БЛОК КОНТРОЛЯ СКОРОСТИ И УСКОРЕНИЯ С УПРАВЛЯЕМЫМ ЭЛЕКТРОННЫМ СПОСОБОМ ПУСКОВЫМ СЕРВОМЕХАНИЗМОМ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВАХ Российский патент 2013 года по МПК B66B5/06 

Изобретение относится к ограничителю скорости в соответствии с отличительной частью п.1 формулы изобретения.

Подобные ограничители скорости находят применение, в частности, в канатных и гидравлических лифтах и служат для активации тормозного или ловильного устройства в том случае, когда кабина лифта перемещается недопустимо быстро не недопустимым образом. При этом понятие «кабина» имеет широкое толкование и охватывает все виды кабин, грузонесущих органов, грузовых платформ и пр.

Поскольку имеются в виду конструктивные детали для обеспечения безопасности, то от таких ограничителей скорости требуется высокая степень надежности.

Известные в настоящее время ограничители скорости являются в большинстве случаев совершенно устаревшими и сконструированы по одинаковому, положительно себя зарекомендовавшему основному принципу, соблюдение которого обычно требуют пользователи.

Обычно ограничители скорости описываемого здесь типа приводятся в действие бесконечным канатом, обращающимся внутри шахты. Канат ограничителя скорости движется соответствующим образом по шкиву ограничителя скорости или же - в большинстве случаев в головной части шахты -изменяет свое направление с помощью шкива ограничителя скорости. В своей другой крайней точке он изменяет направление своего движения посредством ролика, обеспечивающего в большинстве случаев одновременное натяжение каната. Канат ограничителя скорости закреплен в одном месте на кабине или механизме для запуска тормозного или ловильного устройства. Поэтому канат ограничителя скорости обращается с присущей кабине скоростью, т.е. окружная скорость канатного шкива соответствует скорости движения кабины лифта. Понятие «канатный шкив» средним специалистом понимается в соответствии с назначением и, следовательно, в широком смысле.

Собственно ограничитель скорости состоит из канатного шкива и тормоза, срабатывающего в случае превышения определенной скорости вращения канатного шкива. Будучи активирован, он затормаживает канатный шкив. В результате происходит относительное движение между канатом ограничителя скорости и кабиной лифта. Это движение используется для срабатывания тормозного или ловильного устройства или для образования его начальных приводных усилий.

Традиционные ограничители скорости работают по-прежнему чисто механически, во всяком случае, что касается срабатывания для торможения или улавливания в случае превышения скорости. Это объясняется тем, что, во-первых, еще до последнего времени механические системы считались наиболее надежными и, во-вторых, механические системы применимы, как и раньше, благодаря своей функциональной надежности в случае прекращения подачи электроэнергии. Кроме того, необходимые для торможения или блокировки канатного шкива приводные усилия наиболее просто могут быть достигнуты механическим способом.

Типичный образец такого ограничителя скорости описан в патенте ФРГ DE 3830864 С1. В этом ограничителе скорости применен механически возбуждаемый, колеблющийся храповый останов. При достижении канатным шкивом чрезмерной частоты вращения храповый останов возбуждается настолько сильно, что приходит в действие и блокирует канатный шкив.

Другой, с точки зрения основного принципа также типичный образец ограничителя скорости раскрыт в заявке на европейский патент ЕР 0628510 А2. В этом ограничителе скорости канатный шкив оснащен комбинацией из центробежных грузов, эксцентриковых кулачков и пружин, которые вращаются вместе со шкивом. В случае превышения канатным шкивом первой предельной величины частоты вращения центробежные грузы отклоняются настолько сильно, что приводят в действие выключатель и обесточивают главный привод лифта. Если же частота вращения канатного шкива тем не менее продолжает нарастать, то центробежные грузы отклоняются еще больше, т.е. настолько, что эксцентрики поворачиваются так, что они упираются в неподвижное тормозное кольцо и вызывают тормозной эффект, в результате которого канатный шкив затормаживается. В целях обеспечения активации ограничителя скорости и в том случае, когда еще отсутствует превышение частоты вращения канатного шкива, в ЕР 0628510 А2 предусмотрены значительные конструкторские затраты. Для этого предусмотрен стопорный стержень, который электромеханическим способом подается на окружность поворота эксцентриковых кулачков. При активации стопорный стержень преграждает движение, по меньшей мере, одному эксцентриковому кулачку. При достижении стопорного стержня эксцентриковым кулачком последний может миновать его только в случае, если он будет им вытеснен наружу, т.е. в положение отклонения, которое он в противном случае занял бы в случае превышения второй предельной величины частоты вращения. В конечном итоге таким образом «модулируется» превышение скорости и затормаживается канатный шкив.

В обоих типах ограничителя скорости использован принцип центробежной силы или инерции масс. Вследствие этого они обладают зависимым от ускорения свойством, выражающимся в том, что, чем больше ускоряется кабина лифта, выходя из допустимого диапазона скорости и проходя через максимально разрешенную скорость, тем позднее, т.е. при более высокой скорости, срабатывает ограничитель скорости, т.к. сначала требуется преодолеть инертность собственных масс пускового механизма.

