CN1388844A - 缆索及采用这种缆索的电梯 - Google Patents

Abstract

一种电梯,其中滑轮直径被减小,而且还能够防止缆索寿命缩短和强度降低的问题的产生,以确保安全性和稳定性。为此,采用了一种缆索,在该缆索中,构成缆索的多根单股钢丝分别涂敷有树脂材料,而且整个钢索也涂敷有树脂材料,从而减少由于单股钢丝之间的滑动而产生的磨损和由于与滑轮接触而产生的磨损,这些磨损是在缆索夹持在滑轮内时产生的。当电梯滑轮的直径减小时,可以防止缆索寿命缩短的问题出现或能够延长钢丝的寿命。因此,就可以减小包括有电机和提升机的设备的体积和重量,可以节省安装空间,并通过延长缆索的使用寿命提高整个设备的安全性和稳定性。

Description

缆索及采用这种缆索的电梯

技术领域

本发明涉及一种缆索式电梯，具体而言，本发明涉及一种采用钢索的电梯，而钢索由涂敷有树脂材料的钢丝制成，而且钢索的外圆周还涂敷有树脂材料。

背景技术

缆索式电梯包括一个设置有一电机的驱动装置、一个减速器、一个滑轮和一个偏转轮，而且还具有一个将电梯车箱载荷施加到卷绕在滑轮上的主绳一端(在下文中称之为“缆索”)上并将配重载荷施加到缆索另一端上的机构，以通过缆索和滑轮之间的摩擦力上下移动电梯车箱和配重。

缆索一般通过将多个钢绞线扭合到一起形成的，而钢绞线又是通过将钢丝拧绞到一起制成的。这种钢索满足驱动电梯所需的摩擦特性、耐磨性，抗疲劳性等，而且具有很高的稳定性。

但是，由于缆索是损耗型的产品，因此必然具有一定的使用寿命。缆索的寿命因素可被划分成四种类型，即：当缆索从滑轮上移过时，由缆索的弯曲和拉长而产生的疲劳，由于钢丝之间的相对运动而产生的磨损，设置于钢索最外层的钢丝与滑轮槽的壁面之间的磨损，由缆索与空气相接触而产生的腐蚀。这样，为减少缆索从滑轮上移动时由于反复弯曲而产生的影响，将滑轮直径D和缆索直径d的比率D/d设定为40或更大。

另外，滑轮的直径D与上下移动电梯车箱所需的电机驱动扭矩直接相关。为减少包括有电机的电梯之体积和重量，必须减小滑轮的直径。

此外，钢索被卷绕在由铸铁制成的滑轮上并通过摩擦受到驱动。因此，当缆索夹持在滑轮内时，金属件的相互接触将产生震动和噪音，从而影响舒适性。

作为解决这些问题的方案，日本专利JP-A-7-267534的说明书公开了一种减少滑轮直径并通过使用一种由合成纤维扭绞而成的缆索来降低震动和噪音的方法，其中的纤维例如可以是芳香尼龙纤维，这些纤维比钢丝更具柔性，而且还涂敷有树脂，例如氨基甲酸乙酯。

另外，为确定涂敷有树脂的合成纤维缆索的使用寿命，日本专利JP-A-8-261972的说明书中公开了一种将导电碳纤维嵌入涂敷有树脂的合成纤维缆索中并通过检测电压来判断导电碳纤维是否断裂的方法，其中导电碳纤维的强度弱于合成纤维的强度。

此外，与滑轮的接触压力越大，那么缆索的使用寿命也就越短。就是说，缆索的接触压力与缆索的张力F成正比，与滑轮的直径D成反比。这样，如果减小滑轮的直径，那么压力就会增加(缆索的压力约等于F/(D/d))。

作为解决该问题的方案，国际申请WO99/43885公开了一种使用平皮带来降低与滑轮的接触压力的方法，以延长涂敷在平皮带表面上的树脂的寿命，其中平皮带由多个沿一直线排列的钢绞线构成，而钢绞线又是通过将能够涂敷树脂的钢丝或合成树脂例如芳香尼龙纤维扭绞到一起形成的。

为减少采用缆索的机械装置包括缆索式电梯中的滑轮直径，为减小用于驱动滑轮的电机或绞车的体积并减少机械装置的安装面积，就需要解决在减小缆索弯曲半径的过程中所产生的缆索寿命和强度的下降问题。

本发明的一个目的在于通过解决在减小缆索弯曲半径时所产生的缆索寿命和强度的降低问题来提供一种安全可靠的缆索。

本发明的另一目的在于通过解决在减小缆索弯曲半径时所产生的缆索寿命和强度的降低问题来提供一种安全可靠的电梯。

发明内容

为实现上述目的，根据本发明的缆索是通过下述方法制成的：将多根涂敷有树脂材料的钢丝扭绞到一起形成钢绞线，然后将多个钢绞线拧成一个钢索，接着在钢索的外圆周上涂敷树脂材料。

此外，本发明还提供一种通过多根钢索将电梯车箱和配重连接在一起并将缆索卷绕在由电机摩擦驱动的滑轮上的电梯，其中多根涂敷有树脂的钢丝被拧在一起形成钢绞线，多个钢绞线被拧在一起形成一根钢索，整个钢索的外圆周上涂敷有树脂材料，而且所述钢索沿垂直其轴向的横截面大体为圆环形。

