驅動合成纖維牽索的索驅動件的制作方法

專利名稱：驅動合成纖維牽索的索驅動件的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于驅動合成纖維牽索的，尤其是用于電梯設備的索驅動機構的索驅動件，具有圍繞旋轉軸旋轉的索接觸面，一根或多根合成纖維牽索與該索接觸面接觸，從而實現驅動力的傳遞。
這種索驅動機構用于材料裝卸技術領域，尤其是采礦、起重機和電梯設備，或架空索道等。已知，這種索驅動的作用取決于在任何時候傳遞給與索驅動件，例如牽引輪、索滾筒等接觸的索段的驅動力。當牽索繞過牽引輪時，它將被彎曲，這將導致多層索的索股出現補償移動。
這種牽引系統的牽引能力被限制在牽引輪與牽索之間具有充分的摩擦結合的工作范圍之內。例如在索牽引電梯上，至少對配重與轎廂的重量差要由牽引輪上的摩擦力進行補償。扭轉力矩也必須通過摩擦結合由牽引輪傳遞給牽索。因此，索驅動機構的設計應使其隨時對各種起重狀態，即正常運行、急停、裝載和卸載具有充足的牽引能力。摩擦結合的范圍基本被限制在牽引輪和繞在牽引輪上牽索間的最低和最高的所謂的允許系統摩擦系數之間。
為實現在牽引輪上的適當的摩擦系數，在傳統的牽引輪上切出諸如V形槽或凹割的半圓槽等型槽，其形狀使特有的壓力加到鋼索上，從而使鋼索以或多或少的程度受到夾持。但這種牽引輪槽不能用于全合成懸掛索。利用諸如聚氨基甲酸酯、聚酰胺等材料，在采用這種合成纖維索時正好可以獲得所需的摩擦系數及其硬度。但制造過程中產生的摩擦系數的偏差，或由于油、潤滑油或其它液體出現的不能預料的系統摩擦系數的降低將會持續地對牽引能力造成損害。在不利的條件下并不能避免在沒有實現此移動的驅動的情況下的索的移動。這將會導致對人員的傷害和設施的損壞。
故本發明的目的在于提出一種用于合成纖維索的牽引系統，該系統可以保證實現始終一致的充足的基本不受環境影響的牽引能力。
根據本發明，該目的通過一種具有下述特征的牽引系統得以實現，即至少部分索接觸面具有粗度為N7至N12的面。
采用本發明的牽引系統，牽索表面與諸如索滑輪、牽引輪、索滾筒、被偏轉的驅動帶等的驅動件的接觸面組合的系統摩擦系數的散布是很小的。經申請人的實驗表明，采用本發明的面作為索接觸面時，將會提高在正常條件下工作時的系統摩擦系數并且甚至在存在潤滑油或其它液體的情況下該系統摩擦系數也能恒定地保持在該較高的水準上。
面的峰／谷高度和／或覆層的粒度與牽索外層的回跳肖氏硬度適配，從而通過在每種情況下的適當組合可以滿足出于對磨損或效率的考慮的任何要求。為延長索外層的使用壽命和為穩定索驅動機構的長期的牽引能力，在峰／谷高度較小時，采用具有較低的回跳肖氏硬度的相對摩擦方，反之，就較高的回跳肖氏硬度則采用具有硬的表面的合成材料用于索外層或索股覆蓋層。
為實現本發明的優點，合成纖維牽索是與索驅動件的圓柱表面接觸，還是臥在型槽內，例如半圓槽內，是無關閉緊要的。同樣也可以是具有不同成型形狀的索槽，例如雙半圓槽，其中互補雙索或雙索與雙半圓槽接觸。采用本發明實現的優點原則上與選擇的索驅動件的索接觸面的形狀無關。
當牽索繞在牽引輪上時，合成纖維索本身與半圓槽的形狀適配并且在加載的情況下在接觸面上或在型槽中由其原來的圓形變成橢圓形截面。根據該變形，索槽中的牽索作用到槽截面上的特定壓力并不是恒定不變的，而是向槽底方向遞增。當加在牽索上的載荷較大時，該特定的壓力分布是非常明顯的。
