电梯系统的拉伸构件
发明背景
本发明的实施方案涉及电梯系统，并且更具体地涉及一种具有高抗弯刚度的承重构件，所述承重构件被配置用于电梯系统中。
电梯系统可用于在建筑物的各个楼层之间运载乘客、货物或两者。一些电梯是基于牵引的并且利用诸如绳索或带的承重拉伸构件，以用于支撑电梯轿厢，并实现电梯轿厢的期望的移动和定位。
在绳索用作拉伸构件的情况下，每条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。在带用作拉伸构件的情况下，被配置为拉伸构件的多个相邻的绳索嵌入到共同的弹性体带体中。拉伸构件专门负责传递拉力，而弹性体材料传递牵引力。作为牵引装置的带(特别是拉伸构件与接触表面之间的弹性体区域)因此在操作期间暴露于高剪切和剪应力。
由于布置在刚性基质复合材料中的由单向纤维形成的承重牵引构件重量轻且强度高，因此它们在用于电梯系统(具体地，高层系统)时提供了显著的益处。然而，单向复合结构导致高的抗弯刚度，所述单向复合结构在用于承重构件围绕牵引绳轮缠绕的电梯系统中时可产生实质的弯曲应力。尽管可通过减小承重构件的厚度来减小弯曲应力，但是必须增加宽度以实现具有相同载重能力的承重构件。由于大多数电梯系统的空间限制，承重构件的这种宽度的增加可能超出井道内的驱动机器可用的空间。
发明简述
根据本发明的一个实施方案，提供了一种承重构件，其包括承重段，所述承重段具有布置在基质材料内的多根载重纤维。承重构件的至少一部分在承重构件未拉伸时具有曲率半径。
除了以上所述特征的一个或多个之外，或者作为替代方案，在其他实施方案中，多根载重纤维具有单向取向。
除了以上所述特征的一个或多个之外，或者作为替代方案，在其他实施方案中，多根载重纤维基本上相同。
除了以上所述特征的一个或多个之外，或者作为替代方案，在其他实施方案中，布置在曲率半径的外侧部分处的多根载重纤维具有比邻近曲率半径的内侧布置的多根承重纤维更长的未拉伸长度。
除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，在其他实施方案中，至少一个承重段形成为拉挤成型体。
除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，在其他实施方案中，承重构件包括彼此间隔开一定距离的多个承重段。
除了以上所述特征的一个或多个之外，或者作为替代方案，在其他实施方案中，多个承重段中的每一个基本上相同。
除了以上所述特征的一个或多个之外，或者作为替代方案，在其他实施方案中，涂层围绕承重拉挤成型体的至少一部分并且限定承重构件的接合表面。
根据本发明的另一个实施方案，提供了一种包括井道的电梯系统。安装在井道内的驱动机器具有与其联接的牵引绳轮。电梯轿厢和配重可在井道内移动。一个或多个承重构件连接电梯轿厢和配重。承重构件被布置成与牵引绳轮接触，使得驱动机器的操作使电梯轿厢在多个楼梯平台之间移动。一个或多个承重构件中的每一个包括一个或多个承重段，每个承重段具有布置在基质材料内的多根载重纤维。一个或多个承重构件的至少一部分在承重构件未拉伸时具有曲率半径。
除了以上所述特征的一个或多个之外，或者作为替代方案，在其他实施方案中，牵引绳轮具有的直径在承重构件的厚度的约150与300倍之间。
除了以上所述特征的一个或多个之外，或者作为替代方案，在其他实施方案中，多根载重纤维具有单向取向。
除了以上所述特征的一个或多个之外，或者作为替代方案，在其他实施方案中，布置在承重构件的具有曲率半径的部分内的多根载重纤维的未拉伸长度发生变化。
除了以上所述特征的一个或多个之外，或者作为替代方案，在其他实施方案中，邻近内弯曲半径布置的多根载重纤维具有第一未拉伸长度，并且邻近外弯曲半径布置的多根载重纤维具有第二未拉伸长度。第一未拉伸长度短于第二未拉伸长度。