附图说明

图1为本发明之缆索的第一实施例的剖视图；

图2为对图1所示的缆索中的钢丝进行疲劳试验的结果图表；

图3为图1所示的缆索被夹持在滑轮槽中的视图；

图4为本发明之缆索的第二实施例的剖视图；

图5为本发明之缆索的第三实施例的剖视图；

图6本发明之缆索的第四实施例的剖视图；

图7本发明之缆索的第五实施例的剖视图；

图8为本发明之电梯的第一实施例的透视图；

图9为本发明之电梯的第一实施例的顶视图；

图10为本发明之电梯的第二实施例的顶视图；

图11为本发明之电梯的第三实施例的透视图；

图12为本发明之电梯的第四实施例的透视图；

图13为本发明之电梯的第五实施例的透视图；

图14为本发明之电梯的第六实施例的透视图；

图15为本发明之电梯的第七实施例的透视图；

图16为本发明之电梯的第八实施例的透视图；

图17为本发明之电梯的第九实施例的透视图。

实施本发明的最佳方式

下面将参照附图对本发明作出详细说明。

作为承载部件的钢索是通过将钢丝拧绞在一起形成钢绞线，然后将钢绞线拧在一起制成的。缆索由于具有柔性，因此可通过卷绕或夹持在滑轮内而被广泛应用到包括电梯的很多机械装置中。由钢材制成的缆索是一种损耗型部件，因此其使用寿命的延长决定于可靠性和安全性的提高。如上所述，为降低缆索在滑轮上移动时由于反复弯曲而产生的疲劳和磨损，反复弯曲就成为影响钢索使用寿命的一个因素，根据机械装置的不同，可将滑轮的直径D与缆索直径d之间的比率(D/d)设置为一个定值或更大(对于电梯而言，该值被设定为40或更大)。

减小滑轮直径有助于减小机械装置的体积、空间和成本。为使上述与缆索寿命有关的四个因素的负面影响最小，本发明的缆索被加工成下面实施例所示的结构：

参照图1，作为承载部件的钢索1是通过将钢丝2拧绞到一起形成钢绞线3，接着将钢绞线3扭绞到一起制成的。每根钢丝2都涂敷有一个钢丝涂层4，整个缆索1涂敷有一中间涂层材料6，其最外层涂敷有缆索涂层5。

在减小滑轮直径的情况下，或在电梯中，为使滑轮直径D和缆索直径d的比率D/d小于40(在现有技术中谈及的寿命因素中的传统值)，必须提高缆索1在滑轮上移动时由其弯曲部分产生的疲劳特性。因此，应将注意力集中在作用于构成缆索1的钢丝2上的弯曲应力上，并对减少滑轮直径所需的钢丝形状进行检验。当被用作运行的缆索卷绕在滑轮上时，弯曲应力σb就会作用于钢丝2上。这里，最大的弯曲应力(σbmax)沿横截面作用于每根钢丝的最外层上，而且应力值与相对钢丝2之中心的距离成正比。就是说，该数值与钢丝2的直径δ成正比。当用E表示钢丝2的纵向弹性模量时，最大弯曲应力δbmax可由下述等式表示：

σbmax＝Eδ/D

此外，作用于钢丝2之最外层上的应力大小(幅值)σa可由下式表示：

σa＝Eδ/2D

根据这些等式，就可以通过减少钢丝2的直径δ来降低作用于钢丝2上的可能应力。传统的电梯采用直径为500mm的滑轮和钢丝直径为0.8mm的钢索。因此，作为一个实例，可采用含碳量为0.7％、直径为0.3mm的钢索通过局部脉动的张力完成疲劳实验并确定疲劳极限σa1。此时的平均应力约为500Mpa。结果如图2所示。因此，可以清楚地发现：疲劳极限σa1的应力大小(幅值)σa约为260Mpa。

因此，如果用上述作过疲劳实验的钢丝制成钢索，而且减小滑轮的直径，那么必须满足下列等式，目的是将滑轮直径D与钢索直径d之间的比率D/d设定为40或更小，该等式如下：

Eδ/2D＜260(Mpa)

例如，在使用传统钢丝的电梯装置中，滑轮直径D为500mm，钢索直径d为12mm，构成钢索1的钢丝其的直径为0.8mm。滑轮直径D与钢丝直径d的比率D/d为41.7。反之，对于本实施例的钢索而言，如果将滑轮直径D减小到200mm，钢索直径d设定为12mm，而且构成钢索1的钢丝其直径δ约为0.50mm，那么数值D/d就为16.7mm。此外，如果钢丝直径d被设定为12mm，构成钢索1的钢索其直径δ约为0.25mm，那么数值D/d就是8.3mm。

从疲劳的角度考虑，可通过减小钢丝2的直径δ来降低产生于钢丝2上的应力σa。另外，如果考虑由于钢丝2的相对运动而产生磨损影响钢索使用寿命的这一因素，那么减小钢丝2的直径就影响缆索的寿命。钢索2的相对运动，即滑动距离随钢索直径d的增加而增加。为减小相对运动的距离，最好使钢索的直径变小。但是，减小钢索的直径d还会降低钢索1的抗断强度，因此必须提高钢丝2的抗断强度。这样，构成钢索1的钢丝2其抗断强度应该为1770MPa或更大。

