢上的力。特别是载荷变化和悬挂装置的张力变化可以借助载荷测量装置来确定。

14、在上下文中介绍的悬挂装置的优选实施方式中，吊具保持结构和制动器保持结构分别以可弹性变形的方式布置在位置固定地安装在电梯轿厢上的腹板结构上。

15、在该实施方式中，吊具保持结构和制动器保持结构不仅通过将其连接的载荷测量装置有效地相互连接，而且还附加地连接到腹板结构。在此，腹板结构位置固定地紧固在电梯轿厢上。该腹板结构应该以如下方式配置，使得在制动器保持结构和吊具保持结构之间起作用的力的主要部分不作用到载荷测量装置上而是作用到腹板结构上。特别地，腹板结构应该以如下方式配置，使得例如在载荷测量装置发生故障的情况下，在制动器保持结构和电梯轿厢之间以及在吊具保持结构和电梯轿厢之间起作用的所有力可以仅通过腹板结构传递，而不会破坏腹板结构。

16、因此，借助于载荷测量装置，作用到电梯轿厢上的力可以非常精确和可重现地测量，尽管电梯轿厢的设计在机械上相对较弱。

17、在上下文中介绍的悬挂装置的优选实施方式中，制动器保持结构和吊具保持结构以如下方式布置、设定尺寸和构造，使得制动器保持结构和吊具保持结构几乎在正常运行中传递到制动器保持结构和吊具保持结构上的力的作用下主要仅发生弹性变形。

18、换言之，制动器保持结构和吊具保持结构能够以如下方式布置、确定尺寸和构造，使得所述制动器保持结构和吊具保持结构仅在通常在电梯设备的正常运行中出现的力的情况下，仅发生弹性变形，此时，电梯轿厢例如应当驻停在楼层上。

19、为此，可以适当地选择几个不同的影响变量。例如，吊具保持结构和/或制动器保持结构的空间结构、即特别是吊具保持结构和/或制动器保持结构的位置、定向和/或延伸方向可以影响到其机械载荷能力和/或其弹性变形能力。此外，相应的保持结构的尺寸设定、即特别是保持结构的横截面、宽度、长度、高度等可以影响到保持结构的载荷能力和/或弹性变形能力。此外，其他配置参数、例如使用的材料、在生产过程中执行的加工等可以影响到保持结构的载荷能力和/或弹性变形能力。可以适当地选择所有这些参数，以便使保持结构例如根据电梯轿厢的特性(例如其重量和标称载荷)和/或根据对整个电梯设备的要求(例如涉及安全要求的制动过程)被以如下方式配置，使得在电梯设备的正常运行中，作用于电梯设备的力分别仅以弹性变形而非塑性变形做出反应。

20、通过在正常运行中吊具保持结构和制动器保持结构相对于腹板结构仅弹性地变形，按比例传递到载荷测量装置上的力可以始终是主要正比于在制动器保持结构和吊具保持结构与电梯轿厢之间作用的总力的力。

21、在上下文中介绍的悬挂装置的优选实施方式中，制动器保持结构和吊具保持结构被以如下方式布置、设定尺寸和构造，使得在正常运行中制动器保持结构和吊具保持结构在有力传递到制动器保持结构和吊具保持结构上时，以如下方式变形，使得制动器保持结构和吊具保持结构以小于2mm、特别优选小于1mm的距离彼此靠近和/或彼此远离地移动。

22、换句话说，吊具保持结构和制动器保持结构应该能够在制动或加速过程期间相对于电梯轿厢略微移动。然而，该相对运动的范围应由相应保持结构的具体选择的构造而被以如下的程度限制，即在正常情况下不发生例如超过1mm的相对运动。这使得两个保持结构相对于彼此的运动的相对运动小于2mm。对于许多应用，甚至会有利的是，保持结构通常仅允许相对于轿厢的相对运动小于0.5mm。也就是说，对于保持结构彼此的相对运动发生1mm的最大运动。

23、在一个实施方式中，腹板结构主要与吊具或制动器的力作用平行地布置。在该实施方式中，至少一部分保持结构优选主要与对吊具或制动器的力作用方向垂直地布置，即保持结构的该部分主要垂直于腹板结构地布置。

24、在上下文中介绍的悬挂装置的优选实施方式中，制动器保持结构、吊具保持结构和腹板结构一体地由共同的、经冲裁的板材部件构成。

25、例如，制动器保持结构、吊具保持结构和腹板结构可以与共同的、经冲裁的板材部件一体地构造。

26、换言之，单个构件可以形成制动器保持结构、吊具保持结构和腹板结构。

27、在此，整个构件可以容易地制造并且可以例如通过特别是在板材的厚度和板材的材料方面合适地选择所使用的板材而适配于要承受的和要传递的力。

28、通过这种构件的所有区域的一体式设计，例如可以避免：在薄弱点(其在多部分构件中会在各个构件之间的过渡处出现)发生磨损增加的情况。因此，一体式构件也可以长期承受重复出现的机械载荷。