Поэтому задачей изобретения является создание ограничителя скорости, точно регистрирующего моментальную скорость и точнее и быстрее реагирующего на возможное превышение скорости.

Указанная задача решается с помощью отличительных признаков п.1 формулы изобретения.

Пусковой механизм тормоза содержит, как правило, дистанционный датчик частоты вращения и связанный с ним электронный блок. Благодаря этому достигается точная и почти не запаздывающая регистрация фактической частоты вращения канатного шкива, так как при этом не используются массы, инерционность которых оказывает значительное влияние. Одновременно в варианте выполнения согласно изобретению становится возможным выполнить ограничитель скорости исключительно узким в направлении к оси вращения канатного шкива, так как дистанционный датчик частоты вращения и его электронный блок значительно проще поддаются миниатюризации, чем механизмы с механическим срабатыванием в виде, например, балансиров или центробежных масс в комбинации с эксцентриками, для которых естественно требуется определенное пространство для размещения необходимых «инерционных масс», т.е. балансиров или центробежных масс. Это соответствует тенденции, при которой при одной и той же мощности лифта применяются шахты все меньшего сечения.

В функциональной связи с датчиком частоты вращения и соответствующим электронным блоком работает муфта. Она управляется электронным блоком и соединяет при соответствующей активации, по меньшей мере, тормозную колодку - предпочтительно косвенно - с вращающейся деталью ограничителя скорости, например с самим канатным шкивом или с другой, отдельной деталью. Тормозная колодка, находящаяся в состоянии покоя иначе, чем прежние, входящие в состав системы центробежных масс тормозные колодки, в результате этого - преимущественно косвенно - отклоняется посредством вращающейся детали и прижимается к тормозному ротору. Следовательно, имеет место своего рода «сервоэффект», так как приводная энергия для тормозных колодок образуется не извне, а внутри вращающимся канатным шкивом ограничителя скорости. Снаружи создается только вспомогательная энергия для приведения в действие муфты, например, в виде энергии натяжения для пружинного энергоаккумулятора.

При соответствующем выполнении тормоза между тормозным ротором и тормозной колодкой происходит самоусиление, т.е. образующиеся на тормозных колодках фрикционные силы сами обеспечивают поддержание прижатия тормозной колодки к тормозному ротору и, следовательно, автоматическое продолжение процесса торможения.

Как правило, колодка выполнена таким образом, что ее прижатие к тормозному ротору постоянно возрастает, т.е. происходит самоторможение тормозного ротора. Тормозной ротор почти внезапно останавливается и блокируется в состоянии покоя. Муфта обеспечивает положение, при котором пуск тормоза электронным блоком происходит при минимальной вспомогательной энергии, так как не требуется создания ни собственно усилия прижатия тормозных колодок, ни усилия для перемещения тормозной колодки до упора в тормозной ротор.

Понятие «датчик частоты вращения» следует понимать в широком смысле. Под ним подразумеваются все распространенные типы датчиков, в которых сигналы образуются при вращательном движении и выражают величину пути при вращении, скорость вращения и/или ускорение вращения.

Согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения вспомогательная муфта содержит поворотный вспомогательный элемент предпочтительно в виде кольцевого элемента, способного вращаться по центру вокруг оси вращения тормозного ротора по часовой стрелке или против нее. Этот вспомогательный элемент может соединяться с вращающейся деталью ограничителя скорости, в результате чего вспомогательный элемент поворачивается, т.е. собственные усилия для прижатия тормозных колодок создаются не сторонними исполнительными органами, а самим канатным шкивом. При этом вспомогательный элемент связан, как правило, в свою очередь, по меньшей мере, с двумя тормозными колодками таким образом, что при своем повороте он прижимает тормозные колодки к тормозному ротору.

Такой вспомогательный элемент обладает по сравнению с соответствующими отдельно приданными исполнительными органами, непосредственно воздействующими на тормозные колодки, существенными преимуществами, в частности, в том случае, когда применяются две или более тормозных колодки, так как вспомогательный элемент представляет собой устройство принудительной синхронизации тормозных колодок и обеспечивает положение (как правило, активация достигается несколькими исполнительными органами), при котором полностью гарантируется функция безопасности даже в случае отказа исполнительного органа. Кроме того, благодаря вспомогательному элементу, по меньшей мере, в том случае, когда он выполнен в виде кольцевого диска, ход исполнительного органа и перемещение тормозной колодки происходят раздельно, вследствие чего движение тормозной колодки может характеризоваться более «длинным ходом», чем чрезвычайно короткий ход исполнительных органов.

В другом предпочтительном варианте развития предусмотрено, чтобы тормозными колодками служили эксцентрики, расположенные по отношению к тормозному ротору и соединенные с вспомогательной муфтой так, что тормозные колодки при вращении как по часовой, так и против часовой стрелки могут прижиматься, как указано, к тормозному ротору. Благодаря этому ограничитель скорости может контролировать движение как вверх, так и вниз. Особенно просто осуществлять это в том случае, когда тормозными колодками служат эксцентрики, расположенные по отношению к тормозному ротору таким образом, что при нахождении каждой тормозной колодки в состоянии покоя ее минимальный радиус приблизительно пересекается с осью вращения тормозного ротора. Под понятием «радиус» в данном случае подразумевается минимальное расстояние между точкой поворота тормозной колодки и точкой на той ее наружной поверхности, которая непосредственно обращена к окружности тормозного ротора и по определению может приводиться с ней в контакт.