此外，在本实施例中，每根钢丝2的表面都覆盖有钢丝涂层4，目的是减小由于钢丝2的相对运动而产生的磨损。钢丝涂层4由树脂构成，例如聚乙烯、聚酰胺、四氟乙烯、聚氨脂、环氧树脂或氯乙烯。与钢材相比，钢丝涂层4的弹性模量较小，从而当钢丝2相互接触时，形成足够的接触面积，以允许钢丝在表面压力较低的情况下滑动。这样，就可以防止钢丝2在局部相互集中的接触，从而减少钢丝的磨损。

用于减少钢丝2磨损的钢丝涂层4由塑性流动压力低于钢材的现有材料制成，即软涂层材料。由钢丝2的相互滑动接触而产生的摩擦力大体上可由接触面积Aw与材料的剪切强度s的乘积Aw·s表示。这样，接触面积Aw基本等于(垂直载荷)/(材料的塑性流动压力)，从而使作为基材的钢具有较小的接触面积。因此，由钢丝2的相对滑动而产生的剪切就可由钢丝涂层4来承受，而钢丝涂层4是由剪切强度较低的软涂层材料制成的，而且垂直载荷由作为基材的钢丝2来支承，这样就使摩擦力很小。在这种情况下，可将固体润滑剂例如硫化钼或石墨用作构成钢丝涂层4的软涂层材料，而且能够产生相同的效果。

在减小钢丝2的直径δ和滑轮直径D的情况下，除了由钢丝2的相对滑动而产生的磨损外，还必须考虑由钢索上的最外部钢丝和滑轮槽之间的接触而产生的磨损。因此，在本实施例中，为降低钢丝2和滑轮槽之间的磨损，钢索1的最外层表面覆盖有钢索涂层5，如图1所示。可以将上述钢索2的涂层材料用作钢索涂层5的材料。总之，磨损与接触表面压力和材料屈服压力的比率具有紧密的关系，因此可通过减小该比率来减少磨损量。就是说，如上所述，减小接触表面压力对减少磨损量十分有效。与钢丝2与滑轮槽直接接触的情况相比，整个钢索1以封闭状态覆盖有涂层并与滑轮槽接触的情况可在接触点上增加曲率半径，从而增大接触表面，即降低接触表面压力。此外，除了接触点上的曲率半径外，还可以通过降低材料的弹性模量来增加接触面积和降低接触压力。

中间涂层材料6设置在钢丝2和涂敷于最外层上的钢索涂层5之间并从内部降低钢索涂层5的磨损。此外，钢索涂层5还具有将整个钢索1与周围空气隔离的功能，从而提高了钢索1的耐腐蚀性。因此，即使机械设备安装于室外，也能够保证钢索1具有稳定的可靠性和使用寿命。另外，可随意设置钢索涂层5的颜色，因此就可以使安装在室外或室内的机械设备具有很大的设计余地。

由于本发明的缆索1是按上述方式制成的，因此钢丝2不会直接相互接触或与滑轮槽直接接触。这样，在通过将多根钢丝扭绞在一起形成的钢绞线3中，排列在最外层的钢丝不必具有耐磨性。根据本发明的钢索1最后由瓦氏(Wallington)型钢绞线3构成，而钢丝2具有大体相等的直径δ。

当为了有利于减小机械设备的尺寸和重量而减小滑轮的直径D时，除了由于钢丝、钢丝2上的涂层4及整个钢索1上的钢索涂层5直径变小而使弯曲应力降低外，钢索1的扭绞方法也会影响钢索的柔韧性，其中涂层4用于降低随着钢丝直径的减小而产生的磨损。总之，用于机械设备中的钢丝1之扭绞方法包括：使钢丝2和钢绞线3沿相同的方向扭绞的朗氏拧转法(Lang’s layer)和使钢丝2和钢绞线3沿相反方向扭绞的普通拧转法。

在通过朗氏拧转法制成的缆索中，钢丝2相对钢索1的中央轴线形成的角度大于通过普通拧转法制成的缆索的对应角度。因此，仅就弯曲而言，朗氏拧转缆索的整体柔韧性很高。这样，在本实施例的缆索1用于滑轮直径变小的情况下，例如用于电梯上，当缆索用于滑轮直径D与缆索直径d的比率低于40的情况下时，可以采用由朗氏拧转法制成的缆索1。此外，在由朗氏拧转法制成的缆索中，位于缆索表面上的钢丝较长，而且与由普通拧转法制成的缆索相比，该表面更为平滑，这样就使由朗氏拧转法制成的缆索承受很少的局部接触和较低的接触表面压力。因此，与由普通拧转法制成的缆索相比，当缆索1被夹持在滑轮内时，作用于缆索涂层上的压应力较低。缆索1和滑轮之间的接触压力随着滑轮直径的减小而增加。考虑到缆索涂层5的疲劳和寿命，在将本实施例的缆索1被应用到滑轮直径已经变小的电梯上的情况下，当滑轮直径D和缆索直径d的比率D/d小于40时，就可以采用由朗氏拧转法制成的缆索1。

另外，对于由普通拧转法制成的缆索而言，当张力作用于缆索上时，沿解扭方向的转动阻力增加。这样，如果本实施例的缆索1被应用到机械设备上，而且使该机械设备具有防止缆索1转动的最高优先考虑的能力，那么就可以采用由普通拧转法制成的缆索1。