29、在此，在一体式构件中，可以实现如下可能性，即，使该构件牢固地布置在电梯轿厢上。特别地，例如，可以在腹板结构上提供孔，通过这些孔，可以将构件用螺钉固定到电梯轿厢上。在上下文中介绍的悬挂装置的优选实施方式中，载荷测量装置包括力传递元件。载荷测量装置固定在制动器保持结构上。力传递元件与吊具保持结构连接。力传递元件作用到载荷测量装置的应变片上。

30、要用于本发明目的的应变片实现了载荷测量装置的非常稳定的设计。此外，应变片可以非常精确和可重现地测量作用力。

31、在上下文中介绍的悬挂装置的优选实施方式中，载荷测量装置被构造用于产生反映作用到力传递元件上的力的电信号。

32、例如，载荷测量装置可以具有传感器件，该传感器件可以监测物理参数，这些物理参数能够推断出作用到力传递元件上的力。根据监测到的物理参数，传感器可以生成电信号。这样的电信号能够以简单的方式被转发，并且例如被转交给电梯设备的控制器或外部监测装置。例如，电信号能够以如下方式简单地处理，使得不同的力作用、即吊具的力作用和制动器的力作用彼此分开并且与相应的力作用相对应。基于这些信号，然后可以推断出作用到电梯轿厢上的力。例如，电梯设备的控制器由此可以被告知：当前在电梯轿厢中存在什么样的标称载荷。此外，特别是还可以通知电梯控制器的情况是：力发生改变，从而能够推断出吊具发生松弛。

33、在上下文中介绍的悬挂装置的优选实施方式中，制动器被设计为驻停制动器以在驻停期间克服电梯轿厢的重量而位置固定地保持电梯轿厢。制动器优选作为补充地也设计为防坠制动器，以在紧急情况下、特别是在自由下落的情况下，刹停电梯轿厢。悬挂装置可以特别是在制动器保持结构中具有两个制动器。换句话说，制动器至少应以如下方式的设计，使得借助制动器，使电梯轿厢能够固定地保持在电梯设备的与制动器相配合的固定的部件上、也就是例如固定地保持在导轨上，而同时电梯轿厢例如停在楼层上。作为这样的驻停制动器，其可以避免电梯轿厢由于载荷变化而移动。

34、另外还会有利的是，将制动器设计得更有载荷承受能力，使得制动器也可以用作防坠制动器。在这种情况下，制动器应被设计用于，能够在电梯轿厢和固定的部件之间产生非常大的力，以便能够在短距离内、例如即使所有的固定电梯轿厢的吊具都可能撕裂的情况下，仍将电梯轿厢制动到静止状态。为了能够将在这种防坠制动中短暂出现的非常大的力从制动器可靠地传递到电梯轿厢，必须相应地设计悬挂装置。特别地，悬挂装置必须构造得足够稳定，以便在很大的力下不发生断裂，由此，塑性变形是可以允许的。

35、在一个优选实施方式中，制动器保持结构具有用于两个制动器的位置，使得悬挂装置可以配备两个制动器。第二制动器可以快速提供防坠所需的很大的力。

36、在应用根据上述实施方式的悬挂装置的情况下，在根据本发明的第二方面的实施方式的电梯设备中，其上保持有悬挂装置的电梯轿厢能够以其制动器可靠地例如与导轨相配合，以便使电梯轿厢刹停。

37、在优选的实施方式中，如在上下文中介绍的电梯设备具有电梯轿厢、导轨和悬挂装置，如上下文所介绍那样。电梯轿厢可以沿导轨移动。悬挂装置保持在电梯轿厢上。制动器用于与导轨相配合，以对电梯轿厢进行制动。

38、在电梯设备的优选实施方式中，如上下文所介绍那样，悬挂装置布置在电梯轿厢的下半部中。

39、已经证明有利的是，对于作用到电梯轿厢上的力、特别是通过吊具引导至电梯轿厢的力而言，将悬挂装置布置在电梯轿厢的下半部中。

40、作为补充，可以在根据本发明的第三方面的实施方式的方法的范围内，将悬挂装置用于能够测量作用到电梯轿厢上的当前载荷。特别是，可以测量临时的载荷变化。

41、在用于测量作用到电梯轿厢上的载荷的方法的优选实施方式中，该方法包括：

42、在电梯轿厢停驶期间，激活保持在电梯轿厢上的悬挂装置的至少一个制动器，如上下文所介绍的那样；

43、借助悬挂装置的载荷测量装置，测量作用到电梯轿厢上的载荷。

44、例如，为此，当电梯轿厢在楼层上接近静止时，悬挂装置的制动器可以被激活。在此，制动器例如可以仅在电梯轿厢已经通过对驱动装置的适当操控而停在楼层上之后才被激活。替代地，制动器可被用于主动将电梯轿厢的运动制动至停止，其中，制动器然后可在停止期间保持激活状态。

