专利名称：电梯卷绕机的制动装置及使用该装置的电梯的制作方法
技术领域：
本发明涉及电梯卷绕机的制动装置和使用该装置的电梯，特别是涉及一种其制动部件弹性地支承在转动方向上的电梯卷绕机的制动装置和使用该装置的电梯。
在电梯中，轿厢和平衡块通常通过一根缆绳吊在马达驱动的卷绕机的绞缆轮上，所述缆绳的一端与轿厢相连，另一端与平衡块相连。当电梯不动时，制动装置被启用，由轿厢与平衡块之间的重量差所产生的不平衡转矩被制动装置所吸收。如果在这种条件下制动装置释放，电梯启动，则不平衡力矩产生一起动振动。
为了减小电梯启动时的起动振动，通常的方法中，马达先产生一与制动装置产生的制动转矩(不平衡转矩)对应的转矩(起动平衡转矩)，然后再释放制动装置。
为了实现上述的起动补偿，必须检测出电梯不动时相应于不平衡转矩的制动转矩。
在通常的检测制动转矩的方法中，制动装置的制动部件通过一弹性中介体被支承，测出制动部件在其转动方向上的位移。(日本未审查专利，公开号57-1180)。
在如上述构造的电梯卷绕机的制动装置中，如果为了提高制动力矩的探测精度而采用较小弹性系数的弹性体，只要很小的制动力矩就会产生较大的变形，从而使制动部件转动预定的角度。
然而，当电梯轿厢载有许多乘客几乎达到乘载限额，需要一个大的制动力矩时，弹性体产生大的变形，使得制动部件碰到止动器，此时产生的振动会惊动轿厢中的乘客。
另一方面，如弹性体的弹性系数取得很大以防止制动部件与止动器的碰撞，制动力矩的探测精度就下降，从而起动补偿就不能很好地起作用。
本发明的目的在于提供一电梯卷绕机的制动装置，该制动装置不会使轿厢中的乘客受到震动，且可提高制动转矩的检测精度。
本发明的另一个目的在于提供一具有较高可靠性的电梯卷绕机的制动装置。
按照本发明，在电梯的卷绕机的制动装置中，通过制动部件与连到卷绕机的转轴上的转动体的啮合或脱开，产生或不产生制动力。制动部件通过至少一个具有非线性特性的弹性体被支承在一固定部件上。该弹性体包括一较小弹性系数的第一范围和一较大弹性系数的第二范围。当卷绕机不转时，位移检测装置在弹性体的第一弹性范围内检测由不平衡转矩产生的制动部件的转动位移。
此外，按照本发明的一种变化的型式，当卷绕机工作时，位移检测装置在弹性体的第一和第二范围内检测由转矩产生的制动部件的位移。
由于第一范围的弹性系数小，一个很小的制动力矩就可以在第一范围内使弹性体产生一个大的变形。这就保证了较高的制动力矩的检测精度。由于第二范围的弹性系数大，在制动过程中，弹性体的变形不会很快增加，这样，即使有许多乘客使轿厢几乎挤满、制动力矩需要增加时，制动部件也不会碰到止动器。
当卷绕机转动时，弹性体一般在第一范围内变形。但当工作不正常时，会产生超过正常工作条件下的转矩。在这种情况下，弹性体就在第二范围中变形。这种异常情况可以由用于在弹性体的第一和第二范围内检测制动部件位移的位移检测装置测出。
图1为本发明电梯卷绕机制动装置的结构示意图;
图2为本发明电梯卷绕机制动装置一个实施例的正视图;
图3为沿图2Ⅲ-Ⅲ线的剖面图;
图4为图3的局部放大图;
图5的特性图显示了制动装置中转动位移与弹性力之间的关系;
图6的操作图显示了图1电梯的操作条件;
图7为本发明电梯卷绕机制动装置的另一个实施例的正视图;
图8为沿图7中Ⅷ-Ⅷ线的剖面图。
现参照图1到图4对本发明的一个实施例进行描述。缆绳3一端与轿厢1相连，另一端与平衡块2相连，该缆绳在卷绕机4的绞缆轮5上，卷绕机4有一驱动马达6，一减速器7和一上面提到的绞缆轮5。制动装置9与减速器7的转动轴8相连。如图3和图4所示，制动装置9有一基块10，基块10固定在减速器7的箱体上，转动轴8延伸通过基块10。该基块10有一圆柱形管部分10T，转动轴8在该处延伸通过基块，在圆柱形管部分10T上有一通过位于圆柱形管部分10T的外表面的轴承11，与所述转动轴8同轴地被支承在圆柱形管部分10T之上、形成一制动部件的第一振动盘12。转动盘13设置在与第一振动盘12的轴向外端面12E相邻处。