当构成缆索1的钢丝2断裂时，作为承载部件的缆索1的使用寿命将会减少。确定最外层覆盖有缆索涂层5的缆索1的断裂情况可通过下述方法来进行：利用磁力探伤例如漏磁通量来检测构成承载部件的钢丝2的断裂。

图3为夹持在滑轮7内的本发明之缆索1的剖视图。在应用到电梯上的情况下，缆索1被夹持在滑轮槽8内，一个电机(未示出)被用来旋转滑轮7，以使缆索1通过缆索1和滑轮槽8之间的摩擦力受到驱动。滑轮槽8设置在一个衬垫9内，而衬垫9安装在滑轮7内，衬垫9可拆卸地安装到滑轮7上。考虑到在衬垫9和缆索涂层5之间产生的摩擦力和可能的磨损，衬垫9由树脂制成，例如由聚氨酯、聚酰胺或聚乙烯制成。通过使用这些树脂材料可使与缆索涂层材料的接触变得有弹性，或者使电梯产生粘弹性树脂摩擦和足够的摩擦力，其中缆索涂层材料与上述树脂材料类似。还可以通过涂敷树脂材料涂层替代衬垫9，这样也能够产生合适的摩擦力和耐磨性。

图4为本发明之缆索的第二实施例的剖视图。该实施例与第一实施例的区别在于：一个纤维芯10被安装在缆索1的中心位置上。该纤维芯10由大麻这样的天然纤维或象聚丙烯、聚酯、聚酰胺、聚乙烯、芳香族聚酰胺这样的合成纤维或PBO制成。当缆索受到张力或被卷绕在滑轮上而弯曲时，这种结构可降低由于钢绞线3的相对滑动而使钢丝2或钢丝涂层4产生的磨损。此外，用强度高的合成纤维制成的纤维芯10提高了缆索1的抗断强度。在这种情况下，按下述方式设定纤维芯的扭绞方法：使由钢丝2制成的钢绞线之延伸率与纤维芯的延伸率相匹配，以将载荷正确分配到钢绞线3和纤维芯上。缆索的索芯材料可以是聚氨酯、聚酰胺或聚乙烯。

图5为本发明之缆索的第三实施例的剖视图。该实施例与第一实施例的区别之处在于：设置在缆索中心位置上的钢绞线3覆盖有钢绞线涂层11。该钢绞线涂层11由树脂材料制成，例如聚氨酯、聚酰胺或聚乙烯。这样就可以降低由于钢绞线3的相对滑动而使钢丝2或钢丝涂层4产生的磨损。所有的钢绞线3均可涂敷有钢绞线涂层。

图6为本发明之缆索的第四实施例的剖视图。该实施例与第一实施例的区别之处在于：所有的钢绞线3都涂敷有钢绞线涂层11。这样，与上述的实施例相比，本实施例可以更为有效地降低由于钢绞线3的相对滑动而使钢丝2或钢丝涂层4产生的磨损。

图7为本发明之缆索的第五实施例的剖视图。该实施例与第六实施例的区别之处在于：钢丝上没有涂层，但每个钢绞线3上都覆盖有钢绞线涂层11并充满润滑剂12。润滑剂12为固体润滑剂，例如硫化钼或石墨或润滑脂。由于具有这种结构，因此即使缆索1被弯曲，润滑剂12仍然可用于降低由于钢丝2的相对滑动而产生的磨损。就这点而言，与第六实施例相比，可通过使每根钢丝2都涂敷有涂层并将润滑剂进一步密封到每根钢绞线内的方式来进一步延长缆索的使用寿命。在上述的实施例中，可通过在每根钢绞线内充填与上述涂层材料相同的填料来延长缆索的使用寿命。

图8为采用上述钢索的电梯之第一实施例的透视图。另外，图9为一个顶视图，图中示出了当从上方察看时本实施例的升降通道。

电梯车厢51通过安装在电梯车箱底部的滑轮支承在缆索53上。缆索53的一端在支承点54固定到建筑物上。其另一端通过安装在电梯车箱底部的滑轮52、滑轮56和一个安装在配重57上的配重滑轮58在支承点55固定到建筑物上。驱动装置59使滑轮56转动，以通过滑轮56和缆索53之间产生的摩擦力驱动缆索53，从而沿垂直方向移动电梯车箱51和配重57。该驱动装置59设置有一制动器60。

在图8中，驱动装置59被表示成一个包括一个电机的无齿轮式驱动装置，但其也可以是一个采用减速齿轮的齿轮式驱动装置。如图9所示，可通过导向部件61和电梯车箱轨道62来控制电梯车箱51，以使其仅沿垂直方向移动。同样，尽管在图中未示出，但仍可通过导向部件和一个配重轨道63来控制配重57，以使其仅沿垂直方向移动。此外，电梯车箱51设置有位于电梯车箱侧面的门72a和72b，以使其与位于走道一侧的停靠侧门73a和73b相对。在图8和9中，驱动装置59被悬挂在电梯车箱51的上方，但其也可通过一个较小的电机或减速齿轮安装于电梯车箱51和升降通道壁64之间的空隙内。

当缆索53被制造成上述实施例所示的结构时，与采用传统缆索的电梯相比，在图8中位于电梯车箱底部的滑轮52、滑轮56及配重滑轮58具有较小的直径。

电梯的升降通道在其底部设置有一个被用作自由空间的凹坑。在采用本发明之缆索的结构中，电梯车箱底部的滑轮52其直径很小，这样就减小了从电梯车箱向下伸出的电梯车箱底部滑轮52的尺寸，而且凹坑也可比现有技术中的凹坑浅一些，从而有利于降低修筑建筑物所需的成本。