Предпочтительно, чтобы все тормозные колодки располагались относительно друг друга вокруг тормозного ротора с тем, чтобы возникающие при срабатывании ограничителя скорости или при блокировке тормозного ротора радиальные силы по существу взаимно уничтожались. В результате снижаются возникающие при срабатывании нагрузки, а также конструктивные затраты, которые требуются для того, чтобы ограничитель скорости при резком срабатывании не подвергался функционально опасным упругим или даже пластическим деформациям.

Особо предпочтительным решением предусмотрено, чтобы вспомогательный элемент содержал, по меньшей мере, один, в идеале - несколько исполнительных, управляемых электронным способом органов, которые при соответствующем управлении прижимали бы вспомогательную фрикционную накладку к вращающейся детали ограничителя скорости, предпочтительно в строго радиальном направлении, после чего вспомогательный элемент поворачивается. Названной вращающейся деталью в принципе может служить любая вращающаяся деталь ограничителя скорости, пригодная для такого соединения. Однако, как правило, указанной вращающейся деталью служит тормозной ротор, так как только он обеспечивает описываемую ниже опцию, при которой посредством блокировки в течение максимально короткого времени обеспечивается остановка, что щадит фрикционные накладки исполнительных органов, поскольку очень быстро прекращается движение фрикционных накладок относительно тормозного ротора.

В другом оптимальном варианте выполнения предусмотрено, чтобы тормозной ротор был связан с канатным шкивов или его валом с помощью дополнительной фрикционной муфты таким образом, чтобы канатный шкив при блокированном тормозном роторе мог продолжать вращаться при определенной степени торможения. Благодаря этому обеспечивается положение, при котором канат ограничителя скорости хотя достаточно сильно и затормаживается для создания необходимых усилий для приведения в действие тормозного или ловильного устройства, зато не тормозится настолько сильно, чтобы канат ограничителя скорости проскальзывал на своем шкиве, увлекаемый кабиной лифта до момента ее остановки. При этом также щадится и сам ограничитель скорости, так как уменьшаются инерционные массы, которые при блокировке резко затормаживаются до состояния покоя.

Как правило, момент сил трения дополнительной фрикционной муфты может регулироваться, благодаря чему приводные усилия, передаваемые ограничителем скорости через свой канат, могут быть приведены в соответствие с отдельно применяемым тормозным или ловильным устройством.

Другие преимущества и возможности конструктивного выполнения содержатся в приводимом ниже описании примеров выполнения и прилагаемых чертежей, на которых:

фиг.1 изображает первый вариант выполнения, в направлении по оси вращения канатного шкива;

фиг.2 - вид сбоку на первый пример выполнения (датчик скорости и приданный ему электронный блок демонтированы);

фиг.3 - вид сверху на первый вариант выполнения (датчик скорости и приданный ему электронный блок демонтированы);

фиг.4 - частичный вид на первый пример выполнения на участке конца вала, выступающего из несущей конструкции и содержащий диск, создающий вместе с неподвижным датчиком импульсы;

фиг.5 - частичный вид на второй альтернативный пример выполнения;

фиг.6 - частичный вид на третий пример выполнения,

Конструкция, представленная в примере выполнения на фиг.1-4, является максимально простой. Несущая структура ограничителя скорости состоит по существу из двух боковых пластин 1a, 1b. Эти пластины жестко соединены между собой в своей нижней части посредством уголка 2. Последний одновременно служит монтажной пятой. Для той же цели в верхней части предусмотрено две распорных втулки 3, с помощью которых обе пластины 1a, 1b свинчены между собой. Названные конструктивные детали выполнены, как правило, из стали, так как несущая конструкция хотя и должна быть простой, но вместе с тем и по возможности жесткой.

Обе пластины 1а, 1b несут на себе приваренные, привинченные или иным способом закрепленные подшипниковые втулки 5 с подшипниками качения 6, в которых установлен вал 4с, жестко связанный с канатным шкивом 4. Вал имеет выступающий из несущей конструкции конец (фиг.4). Этот выступающий конец вала несет на себе преимущественно диск, который вместе с соответствующим неподвижным датчиком создает зависимые от вращения импульсы, образуя, таким образом, датчик скорости, который в данном случае служит одновременно и для регистрации проходимого кабиной лифта пути и, следовательно, ее положения в шахте, а также для регистрации моментального ускорения.

Канатный шкив 4 состоит из двух участков 4а, 4b. Участок 4b канатного шкива предназначен для регулярной эксплуатации, участок же 4а канатного шкива выполнен в виде так называемой «механической тестовой канавки», которая позволяет допущенному для этого контрольному органу или монтеру перевешиванием каната ограничителя скорости обеспечивать традиционным способом (не только электронным) срабатывание ограничителя скорости при нормальных условиях движения. При необходимости тестовая дорожка может отсутствовать.