盘13设置在花键15上，花键15在轴套14的外周表面上形成，轴套14固定在转动轴8的端部，这样盘13只能在轴向移动，盘13的两个面上均有镶衬16。一第二振动盘17设置在与盘13轴向外端面的相邻处，从而盘13可以紧压住第一和第二振动盘12和17。第二振动盘17由磁性材料制成，可以被电磁铁18拉离盘13，电磁铁18包括相互毗邻的电磁线圈18A和一轭铁18B，盘17可以被设置在盘17和轭铁18B之间的制动弹簧19的力压向盘13。第二振动盘17和有电磁线圈18的轭铁18B被支承在导销20上，以便第二振动盘17可沿轴向自由移动。导销20的一端穿过第一振动盘12并在那里啮合，另一端穿过轭铁18B与螺母21啮合。通过调节螺母21的紧固位置，可以调节第一振动盘12与第二振动盘17之间的距离。
第一振动盘12的直径大于振动盘12的直径且具有三个孔洞，每个孔洞包括一个大直的啮合孔22和一个小直径的止动器孔23，这两个孔的轴线完全一致且与轴8的轴线平行延伸。止动器孔23开向基块10的表面。固定销24各自从基块10的端表面与轴8的轴线平行延伸进入第一振动盘12的啮合孔22中。每个啮合销24具有一较小直径的承接部分24A位于啮合孔22中，和一较小直径的螺纹部分24B位于销的端部。如图2所示，在啮合销24之一的小直径的承接部分24A上，有一第一橡胶环25固定其上，且第一橡胶环25的外径基本上等于啮合孔22的内径。垫圈(座)27A和27B的直径大于止动器孔23的直径，也设置于小直径的承接部分24A上，且第一橡胶环设置在垫圈27A和27B之间。在其它两个啮合销24的小直径的承接部分24A上设置有第二橡胶环26，在第二橡胶环26与啮合孔22之间留有G1的空隙。直径大于止动器孔23的垫圈27A和27B设置于小直径的承接部分24A上，且第二橡胶环26位于垫圈27A和27B之间，如图4所示。三个啮合销24都穿过止动器孔23且在孔23和啮合销24之间留有空隙G2，第二橡胶环26与啮合孔22之间的空隙G1小于空隙G2。啮合销24上的螺纹部分24B各自与螺母24N啮合，以防止第一橡胶环25和第二橡胶环26的轴向移动。第一橡胶环25的弹性系数小于橡胶环26的弹性系数，先是第一橡胶环25弹性支撑制动部件(第一振动盘12和第二振动盘17)，然后，第二橡胶环26与第一橡胶环25一起共同弹性地支撑制动部件。
此外，第一振动盘12在其底部有一第一突起部28，在其顶部具有一第二突起部29。突起部28设置在沿第一振动盘12的圆周方向互相相对的第一微动开关30(30A与30B)之间，第二微动开关在第一振动盘12的圆周方向上与第二突起部29相对。微动开关30和31安装在固定部件上(未画出)。第一和第二微动开关30和31产生的探测信号被反馈到控制单元32以控制驱动马达6的动作。第一微动开关部分30的微动开关30A和30B设置在突起部28的转动方向的两边。当第一振动盘12位于设定位置时，也就是说当第一橡胶环25没有变形时，两个微动开关30A与30B对称地位于突起部28两边。单个的第二微动开关31可以在转动方向上与突起部29的槽相啮合。微动开关与突起部28和29之间适当留有间隙，以便在第一橡胶环25开始变形后微动开关30A和30B启动，在第二橡胶环26开始变形后第二微动开关31被启动。
制动装置的工作过程描述如下当卷绕机4停止转动时，供给电磁线圈18A的电被切断，在制动弹簧19的压力作用下，第二振动盘17将盘13压向振动盘12。作用于第二振动盘17的压力阻止盘13的转动而使绞缆轮5保持静止。当绞缆轮5的转动被制动装置制动时，如果轿厢1的重量等于平衡块2的重量，第一橡胶环25不变形，自然地，第一振动盘12不转动。所以，第一微动开关不启动。