另外，由于电梯车箱底部的滑轮52的尺寸可以减小，因此可以减轻电梯车箱的总重量，以允许用较小的驱动力就能够使电梯车箱加速和减速。这样，就可以减小构成驱动装置的驱动器或电机的尺寸，从而降低向驱动部件输送动力的动力源的功率。此外，尽管在图中未示出，但是电梯车箱51一般还设置有一个紧急制动部件，当缆索53断裂时，该紧急制动部件能够对电梯车箱51进行制动。由于电梯车箱51和电梯车箱底部滑轮52的总重量已经减小，因此紧急制动部件所需的制动力也变小，从而使紧急制动部件轻于传统的部件。

此外，由于滑轮56的直径变小，因此以预定速度移动电梯车箱51所需的滑轮56的转速增加，而驱动装置59所产生的扭矩变小。就是说，驱动装置59通过较小的扭矩以较大的速度操作。这样，如果驱动装置59是一种无齿轮式驱动装置，就可以使电机的直径减小。另外，如果采用一个齿轮式驱动装置，那么就可以降低减速齿轮的减速比或省去减速齿轮。这样就可以减少设置于升降通道之顶部的驱动装置59的安装空间，从而，在顶楼的建筑物天花板很低的情形下，可减少升降通道的伸出量。

如图9所示，为了能够节省驱动装置59、滑轮56、配重滑轮58及配重58的安装空间，最好将滑轮56和配重滑轮58大体成线性安装在电梯车箱51和升降通道壁64之间的空隙内。这样，当滑轮56和配重滑轮58的直径减小时，配重滑轮58的安装位置就沿附图中箭头A的方向移动。这样就扩大了上述附图中升降通道壁64和配重57之间的间隙，从而可以增加配重57的宽度尺寸(附图中的尺寸B)。这样，构造一个重量相同的配重所需的配重57厚度(附图中的尺寸C)将变小，从而可以电梯车箱51和升降通道壁64之间的空隙(附图中的尺寸D)。因此，就可以使升降通道所占用的空间减小。

此外，采用图8和9所示的本发明之缆索53具有下述优点。

首先，延长了缆索53的使用寿命，从而延长缆索的更换周期。就是说，与采用传统缆索的电梯相比，缆索53和滑轮56之间的摩擦系数较大，从而可以降低缆索53对滑轮56的压力。该压力是通过缆索的张力产生的，而缆索的张力又是由电梯车箱51和配重57的总重量产生的。因此，即使压力变小，缆索53和滑轮56之间也不会产生滑动，就是说，减轻了电梯车箱51和配重57的总重量。因此，就可以降低电梯车箱51和配重57的制造成本，而且还可以降低驱动装置59和动力源的功率。

在图9所示的实施例中，电梯车箱底部的滑轮52和滑轮56的纵向轴线大体相互垂直，而不是沿同一方向延伸。如果将传统的平皮带用于具有这种结构的电梯中，那么皮带将在电梯车箱底部的滑轮52和滑轮56之间扭转。被扭曲的平皮带沿倾斜方向进入电梯车箱底部的滑轮52和滑轮56内，这样就会产生局部磨损或使摩擦特性不稳定。反之，由于本发明的缆索53的横截面基本为圆形，因此而且即使采用可能使缆索扭曲的结构，也不会出现局部磨损的情况和使摩擦特性不稳定的情况。

此外，树脂纤维缆索当其受到紫外线照射时可能会改变或老化，因此在阳光可能直接或间接照射在升降通道内的条件下及设置在室外的观光电梯内不能使用树脂纤维缆索。相反，本发明的缆索可采用钢丝作加强部件，以用于承载。因此，即使暴露于紫外线下，缆索也不会老化，而且可被应用于上述的条件下。

另外，在约200-700℃的温度下，树脂纤维缆索可能会变性，从而使其强度急剧下降。因此，当将树脂纤维缆索应用到电梯上时，根据其材料的不同而可能由于建筑物内的火灾而断裂。此外，当设置有绞合钢丝的平皮带由于建筑物内的火灾而变热时，用于捆扎绞合钢丝的护套树脂材料将会熔化，从而使绞合线相互纠缠在一起，这样就会使电梯出现故障。相反，本发明的缆索采用钢丝作为用于承载的加强部件。因此，即使升降通道由于火灾而变热，也只有树脂涂层材料才可能熔化，而且其强度仍然在约1000℃时保持采用传统钢索时的高强度。由于当建筑物内发生火灾时不能使用电梯，因此由于建筑物内出现火灾而降低缆索的耐用性的问题不会直接对电梯的安全性造成影响，但是当建筑物意外失火而电梯正在使用时，上述特征提供了有效的措施。

另外，在采用传统钢索的电梯内，升降高度越大，钢索的长度也就越长。在这种情况下，由于缆索必须支承其自身的重量，因此必须进一步提高缆索的强度。与此相反，与强度相等的传统钢索相比，本发明的缆索53其单位长度的重量较小。因此，即使将本发明的缆索用于提升高度很大的电梯上时，该缆索也能够抑制由于其自身重量而导致的悬浮载荷的增加。