В этой связи следует отметить, что бесконечный канат ограничителя скорости согласно изобретению не обязательно должен совершать верхний или нижний поворот, даже если это регулярно производится, так как таким способом достигается совершенно просто достаточно большой и исключающий проскальзывание надежный охват канатного шкива при условии, что необходимый натяжной ролик в состоянии создать достаточно большое натяжное усилие.

По существу в непосредственной близости от канатного шкива 4 расположен на валу 4 тормозной ротор 7. В данном случае, хотя он и имеет дисковую форму, однако действует подобно тормозному барабану, так как его периферийная поверхность образует поверхность трения.

Это способствует выполнению конструкции, являющейся совершенно плоской в направлении к главной оси вращения (вала 4).

Тормозной ротор 7 связан с валом 4 не жестко, а через фрикционный тормоз. Последний состоит из двух закрепленных жестко, но с возможностью осевого смещения на валу 4 прижимных дисков 8, которые посредством навинченной на вал гайки 9 с промежуточными пружинами 10 целенаправленно прижаты через фрикционную накладку 11 к тормозному ротору 7. Таким образом при блокированном тормозном роторе на вал 4 воздействует заданный момент тормозных сил. Создаваемый при этом момент тормозных сил оказывается достаточным, во-первых, для обеспечения настолько большого запаздывания движущегося по канатному шкиву 4 каната ограничителя скорости, что создаются необходимые для приведения в действие тормозного или ловильного устройства силы, и, во-вторых, он препятствует возникновению перегрузки на каком-либо участке вследствие, как правило, резкой блокировки тормозного ротора 7. Благодаря этому одновременно возможно придать канавке канатного шкива соответствующую геометрию, например форму канавки с клиновым сечением, чем предупреждается проскальзывание каната ограничителя скорости на его шкиве. Проскальзывание является препятствующим фактором, в частности, в том случае, когда ограничитель скорости должен произвести копирование шахты. Как правило, пружины 10 являются, как в данном случае, дисковыми, которые естественно имеют очень плоскую форму.

Выше и ниже тормозного ротора 7 расположены на пластине 1b поворотные тормозные колодки 12. Тормозные колодки 12 выполнены и установлены таким образом, что до момента срабатывания ограничителя скорости они занимают показанное на фиг.1 нейтральное положение. В этом нейтральном положении между тормозным ротором и тормозными колодками предусмотрен незначительный, но достаточный свободный зазор, составляющий, как правило, менее 1,2 мм, в идеальном случае около 0,6-0,9 мм. Таким образом надежно исключается непроизвольный контакт тормозных колодок с тормозным ротором, даже если со временем произойдет загрязнение, с другой же стороны, в этом случае отсутствует ненужный люфт, который потребовалось бы сначала преодолеть до занятия тормозными колодками положения упора. Из упомянутого нейтрального положения тормозные колодки могут поворачиваться как по часовой, так и против часовой стрелки. Они имеют такую форму и/или так эксцентрично расположены, что независимо от направления своего поворота приходят в контакт с тормозным ротором, если этот поворот является более, чем незначительным. Поэтому ограничитель скорости может вызывать срабатывание двунаправленных тормозных или ловильных устройств, т.е. как при движении вниз, так и при движении вверх.

Показанная здесь конструкция выполнена самотормозящей, т.е., когда тормозные колодки 12 приходят в контакт с тормозным ротором, они захватываются последним и с возрастающим усилием прижимаются к нему. В доли секунды происходит их заклинивание с тормозным ротором, который блокируется. Вследствие симметричного расположения тормозных колодок по периметру тормозного ротора взаимно уничтожаются радиальные составляющие внезапно образующихся на тормозных колодках сил, что щадяще сказывается, в частности, на подшипники ограничителя скорости.

Предпочтительно, чтобы взаимодействующая с тормозными колодками окружная поверхность тормозного ротора, а при необходимости, и активная поверхность тормозных колодок имели мелкое рифление или мелкие зубья. Смысл и цель их наличия состоит в том, чтобы указанный захват тормозных колодок происходил и в том случае, когда между тормозным ротором и тормозными колодками имеется только металлический контакт. При этом рифление или зубья выполнены настолько мелкими, что не образуется ни преобладающего направления, ни преобладающих положений, т.е. определенных положений, которые должны занять тормозные колодки и тормозной ротор относительно друг друга для зацепления. Это является существенным аспектом изобретения, при котором в противоположность распространенным храповым остановам тормозной ротор не имеет значительного люфта, т.е. он может взаимодействовать по меньшей мере с одной тормозной колодкой почти независимо от своего положения после мгновенного поворота, обеспечивая длительное торможение.

Для срабатывания ограничителя скорости после прилегания тормозных колодок к тормозному ротору предусмотрена вспомогательная муфта. Муфта содержит вращаемый в обоих направлениях кольцевой элемент 13, который в данном случае выполнен в виде листовой детали с несколькими кромками по своей периферии и двумя крепежными лапками 14. Кольцевой элемент 13 расположен соосно с валом 4. Для этого он может скользить по соответствующему выступу одной из подшипниковых втулок 5, т.е. не связан с вращательным движением вала 4. Кольцевой элемент приводится в свое показанное на фиг.1 состояние покоя возвратными пружинами 15.