然而，如果轿厢1的重量因乘客的进出而不等于平衡块2的重量，不平衡的转矩作用在绞缆轮5上，从而引起第一振动盘12通过转轴8的中介而转动，盘13也转动，因而引起第一橡胶环25的变形。如果两个重量的重量差较小，这个差值可以单靠第一橡胶环25来支承。然而，如果这个差值较大，第一振动盘12进一步转动且第一橡胶环25进一步变形，使得第二橡胶环26与啮合孔22之间的空隙减小到零，从而第二橡胶环26开始变形。图5中的P1指出了第二橡胶环26开始变形的点。如果第一振动盘12的转动增加，止动器孔23的内表面接触到啮合销24，从而使盘12的进一步转动得以被阻止。图5中的P2是止动器孔23接触到啮合销24的点。
在图5中，微动开关30的启动点θ1位于点O与点P1之间。第二微动开关的启动点θ2位于点P1和点P2之间。在点θ1和θ2处的弹性力F1和F2对应于制动转矩。
电梯操作条件和制动装置之间的关系参照图1和图6解释如下。
当轿厢1停下来时，如果轿厢1比平衡块2重，一个逆时针的转矩作用在制动装置9上，盘12被转动，从而第一橡胶环25变形且第一微动开关30B开启。如果在这种情况下，发出了电梯启动的命令，控制单元32就开始起动补偿，当制动装置9启动时，驱动马达6产生一顺时针马达转矩来削弱制动转矩。当制动装置9的转动位移达到如图5所示的θ1时，微动开关30关闭，如果转动位移减小到小于θ1则控制单元32维持当达到θ1时所产生的马达转矩的程度。此外，第一微动开关30的位移检测回路被切断。
如果此时轿厢1被乘客震动，制动装置9被震动使得制动力矩改变，第一微动开关不启动。所以，驱动马达6维持起动补偿力矩于固定水平。
当平衡块2重于轿厢1时，与上述类似的动作由微动开关30A执行。
另一方面，第二微动开关31并不用于产生起动补偿信号，而是当轿厢1运动时可以启动。此外，第二微动开关31只响应长于一预定时间的输入信号而产生输出信号。如果制动装置9发生不正常情况，也就是，例如如果第二振动盘17和导销20互相卡住或第二振动盘17因位于其间的异物而与电磁铁18处于半吸引状态，则微动开关可以检测出这些异常情况且运动中的轿厢按照微动开关31的输出信号而停下来。当轿厢运动时，如果第二振动盘17与电线磁圈18处于半吸引状态且与盘13接触，则盘13与17之间的摩擦力形成制动力矩，从而制动装置9产生转动位移，第一橡胶环25和第二橡胶环26产生变形。
该转动位移打开了第二微动开关31，且按照此探测信号，控制单元32使驱动马达6停下来。如果当第二振动盘17与盘13接触时轿厢没有停下来而继续运动，镶衬16就会很快地磨损，从而减小了制动力，在这种情况下，制动装置就不能起到应有的作用。
第一微动开关30通过第一橡胶环25的变形而启动，第一橡胶环25具有较小的弹性系数。这提供了一个高的制动力矩的探测精度，从而可以测出较小的制动力矩。所以，起动补偿被充分地控制，把启动时的振动减至最小。
当制动装置9在不平衡转矩接近最大值的条件下制动轿厢9时，如果只有第一橡胶环25传送制动转矩，第一橡胶环极大地变形，使得啮合销24和止动器孔23的内壁互相抵触碰撞，振动就传到乘客处。如上所述，第二橡胶环26起到一个缓冲作用，从而避免啮合销和止动器孔23之间的碰撞，防止把振动传递给乘客。
上述描述清楚地表明，按照本发明实施例，可以提高制动力矩的检测精度，当轿厢停下来时，防止震动传到乘客处。
进一步，按照本发明上述实施例，当电梯厢上下运动时它可以探测制动装置的异常情况，从而提高了制动装置9的可靠性。在本实施例中，用来探测制动装置9的第二微动开关31在第二橡胶环26变形后探测第一振动盘12的过量位移。然而，第二微动开关31也可以探测得仅仅由于第一橡胶环25的变形而引起的第一振动盘12的过量位移。
在上述实施例中，具有一较小弹性系数的第一橡胶环25设置在啮合孔22中时没有一点空隙，具有一较大弹性系数的第二橡胶环26位于啮合孔22中，各自具有空隙G1。然而，如果第一橡胶环25和第二橡胶环26具有相同的弹性系数，且在第二橡胶环26与啮合孔22之间采用上述的空隙关系，也可以获得同样的效果。也就是说，弹性系数可以被先变形的第一橡胶环25及以后随着第一橡胶环25的变形而变形的第二橡胶环26非线性改变。当第一范围的弹性系数与第二范围的弹性系数大大地不同，如图5中双点划线所示时，即使弹性系数在第一范围和第二范围里连续地变化，也可以获得相同的效果。
