用于电梯系统的承载构件的无电金属涂层
背景技术
本文所公开的实施方案涉及电梯系统，并且更具体地，涉及在电梯系统中使用的承载构件的涂层。
电梯系统可用于在建筑物的各层之间运载乘客、货物或两者。一些电梯是基于牵引的并且利用承载构件(诸如绳索或带)以用于支撑电梯轿厢并实现电梯轿厢的期望移动和定位。
在绳索被用作承载构件的情况下，每个单独的绳索不仅是用于传递拉力的牵引装置，而且还直接参与牵引力的传递。在带被用作承载构件的情况下，多个张力元件嵌入在共同的弹性体带体中。张力元件专门负责传递拉力，而弹性体材料传递牵引力。在一些带中，张力构件是由多个元件(诸如钢丝)形成的缆索，而在其他带中，张力构件可由布置在刚性基质复合材料中的单向纤维形成，从而在电梯系统(特别是高层系统)中使用时提供显著的益处。阻燃标准是每个带都需要满足的一些关键的安全要求。
发明内容
在一个实施方案中，用于电梯系统的带包括：沿着带宽度布置的多个张力构件；至少部分地封装装多个张力构件的夹套材料，所述夹套材料限定牵引表面，与牵引表面相对的和牵引表面一起限定带厚度的后表面，和在牵引表面与后表面之间延伸的限定带宽度的两个端表面。由液体溶液施加的金属涂层定位在两个端表面中的至少一个端表面上。
除此之外或另选地，在该实施方案或其他实施方案中，金属涂层位于至少一个端表面和牵引表面和/或后表面的选定部分处。
除此之外或另选地，在该实施方案或其他实施方案中，金属涂层包括镍、铜、铝、铬、锌、锡、金、银或它们的合金，或镍和磷，或镍和聚四氟乙烯(PTFE)，或镍和硼的合金或它们的合金或它们的组合。
除此之外或另选地，在该实施方案或其他实施方案中，金属涂层沿着带的长度是不连续的。
除此之外或另选地，在该实施方案或其他实施方案中，金属涂层被配置成改善带的阻燃特性。
除此之外或另选地，在该实施方案或其他实施方案中，夹套材料是弹性体材料。
除此之外或另选地，在该实施方案或其他实施方案中，经由无电镀工艺施加金属涂层。
在另一个实施方案中，一种形成用于电梯系统的带的方法包括：形成一个或多个张力元件并且将一个或多个张力元件至少部分地包封在夹套材料中，所述夹套材料限定牵引表面，与牵引表面相对的和牵引表面一起限定带厚度的后表面，和在牵引表面与后表面之间延伸的限定带宽度的两个端表面。由液体溶液将金属涂层施加到两个端表面中的至少一个端表面，以改善带的阻燃特性。
除此之外或另选地，在该实施方案或其他实施方案中，金属涂层施加到至少一个端表面和牵引表面和/或后表面的选定部分。
除此之外或另选地，在该实施方案或其他实施方案中，金属涂层包括镍、铜、铝、铬、锌、锡、金、银或它们的合金，或镍和磷，或镍和聚四氟乙烯(PTFE)，或镍和硼的合金或它们的合金或组合中的一种或多种。
除此之外或另选地，在该实施方案或其他实施方案中，施加金属涂层还包括：活化至少一个端表面以改善金属涂层与至少一个端表面的粘附性；将至少一个端表面在电解质溶液中浸没一段选定的时间，电解质溶液包含选定的金属材料；以及从电解质溶液中移除至少一个端表面，金属材料沉积在至少一个端表面处以形成金属涂层。
除此之外或另选地，在该实施方案或其他实施方案中，活化至少一个端表面包括以下中的一种或多种：用氧化剂清洁、沉积包括锡、铂或钯的种子金属层、用有机氧化剂溶液或强酸溶液进行表面清洁、等离子处理、臭氧处理、电晕处理或UV激光处理夹套材料。
除此之外或另选地，在该实施方案或其他实施方案中，沿着带的长度不连续地施加金属涂层。
除此之外或另选地，在该实施方案或其他实施方案中，遮盖至少一个端表面的选定部分以防止金属涂层在所选部分处粘附，从而导致不连续的金属涂层。
除此之外或另选地，在该实施方案或其他实施方案中，经由无电镀工艺施加金属涂层。
除此之外或另选地，在该实施方案或其他实施方案中，将金属涂层施加到两个端表面中的第一端表面，将带转动180度，并且将金属涂层施加到两个端表面中的第二端表面上。
附图说明
在说明书的结尾处具体指出并明确要求保护本主题。根据结合附图进行的以下具体描述，本公开的前述和其他特征以及优点是显而易见的，在附图中：
图1是牵引电梯系统的示例的透视图；
图2是用于电梯系统的带的示例性实施方案的剖视图；
图3是用于带的张力构件的示例性实施方案的剖视图；
图4是用于电梯系统的带的示例性实施方案的透视图；
图5是用于带的涂层工艺的实施方案的流程图；
图6是具有不连续金属涂层的带的实施方案的图示；并且