С помощью зубчатого венца, выполненного в данном случае в виде роликового привода с особо малым трением, кольцевой элемент 13 связан с тормозными колодками. Как правило, соединение не имеет зазора для поворота, в результате чего даже незначительные вращательные движения кольцевого элемента вызывают поворот тормозных колодок. С другой же стороны, соединение предпочтительно выполнить таким, чтобы в радиальном направлении присутствовал некоторый зазор между тормозными колодками и кольцевым элементом. В результате обеспечивается положение, при котором на опору кольцевого элемента даже при резком, в некоторых случаях, ударном срабатывании тормозных колодок от них не передаются значительные радиальные силы.

Обе упомянутые крепежные лапки 14 кольцевого элемента 13 несут на себе соответственно один из исполнительных органов 16, с помощью которых электронный блок при необходимости приводит в действие ограничитель скорости. Наличие двух исполнительных органов 16 повышает эксплуатационную надежность, так как каждый исполнительный орган, как правило, выполнен таким образом, что при необходимости он самостоятельно может обеспечить необходимое действие.

Не показанные здесь подробно исполнительные органы 16 могут быть выполнены, например, в виде электромагнитных толкателей, отводимых с преодолением действия пружин, создающих предварительное напряжение, на нижнем конце которых закреплена фрикционная накладка. Пока по исполнительным органам протекает ток, соответствующая фрикционная накладка занимает положение с зазором. При обесточивании исполнительных органов их пружина нажимает на приданный ей толкатель в направлении к тормозному ротору. Как только фрикционные накладки исполнительных органов придут в надежный контакт с тормозным ротором, последний захватывает кольцевой элемент. Это происходит независимо от направления мгновенного поворота тормозного ротора, так как толкатели в идеальном случае ориентированы так, чтобы они прижимались в строго радиальном направлении к тормозному ротору.

Кольцевой элемент 13 синхронизирует движение тормозных колодок, поворачивает их и после их поворота на значительную величину приводит их в положение упора в тормозной ротор. Поскольку в данном случае применяется самотормозящая конструкция, то тормозной ротор блокируется резко, в результате чего прекращается относительное движение между тормозным ротором и фрикционными накладками исполнительных органов. В результате предупреждается ненужный износ фрикционных накладок последних. Синхронизация с помощью кольцевого элемента создает положение, при котором обе тормозных колодки действительно в один и тот же момент прижимаются к тормозному ротору, и при необходимости последний может быть эффективно заблокирован без того, чтобы могла частично проявиться никогда не устраняемая полностью упругость конструкции. Кроме того, благодаря своей синхронизации кольцевой элемент 13 обеспечивает избыточность, при которой даже если один из обоих исполнительных органов выйдет из строя, то к тормозному ротору будут надежно прижаты обе тормозных колодки, а не одна, как это было бы в том случае, если бы обеим тормозным колодкам был придан только один собственный исполнительный орган.

В этой связи проявляется существенное преимущество муфты, образованной кольцевым элементом 13 и его исполнительными органами 16 и обеспечивающей срабатывание ограничителя скорости, при этом путь, который проходят тормозные колодки от их неактивного положения до положения, в котором они прижимаются к тормозному ротору, не зависит от длины хода исполнительных органов. В результате обеспечивается существенная свобода действий, по меньшей мере, на стадии конструирования. Кроме того, вспомогательная муфта и ее исполнительные органы по существу механически не связаны с тормозными колодками, т.е. не требуется, чтобы вспомогательная муфта или ее исполнительные органы создавали также силы отдачи, возникающие на тормозных колодках при взаимодействии с тормозным ротором по принципу "Actio=Reactio" (действие равно противодействию). Такие силы отдачи воспринимаются коренными шейками, вокруг которых поворачиваются тормозные колодки.

Необходимо отметить, что и муфта выполнена так, что она не имеет люфта, т.е. захват кольцевого элемента 13 происходит сразу, как только фрикционные накладки толкателей прилегают к тормозному ротору, независимо от того, в каком месте по периметру или по торцу тормозного ротора фрикционные накладка сначала пришли в соприкосновение.

Наконец кольцевой элемент 13 упрощает разблокирование после срабатывания ограничителя скорости. Как только кабина лифта, например, после ее улавливания во время движения вниз снова поднимется вверх на короткое расстояние, канатный шкив ограничителя скорости приводится в движение в обратном направлении, в результате чего тормозной ротор разблокируется, так как кольцевой элемент 13, находящийся под действием возвратных пружин 15, отводит тормозные колодки от тормозного ротора, приводит их в нейтральное положение и удерживает в нем до тех пор, пока на исполнительные органы снова не поступит электропитание.

На фиг.4 показан участок с выступающим концом S вала, на котором в данном случае установлено корончатое колесо 19. Оно имеет отдельные зубья 21, расположенные с зазором между собой. Каждый зубец 21, который здесь проходит через датчик в виде вилочного фоторелейного барьера 20, прерывает этот барьер и образует импульс. Вместо фоторелейного барьера 20 может также применяться, например, геркон. Однако фоторелейный барьер имеет то преимущество, что магнетизм или индуктивность или поля рассеяния не оказывают своего влияния, при этом загрязнение, являющееся нарушающим фактором при использовании фоторелейного барьера, легко можно исключить применением герметичного кожуха.