在前述实施例中，微动开关被用做第一和第二探测装置，它们可以由探测装置例如光电传感器或磁性装置来替代。此外，第一位移探测器设置在第一振动盘12的附近，但它也可以用一个转动号码机作为第一位移探测装置。转动号码机安装在驱动马达6的转动轴上，以计是第一振动盘12的转动位移。
在前述实施例中，采用了盘形制动装置。然而也可以采用一个筒(鼓)形制动装置，该制动装置在制动时第一制动靴压在旋转着的筒上。
在前述实施例中，绳子3并不固定在卷绕机的绞缆轮5上，但也可以采用一筒(鼓)形卷绕机，该装置通过卷起或放下固定在滚筒之上的缆绳来使轿厢1上下移动。
本发明的另一个实施例参照图7和图8叙述如下制动装置9通过轴承11可转动地支承在基块10上，基块10则固定在减速器7的箱体上。该制动装置包括一第一振动盘12、盘13、一第二振动盘17和一电磁铁18。第一振动盘12与基块10之间的关系以及第一振动盘12、第二振动盘17和电磁铁18之间的关系以与图2到图4所示的相同的方式构成。与前述实施例所不同的是螺旋弹簧33用来替代前述实施例的第一橡胶环25。螺旋弹簧33所支承的支撑臂34上具有一被可转动地支承的触头36，该触头36与突起部28的槽37相啮合，突起部28则与第一振动盘12相连。支撑臂34的一端通过螺栓35固定在基块10上。
在上述构造中，可以按照制动装置9的转动位移在转动方向上提供一弹性力，从而获得与前述实施例相同的效果。
从以上的描述可以清楚地看到，按照本发明，在电梯卷绕机的制动中，制动部件通过一具有非线性特性的中介弹性体支承在一固定部件上，所述弹性体具有一较小弹性系数的第一范围和一较大弹性系数的第二范围，位移探测装置用来在第一范围内探测当卷绕机停止工作时，由于加于制动部件上的不平衡转矩而引起的转动位移。所以，在卷绕机停止工作期间，可以获得对不平衡转矩的较高的测量精度，使提制动部件不再碰撞止动器从而使振动不再传到乘客处。
由于在轿厢上下运动时，位移探测装置可以探测出制动装置异常的过量位移，因而提高了制动装置的可靠性。
权利要求
1.一种用于电梯卷绕机的制动装置，包括一用于支持制动装置的制动部件，使该制动部件能在其转动方向上作移动的支持件，其特征在于所述支持件具有非线性特性，包括位移量大的第一范围和位移量小的第二范围。
2.一种用于电梯卷绕机的制动装置，包括一用于支持制动装置的制动部件，使该制动部件能在其转动方向上作移动的支持件，其特征在于所述支持件具有非线性特性，所述特性包括弹性系数小的第一范围和弹性系数大的第二范围。
3.一种用于电梯卷绕机的制动装置，包括一用于支持制动装置的制动部件，使该制动部件能在其转动方向上作移动的支持件，其特征在于所述支持件具有非线性特性，所述非线性特性包括一第一范围，其中，所述制动部件响应外加力的产生的位移量较大和一第二范围，在此范围中，所述制动部件响应外加工所产生的位移较小。
4.如权利要求1、2和3所述的用于电梯卷绕机的制动装置，其特征在于所述支持件包括一第一弹性体和第二弹性体。
5.如权利要求1、2、3和4所述的用于电梯卷绕机的制动装置，其特征在于所述支持件由橡胶制成。
6.如权利要求1、2、3和4所述的用于电梯卷绕机的制动装置，其特征在于所述支持件由螺旋弹簧制成。
7.如权利要求4所述的用于电梯卷绕机的制动装置，其特征在于所述第一弹性体在第一范围内变形，以及所述第一和第二弹性体都在第二范围内变形。
8.一种用于电梯卷绕机的制动装置，包括一与转动轴相连的转动件，一与转动体及弹性体相对的制动部件，所述制动部件通过所述弹性体在其转动方向上被可移动地支承着，其特征在于所述弹性体具有非线性特性。
9.如权利要求8所述的用于电梯卷绕机的制动装置，其特征在于，所述转动体为一仅在轴向可移动的转盘，所述制动部件包括分别设置在所述转盘两侧的第一振动盘和第二振动盘，所述第一振动盘和所述第一部件中的一个具有一轴向凸起部，另一个具有一凹部，所述弹性体嵌在所述凸起部和凹部之间。