根據本發明的一有益的優選的進一步設計，在采用型槽的實施例中，在槽的部分上形成根據本發明的面并用于實現在型槽截面上的取決于載荷的特定壓力分布，以便對牽索的牽引狀態進行調整并從而滿足所需的作用要求。
以本發明的牽引輪與半圓型槽的配合的實施例為例，在第一方案中根據本發明在槽床上的面被限定在例如45°的角范圍內。因此在槽底該形狀的槽的系統摩擦系數很高并向兩側遞減。因此，當沒有載荷加在牽索上時，貼靠在該槽內的合成纖維牽索的牽引特性顯然不如當牽索被進一步推入型槽內并以最大的特定壓力貼靠在槽床上時加在合成纖維牽索上的載荷較大的情況下明顯。
本發明的型槽的第二個優選典型的實施例是在半圓槽的截面的兩個相互間隔開的側區段上對稱地形成面。利用此實施例也可以實現取決于載荷的牽引特性。在此，與上面已做說明的典型的實施例相對照，這時槽床面具有一個較低的峰／谷高度。因此，貼靠在以此方式形成的半圓槽內的重載的合成纖維牽索的牽引特性不如上述實施例明顯。另一方面，在低載荷范圍的牽引特性在很大程度上與環境影響無關。
在一有益的第三個實施例中，在幾乎槽的整個截面上在達140°的角范圍內形成本發明的面。根據本發明，貼靠在該種型槽內的合成纖維牽索顯示出具有很高的牽引特性，該牽引特性與加在牽索上的載荷和作用于牽索上的環境因素無關。
對相當于平均粗度為Ra=1．6-50μm的根據本發明的面，可以采用適用于實現耐久的面結構的機械加工工藝，例如滾花處理等，或者可以采用對面進行的涂層處理，優選用金剛砂等離子體，加以實現。
對索接觸面進行涂層處理可以附加實現對傳統的牽引輪或索滾筒的技術改造的可能性，從而可以實現與合成纖維牽索配套使用時的有益的牽引特性。將涂層或者加在所需的鋼槽的區段內，或者也可以對具有適度柔性的加強筋首先進行等離子涂覆并且接著將這些預先準備好的等離子體條帶通過粘接或螺絲固定等方式，接合在所需的牽索貼靠面的點上。
根據本發明的進一步的設計，帶有在牽引輪外圓上形成的各種型槽的牽引輪的牽引特性，通過對上述槽面實施例的結合，可系統地滿足牽引系統選擇的要求。
下面將對附圖中示出的本發明的優選典型的實施例做一詳細的說明。圖中示出

圖1為視角為旋轉軸方向的本發明的索滑輪和繞在其上的合成纖維扭絞索的示意圖；圖2為與圖1的牽引輪的旋轉軸平行的半-剖面圖3a為根據本發明的牽引輪的第一個典型的實施例的索槽的局部切面示意圖；圖3b為根據本發明的牽引輪的第二個典型的實施例的索槽的局部切面示意圖；圖3c為根據本發明的牽引輪的第三個典型的實施例的索槽的局部切面示意圖；圖4a為根據本發明的牽引輪的第四個典型的實施例的局部切面示意圖；圖4b為根據本發明的牽引輪的第五個典型的實施例的局部切面示意圖；圖4c為根據本發明的牽引輪的第六個典型的實施例的局部切面示意圖；圖4d為圖4a所示的根據本發明的牽引輪的雙槽的局部切面示意圖；圖4e為根據本發明的帶有雙槽的牽引輪的第七個典型的實施例的局部切面示意圖；圖4f為根據本發明的帶有雙槽的牽引輪的第八個典型的實施例的局部切面示意圖。
圖1以電梯設備為例示意示出一索驅動機構1，該驅動機構用于驅動五根合成纖維牽索4，所述合成纖維牽索繞過牽引輪2，每根以約180°的包角繞在牽引輪2的外圓上。這五根合成纖維牽索4作為用于升降電梯轎廂5的驅動牽引索，所述轎廂系在每根牽索的一端上，同時五根合成纖維索4的每一根的第二端接在配重6上。當它們繞在牽引輪2上時，五根合成纖維牽索4持續地被電梯轎廂5和配重6的重力加載。根據本發明，所示的牽引系統包括牽引輪2和五根繞在牽引輪上的合成纖維牽索4，其設計應在轎廂5和配重6的載荷下保證充足的摩擦結合，以便通過牽引輪2將驅動電機的驅動扭矩傳遞給合成纖維牽索5。