По существу электронное выполнение ограничителя скорости также является предпочтительным, так как оно обеспечивает ряд дополнительных функций, благодаря которым ограничитель скорости согласно изобретению заметно превосходит известные в настоящее время механические решения. Упомянутые дополнительные функции активируются посредством электрических сигналов и осуществляются, как правило, программным обеспечением. Имеются в виду следующие дополнительные функции, которые являются эффективными уже при раздельном применении, но особенно при совместном.

При значительном превышении номинальной скорости прежде всего размыкается так называемая безопасная схема. В этом случае приводится в действие тормоз привода. И только в случае последующего нарастания скорости происходит прекращение подачи электропитания на исполнительные органы, и в результате срабатывает описанным способом ограничитель скорости.

Благодаря полностью электронному способу срабатывания механического тормоза ограничитель скорости согласно изобретению служит для электрического дистанционного срабатывания в испытательных целях и для электрической установки в начальное состояние после срабатывания.

Кроме того, срабатывание может произойти не только в зависимости от скорости, но и при аварийном ускорении (например, а>1,7 м/с²), благодаря чему можно заблаговременно определить разрушение несущих средств и произвести предохранительное улавливание или торможение при свободном падении с ускорением еще до момента превышения скорости.

В результате заметно снижается преобразуемая при опасности улавливающими устройствами кинетическая энергия и возрастает безопасность.

Кроме того, ограничитель скорости согласно изобретению особенно пригоден для контроля за кабиной лифта в состоянии покоя на остановке при открытых дверях. Для этого в ограничитель скорости должна поступать информация от центрального устройства управления лифта о нахождении кабины на остановке. Эффективное срабатывание в этом случае может произойти при неконтролируемом или при непроизвольном движении кабины лифта с открытыми дверями, например, на 75 мм.

Практически аналогичная технически функция может применяться для временного оборудования защитного пространства, т.е. для защиты людей, находящихся под кабиной или на ее крыше. В этом случае срабатывание вызывают снаружи, как только обнаруживают нежелательное движение кабины лифта или ее проникновение в защитное пространство.

Внутренние сигналы о положении, скорости и ускорении, создаваемые ограничителем скорости, могут передаваться дальше в устройство управления лифта, где они используются в качестве опорных сигналов, например, при копировании шахты.

С помощью дополнительного входного сигнала (или микропереключателя на электронном блоке) пороговые значения скорости (размыкание безопасной схемы и срабатывание тормоза) могут быть уменьшены на определенный коэффициент. Этот коэффициент может выбираться таким, чтобы ограничитель скорости срабатывал уже при достижении номинальной скорости с тем, чтобы можно было протестировать функцию ловильного устройства без необходимости механического переоборудования (электронная испытательная канавка), т.е. без необходимости переводить канат ограничителя скорости из используемой при эксплуатации канавки шкива в расположенную рядом канавку шкива, имеющую существенно меньший диаметр, и тем самым моделировать «повышенную скорость» при нормальной эксплуатации.

Все важные для безопасности функции осуществляются двумя независимыми параллельными функциональными ветвями (процессорами с входными и выходными схемами), осуществляющими дополнительный взаимный контроль за своим функционированием.

Если исполнительные органы выполнены в виде катушек для задержки срабатывания, то они регулярно отключаются на короткое время (на несколько микросекунд, что не вызывает механического воздействия) и, таким образом, проверяются электрические схемные элементы.

Прерывание безопасной схемы производится мостовой схемой с четырьмя релейными контактами, причем соответственно два реле управляются одним процессором. В поперечной ветви измеряется сопротивление. Этим обеспечивается проверка релейных функций, причем безопасная схема остается замкнутой. Если из строя выходит реле или процессор, то с помощью оставшихся деталей все еще возможно размыкание безопасной схемы.

Вращение канатного шкива регистрируется тремя датчиками, причем образующиеся при этом закономерности сигналов (их последовательность, запрещенные состояния) используются для распознания дефекта. Если происходит неисправность, то с помощью двух оставшихся датчиков могут выполняться любые функции.

На случай прекращения подачи электроэнергии предусмотрено применение аккумулятора. После обнаружения дефекта электронным блоком происходит ожидание до момента остановки кабины лифта, прежде чем произойдет остановка лифта размыканием безопасной схемы.

На неустойчивые состояния лифта (относительно положения, скорости и ускорения) реакция происходит в любое время в виде непосредственного размыкания безопасного контура или отключения катушек для задержки срабатывания.

На фиг.5 показан альтернативный пример выполнения с частичным вырезом. Этот пример выполнения, несмотря на объясняемые ниже отличия, аналогичен первому примеру выполнения. Поэтому приведенное выше описание первого примера выполнения действительно и для данного примера.

Отличие от первого примера выполнения заключается в следующем.