10.如权利要求9所述的用于电梯卷绕机的制动装置，其特征在于多组所述凸起部和所述凹部排列在圆线上，所述凸起部支持所述直径及特性相同的所述弹性体，多组凹凸部中的一部分，在转动位移方向上，在所述弹性体和所述凹部之间，具有较大的空隙，另一部分具有较小的空隙。
11.一种电梯包括一制动装置，该制动装置包括一由卷绕机的转动轴支持的转动体，一制动部件通过与转动体和弹性体接触或与它们分开来产生或截断制动力，所述制动装置通过一所述中介弹性体将制动部件支持在固定部件上，以检测当所述卷绕机停止时由于不平稳转矩加在所述制动部件上所产生的转动位移，其特征在于，所述弹性体具有一非线性特性，该特性包括一较小弹性系数的第一范围和一高于第一范围弹性系数的第二范围，其中检测所述转动位移的一个范围是所述第一范围。
12.一种电梯包括一制动装置，该制动装置包括一由卷绕机的转动轴支持的转动体，一制动部件通过与转动体和弹性体接触或与它们分开来产生或截断制动力，所述制动装置通过一所述中介弹性体将制动部件支持在固定部件上，以检测当所述卷绕机停止时，由于不平稳转矩作用在所述制动部件上而产生的转动位移，其特征在于，所述弹性体具有一非线性特性，所述特性包括所述制动部件对一所加的力所产生位移量较大的第一范围和对一所加的力所产生的位移量小于所述第一范围的第二范围，其中，检测所述转动位移的范围是所述第一范围。
13.一电梯包括一弹性体和一制动装置，该制动装置通过将制动部件与由卷绕机的转动轴支承的转动体接触或分离来产生或截断制动力，其特征在于，所述制动部件通过一具有非线性特性的中介弹性体固定在固定件上，所述特性包括弹性系数小的第一范围和弹性系数大的第二范围，电梯具有一用来在第一范围内检测当卷绕机停转时由于不平衡力矩作用于所述制动部件上而产生的转动位移的第一位移检测装置，且该电梯还具有一用来在第一和第二范围内检测当卷扬机工作时转矩作用于所述制动部件而产生的转动位移的第二位移检测装置。
14.如权利要求13所述的电梯，其特征在于所述卷绕机包括一用于移动缆绳的绞绕轮，缆绳的一端与电梯厢连接，另一端与平衡块相连，缆绳并不固定在绞缆上，而是与绞缆轮啮合。
15.如权利要求13所述的电梯，其特征在于，所述卷绕机包括一用于卷绕起和放下缆绳的卷绕筒(鼓)，缆绳的一端与电梯厢相连，缆绳被固定在绞缆轮上。
16.如权利要求13所述的电梯，其特征在于，所述卷绕机包括一突出的转动轴，该转动轴从一基块中穿过，一第一振动盘通过一轴承支承在基块上，且其轴线与转动轴的轴线相同，一第二振动盘，该第二振动盘支承在所述振动盘上，并通过弹簧力紧压在第一振动盘上或通过电磁力使之与第一振动盘分离，一可轴向移动的盘支承在所述转动轴上，在基块的外面，且其位于所述第一和第二振动盘之间，所述基块具有多个啮合销突出于所述第一振动盘的侧面，所述第一振动盘具有啮合孔与所述啮合销啮合，所述弹性体由所述啮合销支承在所述啮合孔中。
17.如权利要求13所述的电梯，其特征在于，所述第一位移检测装置为一号码机。
18.如权利要求17所述的电梯，其特征在于，所述号码机安装在所述卷绕机驱动马达的马达轴上。
19.如权利要求16所述的电梯，其特征在于，所述第一振动盘的所述啮合孔包括位于一侧的诸小直径的孔，所述啮合销穿过该孔，还包括诸大直径的孔，其直径大于小直径的孔。
20.如权利要求19所述的电梯，其特征在于，所述啮合销与所述诸小直径孔间的空隙大于所述弹性体与所述啮合孔之间的空隙。
全文摘要
本发明涉及一种用于电梯卷绕机的制动装置，该制动装置通过使由卷绕机的转动轴支承的转动体接触通过弹性中介体支持的制动部件来产生制动力，弹性体具有非线性特性，从而避免将起动振动传给电梯厢中的乘客，且可以提高制动力矩的探测精度。
文档编号F16D65/18GK1043289SQ8910905
公开日1990年6月27日 申请日期1989年12月1日 优先权日1988年12月7日
发明者田中正胜, 伊藤正信, 荒堀昇, 奈良俊彦, 高桥龙彦, 增田胜太朗, 齐藤满男 申请人:日立制作所