本发明的缆索具有重量轻的优点，因此在安装电梯或用新缆索更换旧缆索时，就会易于缆索的运输、安装和拆卸操作。

此外，在现有技术的钢索和钢制滑轮的组合结构中，由于钢索和滑轮相互接触而产生了噪音。在滑轮以高速旋转的高速电梯内，这种情况尤为明显。与此相反，当采用本发明的缆索时，由于其表面涂敷有树脂，而树脂又比钢材柔软，因此不论滑轮是否由钢或树脂制成，都能够防止接触噪音的产生。

此外，为防止钢丝之间或钢绞线之间的磨损，传统的钢索内充满了润滑剂。因此，就有出现油污的可能性，例如润滑剂飞溅和粘到衣服上。与此相反，本发明的缆索没有使用润滑剂，因此绝不会出现油污。总之，电梯的钢索不会暴露在电梯车箱或乘客部分内，而且上述优点能够有效防止升降通道壁被污染，或者有效改善维修和检查工人的操作环境。

此外，树脂纤维缆索在开始使用时具有很大的延伸率，因此，在安装后的一段时间后，必须调整其长度。这是因为树脂纤维要比钢丝柔软，因此使纤维相互适应并相互紧密接触就需要花费很长的时间。与此相反，本发明的缆索中心有钢丝的结构，因此与使用传统钢索的情况相比，其初始延伸率要早一些稳定下来，从而不必再次调整缆索的长度。

本发明的缆索表面上涂敷有树脂，因此可通过正确选择树脂的类型或将颜料混合到树脂中而使其能够任意着色。这样，对于观光电梯或室外电梯而言，可通过使缆索的颜色与建筑物或升降通道的颜色相同而不使人们注意到缆索的存在，或者与此相反，可通过使缆索的颜色与建筑物或升降通道的颜色完全不同的方式来突出电梯的运行。或者，使缆索的不同部分分别具有不同的颜色，从而根据电梯车箱51的垂直位置的不同，看到不同的颜色组合。在这种情况下，需要防止树脂层在颜色的交界处相互分离。因此，不用将颜料预先混合到树脂中，可通过将颜料与树脂混合，与此同时将树脂连续涂敷到缆索主体的外圆周上并通过改变待混合的颜料，就可以用不同的颜色为树脂层着色，而且还能够保证树脂层是一个连续的层。如上所述，可通过对缆索53着色来提高设计效果。

图10为采用本发明之缆索的电梯的第二实施例的顶视图。本实施例与图9所示的实施例其区别之处主要在于：配重57被安装在一个不同的位置上。就是说，配重57被安装在电梯车箱51的一侧和升降通道壁64之间，其中电梯车箱51的这一侧定位在与电梯车箱侧门72a、72b相对的位置上。因此，电梯车箱底部的滑轮52、滑轮56和驱动装置59就被安装在不同的位置上。这些结构上的差别是由建筑物格局的限制导致的。如图10所示，在该实施例中，电梯车箱底部的滑轮52和滑轮56的纵向轴线沿不同的方向延伸，而且滑轮56和配重滑轮58的纵向轴线也沿不同的方向延伸。即，缆索在滑轮52和滑轮56之间被扭曲并在滑轮56和配重58之间被进一步扭曲。因此，如果在具有这种结构的电梯内采用传统的平皮带，那么与图8和9所示的结构相比，就可能产生局部磨损，或使摩擦特性不稳定。但是，如果本发明的缆索被应用到图10所示的结构中，那么局部磨损和摩擦特性不稳定的现象绝不会发生，因为缆索的横截面大体为圆形，这是本发明的一个特征。就是说，本实施例是一种能够更加充分利用本发明的缆索之优点的结构。

图11为采用本发明之缆索的电梯之第三实施例的透视图。在该实施例中，顶部滑轮65和66用于在升降通道的底部安装滑轮56、驱动装置59和制动器60。这种结构的主要优点在于：可能产生噪音的驱动装置59可被安装在升降通道的底部，而不是安装在升降通道的顶部，因为在升降通道的底部，噪音很难成为问题，但在升降通道的顶部，噪音最容易传播。另外，与图8和9所示的实施例相比，缆索53的整个长度和重量将分别变长和变重，因此就存在需要大量时间和精力来完成安装操作的问题。但是，当在该结构中使用本发明的缆索时，就可以使整个缆索的重量减轻并安装操作变得容易。就是说，该实施例是一种更加充分利用本发明之缆索重量轻的优点的结构。

图12为采用本发明之缆索的电梯之第四实施例的透视图。在该实施例中，图11所示的配重57的位置设置在图10所示的电梯车箱后面。当然，该实施例中存在图10和11所示实施例涉及到的问题，即，在图10中，缆索53在两个位置被扭曲，在图11中，由于缆索的长度很长，因此就增加了整个缆索的重量。但是，通过使用本发明的缆索，就可以防止出现局部磨损和摩擦特性不稳定的问题，而且还能够减轻整个缆索的重量，即使是在要求缆索产生扭曲的结构中。