45、通过激活的制动器可以防止：电梯轿厢在楼层驻停期间、例如当乘客上下梯时发生移动。然而，乘客上梯或下梯会导致电梯轿厢中的载荷发生变化。当使用这里介绍的悬挂装置时，其载荷测量装置可用于确定这种载荷变化。这尤其可以用于能够识别电梯轿厢的过量装载，进而识别出过载。

46、替代地或作为补充地，根据本发明的第四方面的实施方式，轿厢中的载荷变化可以使用所述方法来测量，并且可以将在此所获得的信息用于以如下方式调整由驱动装置施加到电梯轿厢上的力，从而补偿测量到的载荷变化。

47、根据响应于电梯轿厢中的载荷变化而调整由驱动装置施加到电梯轿厢上的力的方法的优选实施方式，如上下文所介绍那样，其中，所述方法包括：

48、借助根据本发明的第三方面所述的方法测量载荷变化，如上下文所介绍那样；

49、调整由驱动装置施加到电梯轿厢上的力，使得测量到的载荷变化得到补偿。

50、换句话说，首先借助载荷测量装置可以测量电梯轿厢由于乘客上下梯而变得更重或更轻的程度。如果不采取适当的应对措施，载荷变化会导致：电梯轿厢在随后松开驻停制动器时突然下沉或上窜，因为对电梯轿厢加以保持的弹性的吊具随着载荷变化而变长或变短。利用该方法可以测量电梯轿厢中的载荷变化，从而可以相应地操控驱动装置，以便在松开驻停制动器之前就已经能够适当地对作用到悬挂装置上的力进行适配。于是，防止电梯轿厢在松开驻停制动器后下沉或上窜。所介绍的过程也被称为英语术语“pretorquing(预加载)”。

51、在该方法的优选实施方式中，在出现载荷变化之前，由载荷测量装置测得的力作为基准力被测量。施加到电梯轿厢上的力在制动器激活之后并且在电梯轿厢中的载荷变化已经发生之后，以如下方式进行调整，使得由载荷测量装置测量到相当于基准力的力。

52、于是，不一定需要对由载荷变化引起的力进行绝对测量。可以确定用于调整扭矩的控制信号，该扭矩取而代之地仅通过连续增加扭矩或改变扭矩来调整。同时，可以监测载荷测量装置测量到的当前力的变化情况。如果该力相当于最初确定的基准值，则这意味着由驱动装置产生的扭矩被调整到适当程度。

53、根据本发明的第五方面的实施方式，可以检测吊具松弛，该方法包括：

54、借助根据本发明的第二方面的方法来测量载荷变化，如在上下文中介绍的那样；

55、确定大于预先给定的极限值的载荷变化。

56、如果吊具松弛，则悬挂装置不再沿吊具的方向预张紧。因此，由悬挂装置测量的载荷突然非常强烈地变化。如果载荷变化超过某个极限值或发生在电梯设备运行过程中的一定的时间点上，则可以推知，这种载荷变化是由吊具张力的变化引起的，在极端情况下，由于吊具完全松弛而不是乘客登梯或下梯引起的。还可以检测吊具随时间发生的缓慢松弛。

57、在根据本发明的第五方面的方法的优选实施方式中，载荷变化当驻停在楼层上之后并且主要在即将出发之前被测量。当载荷变化超过预定极限值的情况下，至少一个制动器以防坠模式运行。

58、因此可以确保的是，即使在接近下一层之前绳索松弛，电梯设备也被转换到安全的运行模式。在检测到吊具松弛后，电梯设备通过激活制动器立即转换到防坠模式。

59、另外，所述装置和方法如前后文介绍的那样，可以保证轿厢内不再有维修人员。于是，例如在从正常运行切换到维护操作之前，可以测量轿厢重量，并且然后可以将该数值接下来在切换回正常运行之前与维护工作之后测量的数值进行比较。如果存在偏差，可以阻止切换回正常运行。这对于没有顶部空间的电梯设备尤其有利。与轿厢地板中的传统载荷测量(只有当人的重量在轿厢地板上加载时才检测到有人)相比，在轿厢的制动器上进行的载荷测量如上下文介绍地允许这样的使用。

60、需要指出的是，本发明的一些可行的特征和优点在此参考一方面是悬挂装置本身以及另一方面是配备有该悬挂装置的电梯设备的不同的实施方式和悬挂装置在上下文中介绍的方法中的与之相关的用途来介绍。本领域技术人员知晓的是，能够以合适的方式组合、适配或交换这些特征，以便得到本发明的其他实施方式。