在索牽引電梯上，摩擦系數的最大限度是由當配重觸及緩沖墊，牽索4在牽引輪2上打滑時的安全要求推導出的。當電梯轎廂5運行超過上層停靠點，此點保證了轎廂不會繼續向豎井空間的頂板上牽拉并且懸掛索4不會被加載到破壞負荷的限度，即使牽引輪2繼續運轉，也是如此。其結果是索受到完全損壞。另一方面，摩擦系數不得低于最小值，以便對轎廂5和配重6間的重量差可以在牽引輪2上通過摩擦力的分量加以中和。
為此，在所示的典型的實施例中，為對合成纖維牽索4進行導向，在牽引輪2的外圓上形成型槽7、17、27，所述型槽具有基本與起重索4的外曲率相符的槽形狀，從而使索4的部分截面貼靠在槽上。在圖2至3c中所示的牽引輪2的實施例中，形成的索槽7、17、27為半圓槽。
圖2為本發明的牽引輪2的實施例的半-切面圖。牽引輪2具有一個軸套8，該軸套帶有一裝設驅動軸的中心穿孔9。牽引輪2與驅動軸精確配合，采用銷和銷槽10以非-旋轉方式將牽引輪2安裝和閂在驅動軸上，以便可以對驅動扭矩進行傳遞。基本為空心圓筒狀的凸緣11通過一穿孔輪體12與軸套8連接成一體。
由凸緣11的圓筒面在軸向上以一定的相互間隔形成牽引輪2外圓面上的鋸齒，所述鋸齒系五個索槽7、17、27，根據本發明和如下的詳述，所有的索槽有一等離子體覆層14。在電梯設備中，迄今通常采用帶有2至12個槽的牽引輪2。在參照圖2描述的實施例中，形成五個半圓形狀的槽7、17、27(圖3a至3c)。但也可以根據在任何情況下采用的槽截面的形狀，采用和提出專業技術人員已知的槽的其它形狀，而且都不會改變本發明的本質。對此在圖4a至4f舉例示出并將在下面做進一步的說明。
以通常的方式設計的索驅動機構1必須在各種起重狀況下，例如正常運行、急停、加載和卸載時總是保有充足的牽引能力。根據圖2的實施例，為實現必要的，或最大的牽引或驅動能力，即還要將牽引能力保持在針對全合成懸掛裝置的相對窄的限度范圍內，對根據本發明的牽引輪2的槽面進行局部或完全地等離子體覆層14涂覆。
采用等離子體對槽7、17、27進行的局部涂層旨在滿足就具體的壓力在型槽截面上取決于載荷分布所需的作用要求，以便實現牽索4的牽引特性。
當牽索4繞在牽引輪2上時，合成纖維牽索4本身與半圓槽7、17、27的形狀適配并且在加載的情況下在接觸面上或在型槽內由其原來的圓形變成橢圓形。根據此變形，在索槽7、17、27內的牽索4在槽截面上的特定壓力不是恒定不變的，而是向槽底方向遞增。當加載牽索上的載荷較大時，該特定壓力的分布尤為明顯。
以根據本發明帶有半圓型槽的牽引輪2的實施例為例，在圖3a中示出的索槽7內，等離子體覆層14被限制在槽床的45°角范圍內。槽床的覆層并不巨限于在此規定的45°角范圍內；相反，為實現所需的摩擦力，可以對槽床覆層的角范圍進行相應選擇。該索槽7的系統摩擦系數在槽底始終是很大的并向兩側遞減。因此，在對牽索沒有加載的情況下，貼靠在該槽7內的合成纖維牽索4的牽引特性顯然不如當牽索4被繼續推入型槽7內并且作為上面提及的牽索變形的結果特別緊密地與槽床適配并以最大的接觸壓力臥在槽床內時加給合成纖維牽索的載荷較大的情況下明顯。