除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，在其他实施方案中，至少一个承重段形成为拉挤成型体。
除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，在其他实施方案中，承重构件包括彼此间隔开一定距离的多个承重段。
除了以上所述特征的一个或多个之外，或者作为替代方案，在其他实施方案中，多个承重段中的每一个基本上相同。
除了以上所述特征的一个或多个之外，或者作为替代方案，在其他实施方案中，承重构件包括围绕至少一个承重段的一部分的涂层，涂层限定被配置来接触牵引绳轮的接合表面。
除了以上所述特征的一个或多个之外，或者作为替代方案，在其他实施方案中，承重构件的弯曲部在未拉伸时具有的直径在牵引绳轮的直径的约1.5与约2.5倍之间。
附图简述
在本说明书结尾处的权利要求书中具体指出并且明确要求保护被认为是本发明的主题。本发明的前述和其他特征以及优点从以下结合附图进行的详细描述显而易见，在附图中：
图1是牵引电梯系统的实例的透视图；
图2是根据本发明的实施方案的将包括在承重带中的承重构件的剖视图；
图3是根据本发明的实施方案的被涂层互连的具有多个承重段的承重带的剖视图；并且
图4a是呈未拉伸和拉伸构型的常规的承重构件的侧视图；并且
图4b是根据本发明的实施方案的呈未拉伸和拉伸构型的承重构件的侧视图。
详细描述参考附图以举例的方式来解释本发明的实施方案以及优点和特征。
发明详述
现参照图1，示出了根据本发明的实施方案的电梯系统10的实例。电梯系统10包括电梯轿厢14，所述电梯轿厢14被配置来在井道12内沿着多个轿厢导轨(未示出)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来接合轿厢导轨，以便在电梯轿厢14在井道12内移动时保持其适当对准。
电梯系统10还包括配重16，所述配重16被配置来在井道12内垂直地向上和向下移动。如在常规的电梯系统中已知的，配重16在与电梯轿厢14的移动大致相反的方向上移动。配重16的移动由安装在井道12内的配重导轨(未示出)引导。在所示出的非限制性实施方案中，联接到电梯轿厢14和配重16两者的至少一个承重构件30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，至少一个承重构件30围绕牵引绳轮18沿着第一方向弯曲。在一个实施方案中，形成在至少一个承重构件18中的任何附加弯曲部也必须在相同的第一方向上。
电梯系统10的驱动机器20定位并且支撑在支撑构件22(例如像井道12或机房的一部分中的底板)顶上的安装位置处。尽管本文示出和描述的电梯系统10具有1∶1的绳索构型，但是具有其他绳索构型和井道布局的电梯系统10处于本发明的范围内。在具有替代性绳索构型的实施方案中，如本领域中已知的，扭转可布置在承重构件30中，以避免反向弯曲或承重构件30的所有弯曲都发生在相同方向上的其他布置。
现参照图2-3，更详细地示出了根据本发明的实施方案的承重构件30的实例的横截面。在图2所示出的非限制性实施方案中，承重构件30包括单个拉伸构件或承重段32，所述单个拉伸构件或承重段32具有单向地布置在刚性基质材料36内的多个单独的载重纤维34。承重段32可具有任何形状的横截面。如示出的非限制性实施方案中所示，承重段32内的载重纤维34随机分布在整个基质材料36中；然而，跨承重段32的区域的载重纤维34的密度在名义上保持均匀。然而，在其他实施方案中，纤维34的密度可能是不均匀的，使得承重段32可具有其他期望的性质。