图7是用于带的制造过程的实施方案的图示。
通过举例的方式以及参考附图，具体实施方式解释了公开的实施方案以及优点和特征。
具体实施方式
现参考图1，示出了电梯系统10的示例性实施方案。电梯系统10包括电梯轿厢14，所述电梯轿厢14被配置成沿着多个轿厢导轨(未示出)在井道12内垂直地向上和向下移动。安装到电梯轿厢14的顶部和底部的引导组件被配置成接合轿厢导轨，以便当电梯轿厢14在井道12内移动时保持电梯轿厢14的适当对准。
电梯系统10还包括配重15，所述配重15被配置成在井道12内垂直地向上和向下移动。如在常规电梯系统中已知的，配重15在与电梯轿厢14的移动大致相反的方向上移动。配重15的移动由安装在井道12内的配重导轨(未示出)引导。在所示非限制性实施方案中，联接到电梯轿厢14和配重15两者的至少一个承载构件30(例如带)与安装到驱动机器20的牵引绳轮18配合。为了与牵引绳轮18配合，至少一个承载构件30围绕牵引绳轮18在第一方向上弯曲。在一个实施方案中，形成在至少一个承载构件30中的任何附加的弯曲也必须在相同的第一方向上。尽管本文示出和描述的电梯系统10具有1∶1的挂绳配置，但是具有其他挂绳配置和井道布局的电梯系统10在本公开的范围内。
现在参考图2，示出了示例性承载构件或带30的部分剖视图。带30包括与牵引绳轮18相互作用的牵引表面32，和与牵引表面32相对并在其间限定带厚度36的后表面34。带30还包括在牵引表面32与后表面34之间延伸并在其间限定带宽度40的两个端表面38(在图2的部分剖面中示出一个)。在一些实施方案中，带30具有大于1的带宽度40与带厚度36的纵横比。
带30包括沿着带30长度延伸并且跨带宽度40布置的多个张力构件42。在一些实施方案中，张力构件42跨带宽度40等距隔开。张力构件42至少部分地包封在夹套材料44中，以限制张力构件42在带30中的移动并且保护张力构件42。夹套材料44限定牵引表面32，所述牵引表面32被配置成接触牵引绳轮18的对应表面。用于夹套材料44的示例性材料包括例如热塑性和热固性聚氨酯弹性体、聚酰胺、热塑性聚酯弹性体和橡胶。可以使用其他材料来形成夹套材料44，如果它们足以满足带30的所需功能。例如，夹套材料44的主要功能是在带30与牵引绳轮18之间提供足够的摩擦系数，以在它们之间产生期望的牵引量。夹套材料44还应将牵引载荷传递到张力构件42。此外，夹套材料44应为耐磨的并且保护张力构件42免受冲击损坏，例如暴露于诸如化学品的环境因素。
在一些实施方案中，如图2和图3中所示，每个张力构件42由布置成多个股线48的多个金属丝46(例如钢丝)形成，所述多个股线48继而布置成缆索或张力构件42。在其他实施方案中，张力构件42可以由其他材料形成并且可以具有其他配置。例如，在一些实施方案中，张力构件42可以由布置在刚性基质复合材料中的多个纤维形成。虽然在所示实施方案中，带30中有六个张力构件42，但是张力构件42的数量仅仅是示例性的。在其他实施方案中，可利用例如一个、两个、三个、四个、五个、七个或更多个张力构件42。应理解，图3中所示的丝46的布置仅仅是示例性的，并且用于形成张力构件42的丝46的其他布置设想在本公开的范围内。
现参考图4，利用端表面38处的夹套材料44上的金属涂层50改善了带30的防火性能，并且在一些实施方案中，围绕带30部分地缠绕以延伸到牵引表面32和/或后表面34上。金属涂层50对防止火焰围绕带30经由端表面38从牵引表面32传播到后表面34(或反之亦然)特别有效。在一些实施方案中，金属涂层50可延伸以覆盖牵引表面32和/或后表面34的宽度的约40％。在其他实施方案中，金属涂层50可延伸以覆盖牵引表面32和/或后表面34的宽度的10％至20％之间。在一个实施方案中，金属涂层50可围绕带30缠绕以在牵引表面32和/或后表面34上延伸0.1-0.4英寸(2.5-10.2毫米)。
牵引表面32和/或后表面34可在施加金属涂层50之前成形以形成梯级带100，在所述梯级带100上施加金属涂层50。梯级带100的深度和宽度设定成与将在其处施加的金属涂层50的宽度和厚度相匹配。