在圖3b所示的索槽17內，在兩個相互間隔45°的側區段，每個為半圓槽截面45°范圍分別形成一對稱的覆層14。同樣也是通過在該索槽17的局部上的等離子體覆層14實現取決于載荷的牽引特性。與上述索槽7相比，在此僅槽床是不采用等離子體涂覆的。因此，貼靠在此形式的半圓槽17內的合成纖維牽索4的牽引特性不如上述典型的實施例7的牽引特性明顯。另一方面，低載荷范圍內的牽引特性在很大程度上不受外部因素的影響。
如圖3c所示，索槽27的等離子體覆層14以達140°的角范圍加在槽的幾乎整個截面上。貼靠在該型槽27內的合成纖維牽索4根據本發明顯現出明顯的高水準的牽引特性，該牽引特性不受牽索載荷和加在牽索上的環境因素的影響。替代對槽面進行的整體覆層，也可以對在該角范圍內的幾個局部有限的區段采用等離子體進行涂覆。
根據本發明，通過如上所述一個或多個不同涂層處理的索槽7、17、27在牽引輪2上的系統安排，可以使索驅動機構1的牽引特性系統地滿足特殊的作用要求。
由于根據本發明在此采用等離子體涂層14的手段實現的面粗度，索面和牽引輪接觸面組合的系統摩擦系數在正常狀態下較高并且甚至在潤滑油或其它液體存在的情況下，亦能恒定地保持在此水準上。
通過采用根據本發明的等離子體覆層14的手段實現的對索接觸面，在此為對索槽7、17、27的表面處理，該面層具有的峰谷高度和粒度根據耐磨和／或作用指標與索外層或由聚氨基甲酸酯、聚酰胺等構成的索股覆蓋層的外層的回跳肖氏硬度適配。出于此考慮，在峰谷高度較小時(低Ra值)，則相對摩擦方應具有較低的回跳肖氏硬度。
與全合成起重索4結合的等離子體覆層14的面粗度為N7-N12，這相當于面的平均峰／谷高度Ra=1．6-50μm。在圖1至3中所示的實施例中，N9等離子體覆層14與回跳肖氏硬度為A的合成牽索的外層結合。另一方面，N10和大于N10的面粗度必須與具有較高硬度的牽索外層結合，例如與回跳肖氏硬度為D的牽索外層結合。
在圖4a-4f示出根據本發明的索輪18的典型的實施例，該索輪具有雙槽19、20、21、22、23，在如圖4a示出的典型方式的該雙槽內貼靠有一根所謂的雙索24。雙索對稱地由兩根多層合成纖維扭絞索25、26構成，其扭絞方向相反，這兩根扭絞索通過一共用的索外層28被連接成一非-旋轉的雙索24，該雙索具有一啞鈴形狀的截面。雙槽的形狀與相應的雙索24的輪廓互補。沿索輪18的軸的方向雙槽19、20、21、22、23的形狀在任何情況下都由中間段和兩個外異形段29、30構成，所述中間段31、32、33、34位于兩個外異形段之間。在任何情況下，外異型段29、30由一半圓槽構成并且在圖4a-4f中所示的所有實施例中相同。中間段31具有一向外徑向彎曲的形狀，而雙槽32的中間段32徑向向內彎曲(圖4b)。在圖4c中所示的雙槽33具有一個中間段33，該中間段形成一徑向向內的溝槽36。圖4d中示出與圖4a相同的雙槽19，但在槽內沒有雙索24。在雙槽22內的中間段34具有一徑向向外的不規則的梯形形狀。在雙槽23內，半圓槽的兩個外側部分被平的中間段35相互連接成一條直線。根據本發明，在區段37中所有的雙槽實施例19、20、21、22、23都具有根據本發明的具有等離子體覆層的索接觸面。作為上面已說明的典型的實施例，可以采用對整個槽面或對數個局部限定的區段涂層的方式。
附圖標記對照表1．索驅動機構2．牽引輪3．包角4．多層合成纖維牽索5．電梯轎廂6．配重7．索槽，經涂覆處理的槽床8．軸套9．穿孔10． 銷和銷槽11． 圓筒形凸緣12． 穿孔的輪體13． 旋轉軸14． 等離子體覆層15．16．17． 索槽，在側面上涂覆18． 索輪19． 雙槽20． 雙槽21． 雙槽22． 雙槽23． 雙槽24． 雙牽索25． 合成纖維牽索26． 合成纖維牽索27． 索槽，經涂覆處理的槽床28． 索外層29．外部形狀30．外部形狀31．中心段32．中間段33．中間段34．中間段35．中間段36．溝槽37．等離子體覆層