图13为采用本发明之缆索的电梯之第五实施例的透视图。在该实施例中，滑轮56、驱动装置59和制动器60被安装在升降通道的顶部或一个设置在升降通道上方的机房内。电梯车箱被一个电梯车箱架68所支承并通过一个垂直框架69和一个十字头70悬挂在缆索53上。缆索53的一端被连接到十字头70上，而另一端则通过滑轮56和偏转轮67连接到配重57上。滑轮56被旋转，以通过滑轮56和缆索53之间的摩擦力驱动缆索53，从而移动电梯车箱51和配重57。通过电梯车箱架68来支承电梯车箱51和采用偏转轮67不是本发明必不可少的要求。

该实施例可被广泛应用到电梯的结构中，但这种结构也可采用本发明的缆索。具体而言，在本实施例的结构中，偏转轮67常被采用，因此与未采用偏转轮的结构相比，卷绕角即缆索53卷绕在滑轮56上的角度范围很可能较小。滑轮56和缆索53之间的摩擦力具有随卷绕角一起连续降低的特性。因此，摩擦力不足以使缆索53在滑轮56上产生滑动倾向。相反，与传统的钢索相比，当采用本发明的缆索53时，可以得到较高的摩擦力，从而提供一种能够防止缆索53打滑的可靠电梯。

图14为采用本发明之缆索的电梯之第六实施例的透视图。该实施例采用了一个相对其直径具有较小厚度的薄型圆柱形驱动装置59、制动器60和滑轮56。因此，通过将驱动装置59设置在升降通道和电梯车箱51之间的空隙内，就可以减小升降通道的顶部空间，在其它结构中，驱动装置安装在升降通道的顶部空间内。本实施例中的驱动装置59最好由一种永磁型无齿轮同步电机构成。在这种情况下，如果滑轮56的直径很大，那么以相同的速度移动电梯车箱51的滑轮56之转速就很小，而且由驱动装置59产生的扭矩就会增加。因此，构成驱动装置59的电机的直径必须非常大。与此相反，当采用本发明的缆索时，滑轮56的直径可以减小，从而能够使驱动装置59的直径适当减小，以减小升降通道的尺寸。

图15为采用本发明之缆索的电梯之第七实施例的透视图。在该实施例中，电梯车箱51通过缆索53悬挂在一悬挂点71上。缆索53通过滑轮56与配重57相连接。这种结构不需要任何垂直框架或十字头来悬挂电梯车箱51，因此其具有简化电梯车箱周围结构的优点。此外，由于不需要十字头，包括电梯车箱和十字头的整个高度也减小，因此就可以在升降通道的顶部设置一个较小的额外空间。这样，由于驱动装置59被安装在这个额外的空间内，因此驱动装置59的高度尺寸越小，额外空间也就越小。因此，当采用本发明的缆索时，滑轮56的直径可以很小，而且构成驱动装置59的电机之直径也可以很小，从而使驱动装置59的高度尺寸减小。这样，就能够使设置在升降通道顶部的额外空间较小。

图16为采用本发明之缆索的电梯之第八实施例的透视图。该实施例的结构如下：驱动装置59、制动器60和滑轮56安装在配重57的内部，而缆索53被滑轮56驱动，以沿垂直方向移动电梯车箱51和配重57。在该实施例的结构中，不必将驱动装置及类似部件安装在建筑物的侧面，因此与现有技术相比，可以减少升降通道的空间。但是，为将驱动装置59、制动器60和滑轮56安装在配重57内，必须减小这些部件的尺寸。反之，如果采用本发明的缆索，那么就可以减小滑轮56的直径，从而使驱动装置59和制动器60变小，这样就能够将这些部件安装到配重57内。

在图16中，驱动装置59、制动器60及滑轮56安装在配重57内，但在将这些部件安装到电梯车箱51上的情况下，可以通过使用本发明的缆索而获得同样的效果。

图17为采用本发明之缆索的电梯之第九实施例的透视图。该实施例是一种具有下述特征的结构：电梯车箱51和配重57通过顶部滑轮65和缆索53相互连接，导轨76安装在驱动滚轮74和压力滚轮75之间，驱动装置59用于旋转驱动滚轮74，以沿垂直方向移动电梯车箱51和配重57。与图16所示的实施例相似，该实施例不需要将驱动装置和其它部件安装到建筑物的侧面上，因此其具有减小升降通道空间的作用。这里，为了不使建筑物的侧面承受悬浮载荷，该结构最好使顶部滑轮65支承在导轨76上。但是，为了不增大升降通道，需要以下述方式安装顶部滑轮65：使其能够从导轨76沿水平方向移动其中心。在这种情况下，由悬浮载荷产生的弯矩作用于导轨76上，这样就容易使导轨弯折。与此相反，如果采用本发明的缆索，那么顶部滑轮65的尺寸就可以减小，从而减少顶部滑轮65和导轨76之间的水平位移及弯矩。因此，可以降低导轨76的重量。

除上述的电梯外，本发明的缆索还可应用到其它领域内。作为其中的一种应用，下面对将本发明应用到起重机上的情形加以说明。一般情况下，起重机通常用于室外或用于一个较大的室内空间内，这样就可能使构成起重机的缆索暴露于风雨和尘土中。因此，由锈蚀或尘土而产生的磨损将缩短缆索的使用寿命。与此相反，由于本发明的缆索表面涂敷有树脂层，作为加强部分的绞合钢丝并没有直接暴露于风雨或尘土中。因此，与传统的钢索相比，本发明可以延长缆索的寿命。

