电梯曳引绳布置专利技术综述

电梯曳引绳布置专利技术综述

伍辉

国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心 广东广州 510000)

摘要：在专利数据库中，通过国际分类号为B66B7/06和B66B11/08以及关键词电梯（elevator）、绳索（rope）筛选出了与电梯曳引绳布置相关的专利文献，通过分析专利文献，梳理出了电梯曳引绳布置的发展状况，为后续如何适应电梯运行重型载荷、精简电梯布置空间提供了有利参考，提出了优化电梯曳引系统中的配重、轿厢的配置以代替单独的曳引绳布置来优化电梯曳引系统的布置。

关键词：电梯；曳引绳；布置

中图分类号：TH211 文献标识码：A

1. 1. 引言

早在公元前2600年，埃及人在建造金字塔时就使用了最原始的升降系统，这套系统的基本原理至今仍无变化：即一个平衡物下降的同时，负载平台上升。美国OTIS公司研制出了第一台用电机来取代人工操作对升降机进行升降驱动的升降机，至此，形成了电梯的最初雏形。在后续的电梯发展中，为了提高电梯升降的安全性和舒适性，电梯曳引绳的布置成为了电梯技术领域发展的一个重要方面。

1. 2. 发展状况

有关电梯曳引绳布置的主要国际分类号为B66B7/06和B66B11/08，为了全面分析国内外电梯曳引绳布置的发展状况，分别对CNABS数据库和VEN数据库进行了检索，利用上述分类号以及关键词电梯（elevator）、绳索（rope）进行了限定，并分别在CNABS数据库和VEN数据库中筛选了与电梯曳引绳布置相关的专利文献744篇和2126篇进行分析:

分析曳引式电梯的工作原理可知，电梯升降主要是靠曳引机与曳引绳之间的摩擦力来驱动的，因此，为了提高电梯的曳引能力，对曳引电梯的改造一般都是通过增加曳引机或者是通过改变曳引绳布置来实现的。

1. 曳引绳复绕曳引轮

通过将曳引绳复绕在曳引轮上，来增加电梯曳引能力的专利文献较早的是US专利文献，如公开号为US1944772的专利文献^[1]，该文献公开了一种1:1电梯曳引绳布置方式，通过曳引绳绕过曳引轮后再绕上导向轮，再绕回曳引轮，最后通过导向轮绕出，该曳引绳布置方式能够增加曳引绳与曳引轮的接触长度，从而增加电梯曳引能力；公开号为US4566562的专利文献^[2]，该文献通过曳引绳交叉缠绕曳引轮的方式增加电梯的曳引能力。

2. 双曳引机

虽然通过将曳引绳复绕在曳引轮的方式，可以增加电梯的曳引能力，但增加的曳引能力还是非常有限的，电梯曳引绳布置的又一个发展方向则是通过增加曳引机的数量，从而使得电梯曳引轮的曳引能力得到进一步的加强。该方面出现较早的专利文献是JP的专利文献，如公开号为JP平1-187188A的专利文献^[3]就比较有代表性，申请人为株式会社东芝，该文献是在原有的一个曳引机驱动电梯升降的基础上，又在曳引机房中增加了另外一个曳引机，使用两个曳引机同时工作的方式，来带动电梯的升降，从而进一步提高了电梯的曳引能力。

3. 轿厢双曳引绳

该阶段所要解决的问题已不再限于是提高电梯的曳引安全性，而是考虑如何来提高电梯乘坐的舒适性与运行的安全性，该方面研究较早的专利文献也为JP的专利文献，如公开号为JP平2-158583A的专利文献，其公开日为1990年6月19日，该文献公开了一种通过在电梯轿厢上设置同轴的两个分开的曳引轮和导向轮，从而将连接在电梯轿厢上的曳引绳分为左右两个部分，这样的曳引绳布置方式会使得轿厢的行驶的更加平稳，从而进一步提高电梯的运行舒适性。