權利要求
1．索驅動件，用于驅動合成纖維牽索，尤其是用于電梯設備的索驅動機構(1)，具有一圍繞旋轉軸(13)的牽索接觸面，一根或多根合成纖維牽索(4)旨在傳遞驅動力與該面接觸，其特征在于，至少部分索接觸面具有粗度為N7至N12的面(14、37)。
2．按照權利要求1所述的索驅動件，其特征在于，由一個或多個索槽(27、19、20、21、22、23)形成索接觸面。
3．按照權利要求2所述的索驅動件，其特征在于，在達45°的角范圍內在至少一個索槽(7)內形成面(14、37)，該面被索槽(7)的槽床連接。
4．按照權利要求2所述的索驅動件，其特征在于，在至少一個索槽(17)內，在相互有一定間隔的索槽(17)的兩個側面區段對稱地形成面(14、37)。
5．按照權利要求2所述的索驅動件，其特征在于，在至少一個索槽內，在幾乎整個索槽(27、19、20、21、22、23)上在達140°的角范圍內形成面(14、37)。
6．按照權利要求3、4、5所述的索驅動件，其特征在于，至少有三個索槽(7、17、27、19、20、21、22、23)在旋轉軸的方向(13)上依次具有不同形狀的面(14、37)。
7．按照權利要求1至6中任一項所述的索驅動件，其特征在于，形成的表面為一個具有峰／谷高度Ra=1．6-50μm的覆層(14、37)。
8．索驅動機構，具有一驅動索輪(2、18)或一個索滾筒，所述輪或滾筒帶有一用于將驅動扭矩傳遞給一根或多根合成纖維牽索(4)的索接觸面，所述合成纖維牽索旨在傳遞驅動力與牽索接觸面觸接，其特征在于，至少部分索接觸面為平均粗度為Ra=1．6-50μm的面(14、37)。
9．按照權利要求7所述的索驅動機構，其特征在于，平均粗度Ra=6．3的面(14、37)與回跳肖氏硬度為A的合成纖維索外層相結合。
10．按照權利要求7所述的索驅動機構，其特征在于，平均粗度為Ra=12．5的面(14、37)與回跳肖氏硬度為D的合成纖維索外層相結合。
11．制造牽引輪的方法，該牽引輪用于采用合成纖維構成的起重索的驅動機械，尤其是用于電梯設備的索驅動機構(1)，在所述牽引輪上一根或多根偏轉的多層扭絞合成纖維牽索(4)至少包繞牽引輪(2、18)的部分接觸面，其特征在于，牽引輪(2、18)的索接觸面(7、17、27、19、20、21、22、23)具有一個粗度為N7-N12的面覆層(14、37)。
12．按照權利要求11所述的方法，其特征在于，對索接觸面進行等離子體涂覆(14、37)。
13．按照權利要求12所述的方法，其特征在于，采用的涂覆材料為金剛砂。
全文摘要
索驅動件,用于驅動合成纖維牽索,優選用于電梯設備的索驅動機構,該索驅動件可以保證高選擇性的牽引能力,該牽引能力在很大程度上不受減小摩擦的外部因素的影響。根據本發明,至少部分索接觸面是粗度為N7－N12的面。該面采用機械加工或者適用的涂層處理,優選采用金鋼砂進行等離子體涂覆。
文檔編號B66B7/06GK1294271SQ0013005
公開日2001年5月9日 申請日期2000年10月25日 優先權日1999年10月29日
發明者克洛迪奧·德安格利斯 申請人:因溫特奧股份公司