此外，在本发明的缆索中，可以很容易地对树脂层的表面进行着色。因此，通过对表面的树脂层涂上多种不同的颜色，使起重机的操作人员或在起重机周围执行钢丝处理操作的工人容易发现这些缆索。因此，可以制成具有良好安全性和操作性的起重机。在这种情况下，缆索的表面树脂层的颜色最好为黄色、橙色和不同的荧光色。但是，如果周围环境的颜色与上述颜色相类似，那么这种颜色就不能提高能见度，当然应该采用其它的颜色。

作为将本发明应用于除电梯外的其它应用领域内的一个实例，下面将对本发明之缆索应用到滑雪场内的吊篮或升降机上的情况加以说明。吊篮或升降机通常以类似于起重机的方式在室外使用，如上所述。本发明的缆索涂敷有树脂，因此其具有良好的耐气候性和超长的寿命。

此外，传统的钢索外观与滑雪场的景色不相匹配，因为钢丝处于外露状态下。而本发明的缆索能够容易地对表面树脂层进行着色，因此可以制造出在外观上能够与景色相配的升降机。例如，如果需要使升降机不引人注意，那么缆索最好被涂成白色或与白色近似的淡颜色。反之，如果需要将升降机在其延伸方向上引人注目，那么象红色、蓝色或绿色这样的可见颜色是合适的颜色。具体而言，可通过在邻近升降机的缆索上涂敷不同的颜色，而使乘客容易地识别出可选的移动方向。

此外，对于座椅式升降机而言，乘客恰好坐在钢索的下面。这样，就会出现一个问题：根据润滑剂应用到钢索上的方式的不同，乘客的衣服可能被落下的润滑剂液滴弄脏。但本发明的缆索不需要使用润滑剂，因此不必担心弄脏乘客的衣服。

顺便说一下，用于滑雪场中的升降机上的缆索必须是环形的，即，缆索的相对两端必须连接在一起。对于传统的钢索而言，是通过将构成缆索的钢绞线拆开，然后通过接头工艺将从相对两端伸出的钢绞线编织在一起的方式将缆索制造成环形。与此相反，本发明的缆索可通过下述操作被制造成环形：

除掉位于缆索两端的表面涂层树脂的一个固定部分。然后，将构成钢索的钢绞线解开，并通过接头工艺将从两端伸出的钢绞线编织在一起。接下来，对处理过的部分再次涂敷树脂材料。

在这种情况下，如果雨水或类似物通过重新涂敷的部分渗透到缆索内，那么缆索就可能锈蚀，而且其强度也变差。因此，必须至少以防风雨的方式在该部分上涂敷涂层。作为一个最佳实例，可通过加热在缆索上套装一根由可热缩树脂制成的管子，或者用压敏粘接剂将一树脂带卷绕在缆索上。或者，可使用密封材料封闭原来的表面树脂层和重新涂敷的树脂之间的接口而使缆索更具防风雨性。

以上述方式制成的本发明能够防止由于电梯滑轮直径减小而导致的缆索寿命缩短，或者延长缆索的寿命。因此，本发明能够减小包括有一电机和一提升机的设备的尺寸和重量，节省安装电梯所需的空间，而且还能够通过延长缆索的使用寿命提高整个装置的安全性和可靠性。

Claims (15)

1、一种缆索，其包括：

多个绞合在一起的钢绞线；

多根通过将所述钢绞线拧绞在一起形成的钢丝，其中：

钢索的外表面上涂敷有树脂材料，而且钢索的横截面大体为圆形。

2、根据权利要求1的缆索，其特征在于：所述的多根钢丝都涂敷有树脂材料。

3、根据权利要求2的缆索，其特征在于还包括：一个设置在缆索中心处的纤维芯。

4、根据权利要求1的缆索，其特征在于：在所述多个钢绞线中，至少一个设置在所述缆索中心的钢绞线涂敷有树脂材料。

5、根据权利要求2的缆索，其特征在于：在所述多个钢绞线中，至少在所述缆索中心的钢绞线涂敷有树脂材料。

6、根据权利要求1的缆索，其特征在于：所述多个钢绞线中的每一个都涂敷有树脂材料。

7、根据权利要求2的缆索，其特征在于：所述多个钢绞线中的每一个都涂敷有树脂材料。

8、根据权利要求4的缆索，其特征在于：润滑剂被充填到所述钢绞线的涂层内。

9、根据权利要求5的缆索，其特征在于：润滑剂被充填到所述钢绞线的涂层内。

10、根据权利要求6的缆索，其特征在于：润滑剂被充填到每个所述钢绞线的涂层内。

11、根据权利要求7的缆索，其特征在于：润滑剂被充填到每个所述钢绞线的涂层内。

12、根据权利要求1的缆索，其特征在于：所述涂层具有多层。

13、一种电梯，其中一电梯车箱和一配重通过多个主缆束连接在一起，所述多个主缆索通过卷绕在一个可由电机驱动的滑轮上而得以驱动，和所述多个包括一个根据权利要求1至12之一所述的缆索。

14、根据权利要求13的电梯，其特征在于：所述滑轮的直径D与所述主缆束的直径d之比率D/d为40或小于40，而且

所述钢丝的直径δ和所述滑轮的直径D满足下述等式关系：

Eδ/2D＜260〔MPa〕

其中E表示钢丝的纵向特性模量。

15、根据权利要求13的电梯，其特征在于：所述缆索是通过使钢丝和钢绞线沿相同的方向绞合到一起的浪氏拧转法制成的。

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