В данном примере выполнения во вспомогательной муфте H не применяется дополнительный поворотный вспомогательный элемент, т.е. она выполнена чрезвычайно просто. Поэтому вспомогательная муфта состоит в данном случае из одного исполнительного органа 22, непосредственно встроенного в приданную ему тормозную колодку 12. Исполнительный орган 22 состоит из толкателя 24 из магнитного материала. На своей обращенной к тормозному ротору 7 стороне толкатель 24 снабжен фрикционной накладкой 26. Пока по катушке 23 протекает ток, она удерживает толкатель 24 в положении с зазором, преодолевая действие пружины 25, в котором отсутствует его контакт с тормозным ротором 7.

Как только электронный блок определяет превышение скорости или по какой-либо иной причине подает команду на срабатывание, он обесточивает катушку 23. После этого пружина 25 прижимает толкатель 24 с фрикционной накладкой 26 к тормозному ротору 7. Последний захватывает тормозную колодку 12, т.е. поворачивает ее. В зависимости от направления поворота в контакт с тормозным ротором 7 сначала приходит одна из главных рабочих поверхностей HW тормозной колодки 12. Это приводит к дополнительному повороту тормозной колодки. В результате происходит - при соответствующем исполнении - самоторможение между тормозным ротором 7 и тормозной колодкой 12. При этом происходит резкая блокировка тормозного ротора 7. Разблокировка производится аналогичным способом, описанным для первого примера выполнения. Как только тормозной ротор 7 начнет поворачиваться обратно в противоположном направлении, прижатие тормозной колодки 12 к тормозному ротору 7 прекращается. Поскольку толкатель исполнительного органа, на который снова стал поступать электрический ток, в этот момент снова занял исходное положение, то возвратной пружиной 29 тормозная колодка 12 снова приводится в свое нейтральное положение.

На фиг.6 показан третий вариант выполнения с частичным разрезом. Также и этот вариант выполнения, несмотря на объясняемые ниже отличия, выполнен аналогично первому. Поэтому приведенное выше описание первого варианта выполнения справедливо и для данного примера.

Отличие от первого варианта выполнения заключается в следующем.

Ограничитель скорости является однонаправленного действия, т.е. может ограничивать скорость только при движении в одном направлении. В противоположность преимущественно симметричным кулачкам в первом примере выполнения в данном примере используются кулачки несимметричной формы, в которых «материал» использован только на рабочих участках, что позволяет снизить материалоемкость или инертность масс и одновременно обеспечить свободный ход в направлении вращения даже в случае ошибочного срабатывания электронного блока при движении кабины в соответствующем направлении.

В целом следует отметить, что изобретение может широко применяться одинаково для разных типов вертикальных и наклонных лифтов, однако первично оно рассчитано собственно на пассажирские и грузовые лифты.

Перечень позиций:

1a пластина корпуса

1b пластина корпуса

2 уголок

3 распорная втулка

4 канатный шкив

4а малый участок канатного шкива

4b большой участок канатного шкива

4с вал канатного шкива

5 подшипниковая втулка

6 подшипник качения

7 тормозной ротор

8 диски сцепления

9 гайка вала

10 дисковые пружины

11 фрикционные накладки

12 тормозная колодка

13 кольцевой элемент

14 фиксирующие лапки

15 возвратная пружина

16 исполнительный орган

17 редуктор

18 вспомогательная фрикционная накладка

19 корончатое колесо

20 вильчатый фоторелейный барьер

21 зубья корончатого колеса

22 исполнительный орган

23 катушка

24 толкатель

25 - не присвоено

26 фрикционная накладка

27 фиксирующее кольцо

28 электрическая подводящая линия

29 возвратная пружина

Н вспомогательная муфта

НО вспомогательный элемент

S выступающий конец вала

HW основная рабочая поверхность тормозной колодки.

Изобретение предназначено для контроля скорости канатных и гидравлических, вертикальных и наклонных, пассажирских и грузовых лифтов. Подъемно-транспортное средство содержит кабину, приводную систему, тормозное или ловильное устройство, ограничитель скорости. Ограничитель скорости лифта содержит канатный шкив (4а, 4b) с канатом, тормоз, пусковое устройство. Пусковое устройство содержит дистанционный датчик частоты вращения, электронный блок, вспомогательную муфту (Н), управляемую электронным блоком. Вспомогательная муфта (Н) обеспечивает сцепление тормозной колодки (12) с тормозным ротором (7). Достигается контроль скорости подъемника. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Ограничитель скорости лифта, содержащий канатный шкив с канатом, активируемый тормоз для торможения канатного шкива и пусковое устройство, активирующее тормоз в зависимости от частоты вращения канатного шкива, отличающийся тем, что пусковое устройство содержит преимущественно дистанционный датчик частоты вращения, образующий обрабатываемый электронным способом сигнал, взаимодействующий с ним электронный блок и вспомогательную муфту (Н), управляемую электронным блоком и обеспечивающую при соответствующей активации сцепление, по меньшей мере, одной тормозной колодки (12) с вращающейся деталью ограничителя скорости, которая может быть выполнена в виде тормозного ротора (7), в результате чего тормозная колодка (12) поворачивается и прижимается к тормозному ротору (7) таким образом, что между тормозным ротором (7) и тормозной колодкой (12) происходит самоусиление, вызывающее торможение канатного шкива (4а, 4b).