用于形成承重段32的示例性载重纤维34包括但不限于例如：碳、玻璃、芳族聚酰胺、尼龙和聚合物纤维。单个承重段32内的每个纤维34可基本相同或者可发生变化。此外，基质材料36可由任何合适的材料(例如像聚氨酯、乙烯基酯和环氧树脂)形成。选择纤维34和基质材料36的材料以实现承重构件30的期望的刚度和强度。
在另一个实施方案中，承重构件30可包括多个承重段32。段32的长度大致相同并且可具有基本相同的构型，或者可在大小、形状、材料等中的一个或多个上发生变化。如图3中所示，多个承重段32可彼此大致分开一定的距离。在所示出的非限制性实施方案中，多个承重段32被夹套或涂层38包住以限制承重段32相对于彼此的移动，并且保护承重段32免受冲击。然而，应理解，任何承重构件30可包括涂层38，包括仅具有单个承重段32的实施方案。
在包括涂层38的实施方案中，涂层38限定了接合表面，所述接合表面被配置来接触牵引绳轮18的对应表面。建议用于涂层38的材料包括例如热塑性和热固性聚氨酯、聚芳酰胺以及橡胶弹性体。如果其他材料足以满足承重构件30的所需功能，那么可使用其来形成涂层38。例如，涂层38的主要功能是在承重构件30与牵引绳轮18之间提供足够的摩擦系数，以在其间产生期望的牵引量。涂层38还应将牵引载荷传递到至少一个承重段32。此外，涂层38应该是耐磨的并且保护一个或多个段32免于受到冲击损坏、暴露于环境因素(例如像化学品)，或者更重要的是，可提供用于阻止承重构件30燃烧的手段。
如前所述，承重构件30被配置来至少部分地围绕牵引绳轮18进行缠绕。在一个实施方案中，牵引绳轮18具有的直径在承重构件30的厚度的150与300倍之间。现参照图4b，承重构件30形成为在未拉伸时包括曲率半径。当未拉伸时，承重构件30的曲率具有的直径可在牵引绳轮18的直径的约1.5与约2.5倍之间。如图4a和4b中清楚地示出，具有曲率半径的承重构件30在被施加拉力时必须围绕绳轮18弯曲的距离显著小于常规的线性承重构件30在被施加拉力时必须围绕绳轮18弯曲的距离。因此，具有曲率半径的承重构件30所经历的弯曲应力显著降低，从而提高了承重构件30的载重能力并增加了承重构件30的寿命。
在其他实施方案中，仅承重构件30的一部分(例如像被配置来接触牵引绳轮18的驱动部分)在承重构件30未被拉伸时包括曲率半径。由于形成具有曲率半径的承重构件30，载重纤维34的圆周长度可发生变化。例如，布置在弯曲部外侧的载重纤维通常具有第一无应力长度，并且邻近弯曲部内侧布置的长度载重纤维34将具有比第一无应力长度短的第二无应力长度。通过使纤维34的长度从弯曲部的外侧向内侧大致减少，可消除承重构件30的内部应力。
承重构件30的一个或多个承重段32可通过拉挤成型工艺来制造。在标准的拉挤成型工艺中，纤维用基质材料来浸渍，并通过加热的模具和附加的固化加热器被拉伸，其中基质经历交联。本领域普通技术人员应理解，被拉纤维的受控移动和支撑可用于形成未拉伸的承重构件30的期望的线性或弯曲轮廓。
通过形成具有初始曲率的复合承重构件30，承重构件的弯曲应力针对给定的厚度减小。因此，可增加承重构件30的厚度，从而在达到所允许的最大弯曲应力之前增加每单位宽度的载重能力。此外，在形成有初始曲率的承重构件30的包装和运输期间，盘绕的承重构件30的储能降低，从而降低了对运输容器的要求。
尽管仅结合有限数量的实施方案对本发明进行了详细描述，但应容易理解，本发明不限于此类所公开的实施方案。相反，可对本发明进行修改，以并入以上未描述但与本发明的精神和范围相称的任何数量的变化、改变、替代或等同布置。另外，虽然已描述了本发明的各种实施方案，但是应理解，本发明的方面可仅包括所描述的实施方案中的一些。因此，不应认为本发明受限于前面的描述，而是仅受限于所附权利要求书的范围。