4. 多轿厢曳引电梯

增加了曳引能力和电梯舒适性后，如何提高电梯的运输效率和电梯的使用空间效率又是一个发展的方向，在这一方面的发展过程中美国OTIS电梯公司的研究较早，如公开号为US005526901A的专利文献，其公开日为1996年6月18日，该文献公开的曳引电梯，通过在曳引绳上同时设置两个上下分布的轿厢，实现了一个曳引机同时对两台电梯轿厢进行工作，节省了电梯运行空间的同时，也增加了电梯的运行效率。

5. 对重布置方式

通过布置多个轿厢可以节省空间，同样，通过对对重的巧妙布置，同样可以节省电梯的使用空间，主要的方式有：共用对重、不带对重和将对重布置在轿厢的侧边。

如公开号为JP2003-306278A的专利文献，其公开日为2003年10月28日，该文献公开了一种双电梯轿厢共用一个对重的电梯系统，通过两个轿厢共用一个对重，实现了对电梯空间的节省。

对于将电梯对重省去，从而增加电梯的使用空间研究较多的是芬兰的通力股份公司，如公开号为CN1993290A的专利文献，其公开日为2007年7月4日，其就公开了一种通过巧妙布置滑轮和曳引绳的结构，将传统意义上的对重省去了，多个滑轮的应用还改变了电梯的曳引比，从而也提高了电梯的曳引能力；又如公开号为CN101506083A的专利文献，其公开日为2009年8月12日，是通力股份公司在中国提交的PCT申请，该专利文献公开的电梯系统，将传统的电梯对重用电机或者是液压结构等来代替了。

公开号为JP2003-104657A的专利文献，其公开日为2003年4月9日，该文献所要解决的问题是通过多个滑轮和曳引绳的巧妙布置，将电梯轿厢的对重设置在电梯轿厢的侧面，从而能够更大程度的节省电梯的使用空间。

6. 曳引机的布置

前述的曳引机电梯中的驱动机构，曳引电机都是布置在电梯曳引机房中，该布置结构的存在使得电梯的使用空间比较大，为了进一步提高电梯的使用空间，曳引机的巧妙布置也是提高电梯曳引空间的一个重要方向。

如公开号为CN1492835A的专利文献，其公开日为2004年4月28日，该文献就公开了多种将电梯曳引机安放到电梯轿厢上，从而增加电梯的使用空间的技术方案。公开号为CN1639046A的专利文献，其公开日为2005年7月13日，该文献是三菱电机株式会社在中国提交的PCT申请，该文献公开了一种将曳引电机安放在电梯对重上的曳引电梯，从而也达到了节省电梯使用空间的目的

7. 双曳引机的控制

在以前的双曳引机电梯中，只是单纯的考虑了提高电梯曳引能力的问题，但是具体的如何保证两个曳引电机之间的同步，或者说，如果两个曳引电机之间发生状况后如何处理，都没有考虑到相关的控制问题，而在这一时期，日本的三菱电机做的研究比较透彻，如公开号为JP2006-160384A的专利文献，其公开日为2006年6月22日，该文献公开的就是一种双曳引电机驱动电梯及其电机驱动的控制方式，通过在两个曳引电机上添加控制单元，判断出两个电机哪个处于非正常工作状态，当出现该状态时，能保证另外一个电机仍能正常工作，从而进一步增加了电梯运行的安全性。

1. 3. 小结

在电梯发展的过程中，电梯曳引系统对于电梯的运行产生着至关重要的作用，电梯曳引绳从最初的单绕式慢慢进行着演变，为了适应电梯重载荷、节约建筑井道空间等要求不断进行着变化，从最简单的仅改变曳引绳缠绕方式转变为改变轿厢、配重、曳引电机的配置，以后电梯曳引系统的优化将更大程度的综合考虑电梯系统各部件间的相互配置进行，而不是仅仅的仅仅改变曳引绳的布置。

参考文献

[1] Kenneth M. White etc. Elevator Compensating Rope Sheave: US, 1944772[P]. 1934-1-23.

[2] Katsuhiko Suzuki etc. Traction Elevator Apparatus: US, 4566562[P]. 1986-1-28.

[3]宫迫等. Elevator: JP, 昭63-7736[P]. 1989-7-26.

作者简介：伍辉，男，1988年出生，福建三明人，硕士学历，研究领域：电梯，现工作单位：国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心。地址：广东省广州市黄埔区九龙镇中新知识城国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心