2. Ограничитель скорости по п.1, отличающийся тем, что вспомогательная муфта (Н) содержит вспомогательный элемент (НО), предпочтительно, в виде вращающегося по центру вокруг оси вращения тормозного ротора ограничителя скорости кольцевого элемента (13), сцепляемый с вращающейся деталью (7) ограничителя скорости таким образом, что вспомогательный элемент (НО) поворачивается, причем он в свою очередь связан, как правило, по меньшей мере, с двумя тормозными колодками так, что вспомогательный орган (НО) при своем повороте прижимает тормозные колодки (12) к тормозному ротору (7).

3. Ограничитель скорости по п.2, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна тормозная колодка (12) установлена с возможностью вращения и связана с помощью редуктора (17), выполненного предпочтительно в виде роликового редуктора, с вспомогательным элементом (НО).

4. Ограничитель скорости по п.3, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна тормозная колодка (12) представляет собой эксцентрик, расположенный относительно тормозного ротора (7) и связанный с вспомогательной муфтой (Н) таким образом, что тормозная колодка (12) прилегает к тормозному ротору (7) как при вращении по часовой стрелке, так и против нее.

5. Ограничитель скорости по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна тормозная колодка (12) представляет собой эксцентрик, установленный относительно тормозного ротора (7) таким образом, что в состоянии покоя тормозной колодки (12) ее минимальный радиус (R) практически пересекается с осью вращения тормозного ротора.

6. Ограничитель скорости по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что все тормозные колодки (12) расположены вокруг тормозного ротора (7) и относительно друг друга таким образом, что возникающие при торможении радиальные силы, по существу, взаимно уничтожаются.

7. Ограничитель скорости по п.2, отличающийся тем, что вспомогательный элемент (НО) содержит, по меньшей мере один, предпочтительно два электрически управляемых исполнительных органа (16), которые при соответствующем управлении прижимают приданную вспомогательную фрикционную накладку к вращающейся детали ограничителя скорости, предпочтительно в строго радиальном направлении, после чего вспомогательный элемент (НО) поворачивается.

8. Ограничитель скорости по п.7, отличающийся тем, что указанной вращающейся деталью ограничителя скорости является тормозной ротор (7).

9. Ограничитель скорости по п.8, отличающийся тем, что тормозной ротор (7) связан с канатным шкивом (4а, 4b) или его валом (4 с) посредством дополнительной фрикционной муфты (8, 9, 10, 11) таким образом, что канатный шкив (4а, 4b) может вращаться в некоторой степени после блокировки тормозного ротора.

10. Ограничитель скорости по п.1, отличающийся тем, что вспомогательная муфта (Н) не имеет люфта, т.е. выполнена таким образом, что независимо от положения после мгновенного поворота функционально приданной ей вращающейся детали она может сцепляться при срабатывании с этой деталью.

11. Ограничитель скорости по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна тормозная колодка (12) не имеет люфта, т.е. независимо от положения после мгновенного поворота тормозного ротора (7) она может взаимодействовать с этим ротором с обеспечением самоусиления.

12. Ограничитель скорости по п.7, отличающийся тем, что электрически управляемый или управляемые исполнительные органы (16) представляют собой электромагниты, которые вместе с управляющим ими электронным блоком выполнены таким образом, что проверка на функциональность электромагнитов возможна во время работы, в частности, при нахождении кабины лифта на остановке, например, в результате того, что на электромагниты подается в течение короткого времени электрический ток или на короткое время они обесточиваются таким образом, что возможна проверка на надлежащее функционирование электронного блока с учетом системного времени реакции электромагнитов при отсутствии окончательного срабатывания вспомогательной муфты (Н).

13. Ограничитель скорости по п.7 или 12, отличающийся тем, что электрически управляемый или управляемые исполнительные органы (16) представляют собой катушки задержки срабатывания, предварительно нагруженные пружинами и удерживаемые в положении с обеспечением люфта под действием электрического тока.

14. Ограничитель скорости по п.1, отличающийся тем, что датчик частоты вращения и взаимодействующий с ним электронный блок следят за моментальным ускорением и/или расстоянием, пройденным канатным шкивом (4а, 4b) при вращении, и активируют вспомогательную муфту в случае превышения определенной величины моментального ускорения или определенного пути при вращении вспомогательной муфты (Н) независимо от моментальной скорости канатного шкива.

15. Ограничитель скорости по п.1, отличающийся тем, что образованные внутри сигналы, соответствующие относительному пути движения кабины лифта, используются в сочетании с внутренним или наружным счетчиком и опорным сигналом, указывающим на совершенно определенное положение, предпочтительно на одно из крайних положений (верхнее или нижнее), кабины лифта, для определения абсолютного положения кабины лифта в шахте.

16. Подъемно-транспортное средство, содержащее перемещающуюся по направляющим рельсам кабину, приводную систему, взаимодействующее с направляющими рельсами тормозное или ловильное устройство для прекращения недопустимых режимов движения кабины и ограничитель скорости для срабатывания тормозного или ловильного устройства, отличающееся тем, что ограничитель скорости выполнен по любому из предыдущих пунктов.