金属涂层50经由无电镀操作施加到带30，在图5中示出了其中一个实施方案。在图5的实施方案中，无电镀工艺在已经完成的带30上进行，带30可以卷成圆盘形状，其中端表面38暴露。无电镀工艺包括将带30的选定部分(诸如端表面38和牵引表面32和/或后表面34的选定部分)浸没在包括金属材料(例如镍、铜、锡、金、铝、铬、锌、银或它们的合金，或镍和磷，或镍和聚四氟乙烯(PTFE)以及镍和硼的合金)的电解质溶液中。无电镀操作在低于90摄氏度的温度下进行，优选地在低于80摄氏度的温度下或甚至在室温下进行，以防止弹性体夹套材料44在无电镀工艺期间降解或熔化。可以使用无电镀工艺生产各种涂层组合物和相关的机械性能。例如，无电镀镍可另外包含硼或磷，其中不同水平的磷决定了涂层的机械性能。通常，低水平磷(2-5％wt)的无电镀镍具有比中等(6-9％wt)和高(10-13％wt)水平磷更高的沉积硬度。镍-PTFE和镍-硼无电镀涂层提供润滑性和耐磨性。因此可以调节涂层的机械和摩擦性能，以实现期望的耐久性水平和抵抗牵引绳轮18的牵引力。金属涂层50也可以在带30上的无电镀工艺之后通过电镀施加。应理解，带30上的无电镀允许其随后用具有可控厚度的许多不同金属进行电镀。
在步骤100处，带30最初被卷成圆盘形状，然后在步骤102处，将第一端表面38浸没在电解质溶液中一段选定的时间长度。在一些实施方案中，时间长度可以是大约10分钟，但是可以根据期望的金属涂层50的厚度和/或将沉积在端表面38上的金属而变化。然后在步骤104处，将带30从电解质溶液中移除并翻转180度，并且在步骤106处，将第二端表面38浸没在电解质溶液中，以在第二端表面38处沉积金属涂层50。
在一些实施方案中，在步骤108处，在将电解质溶液施加到带30之前，带30的夹套材料44被活化以促进将电解质溶液中的金属材料吸引到带30以及将金属材料粘附到带30。例如，夹套材料44表面可以用氧化剂(诸如高锰酸钾(KMnO4)溶液、过氧化氢溶液或过硫酸铵溶液)来清洁，以在夹套材料44表面处生成表面官能团。其他表面活化方法可包括使用氯化锡(SnCl2)溶液沉积锡(Sn)种子层、沉积诸如铂(Pt)或钯(Pd)的其他种子金属、用有机氧化剂溶液或强酸溶液进行表面清洁、等离子处理、臭氧处理、电晕处理、UV激光活化夹套材料44或这些方法的任何组合。还可以经由二次加工进行活化，其中第二夹套材料围绕夹套材料44固定，第二夹套材料包含活化剂材料。
由于在电梯系统10的操作期间反复弯曲并且在某些情况下拉伸带30，可以沿带30的边缘不连续地施加金属涂层50。为了实现这一点，在一些实施方案中，在图5中的步骤110处，夹套材料44被遮盖以防止金属材料粘附到夹套材料44的选定部分。在图6中示出不连续金属涂层50的一个示例，其中金属涂层50具有由沿着带30的长度间隔的涂层间隙54分开的涂层块52。通过遮盖夹套材料44的期望间隙54的部分来形成块和间隙图案。因此，金属涂层50仅粘附在夹套材料44的未遮盖部分处。可选地，清洁或活化过程可以在夹套材料44的期望金属涂层50的部分处进行，使得金属涂层50仅在经受清洁或活化过程的那些部分处粘附到夹套材料。应理解，图6中示出的图案仅仅是示例性的，并且金属涂层50的其他选择性施加图案设想在本公开的范围内。
在图7中示出的另一个实施方案中，金属涂层50的无电镀施加可以是连续带30制造过程的组成部分。在图7的过程中，张力构件42形成并放置在选定布置中。然后，促进拉伸构件42通过挤出机66或其他涂敷器，其中夹套材料44被施加到形成带30的张力构件42。然后在活化器68处清洁或活化带30。在一些实施方案中，带30在遮盖器70处被遮盖，然后第一表面38浸没在电解质溶液72中，以将金属涂层50施加到第一端表面38。带30通过滚筒74或其他设备前进以翻转带30，使得第二端表面38然后浸没在电解质溶液72中，以将金属涂层50施加到第二端表面38。施加金属涂层50作为连续带制造过程的一部分具有简化制造过程的附加优点。此外，带30具有升高的温度并且在离开挤出机66之后相对柔软，因此在挤出机66处形成带30后不久施加金属涂层50可以改善金属涂层50与夹套材料44的粘附性。
虽然已经结合仅有限数量的实施方案详细地描述了本公开，但是应容易理解，本公开并不限于此类公开的实施方案。相反，可以对本公开进行修改以并入在此之前并未描述、但在精神和/或范围上相称的任何数量的变化、改变、替换或等效布置。此外，虽然已描述了各种实施方案，但应理解，本公开的各方面可以仅包括所描述的实施方案中的一些。因此，本公开不应被视为受限于前述描述，而只受限于所附权利要求书的范围。
