CN100465083C - 用于乘客输送机的传动皮带和传动组件 - Google Patents

Abstract

一种乘客输送机系统(20)，包括驱动单元(40)，其可与梯阶链条(30)相啮合以便使梯阶(22)根据要求运动。非金属的传动皮带(50)包括齿(60)的独特构造，其可与梯阶链条(30)的齿(70，80)相啮合。在一个示例中，传动皮带齿(60)包括凸部(64)，其提供了与梯阶链条齿(70，80)的初始啮合点。在另一示例中，齿(60)包括大致下凹的梯阶链节齿啮合面(62)。本发明的装置提供了更平滑、更安静的系统操作，并减小了会倾向于发生在皮带和梯阶链节之间的分离力。

Description

用于乘客输送机的传动皮带和传动组件

技术领域

本发明大体上涉及乘客输送机。更具体地说，本发明涉及一种用于乘客输送机的传动皮带。

背景技术

乘客输送机通常包括多个梯阶，其沿着一定的路径运动以将乘客从一个位置运送到另一位置，例如在建筑物中的楼层之间运动。典型的装置包括具有与梯阶相关联的多个链节的梯阶链条(step chain)。梯阶链条沿着与梯阶所随从的环形相对应的环形运动。在线性啮合式系统中，驱动机构通常包括电动机和传动链条或皮带，其与梯阶链条相啮合以引起梯阶的所需运动。

梯阶链节和传动链条之间的相互作用提出了设计难题。例如，线性啮合式自动扶梯系统的多数振动或噪音与传动链条或皮带和梯阶链条之间的相互作用有关。当各部件上的齿未具有合适的尺寸时，就存在着必须进行调整的干涉。

另一困难是解决传动链条或皮带和梯阶链条之间的分离以及调整梯阶链条和周边结构上所得的力。另一困难是由在其中梯阶链节与传动链条或皮带相啮合的区域的开始和结束处各齿从无负载状态至满负载状态然后回到完全无负载状态的快速过渡所造成的。

本领域的技术人员一直试图进行改进。本发明包括采用具有独特齿结构的传动皮带来提高系统操作的质量。

发明内容

大体上说，本发明是一种用于乘客输送机的传动皮带，其包括有助于梯阶链节和传动皮带之间的更佳相互作用的独特齿结构。

在根据本发明来设计的一种示例性传动皮带中，皮带具有适于与驱动件如驱动机构的驱动皮带轮相啮合的内侧。外侧包括多个齿，它们适于与梯阶链条的相应部分(即梯阶链节上的齿)啮合。皮带外侧上的齿具有位于齿的远离主体的一端附近的可压缩凸部。

根据本发明来设计的另一示例性皮带包括齿，其具有适于与梯阶链节上的齿啮合的大致下凹的啮合面。在一个特定示例中，下凹啮合面包括三个不同的曲率半径，其被选择和定向成可在系统的操作期间提供与梯阶链节齿的最佳啮合和脱离。

本发明的齿形通过减小不均匀的负载而减小了振动，并且减小齿中的峰值应力水平。

在一个示例中，梯阶链节齿设有一定的表面外形，其可与皮带齿的啮合表面外形相配合，以减小会倾向于将梯阶链节推离传动皮带的分离力。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于乘客输送机的传动组件，包括:

具有多个链节的梯阶链条，各所述链节均具有多个啮合件；

驱动机构；和

皮带，其具有与所述驱动机构配合操作的内侧以及包括具有啮合面的多个齿的外侧，所述啮合面是至少部分地下凹的，并可与所述梯阶链条上的啮合件配合操作，使得所述驱动机构的运动导致所述皮带的运动，而所述皮带的运动导致所述梯阶链条的运动。

从对当前优选实施例的下述详细描述中，本领域的技术人员可以清楚本发明的各种特征和优点。在下文中简单地描述了该详细描述的附图。

附图说明

图1示意性显示了具有根据本发明来设计的部分的乘客输送机。

图2示意性显示了根据本发明来设计的示例性皮带构造。

图3是显示了根据本发明来设计的传动皮带齿的选定特征的局部剖视图。

图4显示了处于第二操作条件下的图3所示实施例。

图5显示了一种备选的皮带齿设计和一种备选的梯阶链节齿设计。

图6示意性显示了根据本发明来设计的一个特定示例的传动皮带齿的优选尺寸特征。

具体实施方式

图1示意性显示了乘客输送机系统20，其在该示例中为自动扶梯。然而，本发明并不限于自动扶梯，而是可适用于其它类型的乘客输送机，例如自动人行道。所示乘客输送机系统20包括可沿着环形运动的多个梯阶22，因此梯阶22可在平台24和26之间运送乘客。

桁架结构28以已知的方式来支撑自动扶梯系统的部件。梯阶链条30与梯阶22相关联，并被桁架结构28以已知方式引导。梯阶链条30包括多个梯阶链节32。

驱动单元40根据需要来推动梯阶链条30和梯阶22，以便使乘客在平台24和26之间运动。驱动单元40包括电动机42，其可使驱动皮带轮44以所需速度旋转。惰轮48以所知的方式旋转。驱动皮带轮44的运动导致传动皮带50运动，而传动皮带50与梯阶链条30啮合，以用于使梯阶22如所需地运动。

传动皮带46优选由嵌入在尿烷材料中的承载缆索制成。可以使用多种这样的材料，领会了本说明书优点的本领域的技术人员能够选择材料以提供所需的强度和硬度特性，从而满足其特定情形的需要。

从图2和3中可以理解，皮带50具有包括第一侧54和第二侧56的主体52。第一侧54是内侧，其适于与驱动机构的驱动皮带轮44配合操作。在该示例中，内侧54具有多个齿58，其与驱动皮带轮44上的相应齿(未示出)啮合。

皮带50的第二侧56包括多个齿60，其适于与梯阶链节32上的齿70啮合。在该示例中，齿60具有大致下凹的啮合面62。该示例中的齿60还包括凸部64，其接近于各齿的远离主体52的一端。啮合面62和凸部64有助于皮带齿60和梯阶链节32的齿70之间的更佳相互作用。

参见图3和4，凸部64在齿60的任何其它部分进行下述接触之前与梯阶链节齿70上的啮合面72相接触。凸部64优选为可压缩的或柔性的，使得齿60的至少位于凸部64附近的一部分可响应于与齿70的接触而发生弹性变形。图4示意性显示了示例性的变形，其中在与齿70啮合之前，齿60的形状如虚线74所示。在该特定示例中，齿凸部64的承载边缘压缩并部分地向左移动(根据附图)。未承载侧(即图4中齿的左侧)也有效地稍微向左移动(根据附图)。在该示例中，皮带50所施加给链节的力的方向朝向图中的右侧，如箭头76所示。

凸部64是有弹性的，并且当齿未与梯阶链节齿70中之一相啮合时，其保持未压缩的或未变形的结构。

皮带齿60的啮合面的独特结构有助于同梯阶链节齿70的更佳相互作用。本发明的装置提供了皮带50和梯阶链节32之间的更平滑且更可靠的啮合。凸部64提供了初始接触点，以便更好地分布皮带齿60中的应力。凸部64有助于在各链节齿的大致垂直部分处在皮带50和梯阶链节齿70之间形成接触，这便消除了分离力(除了可能在高负载条件下之外)。在皮带和梯阶链节之间发生啮合时，凸部64的柔性允许齿作用力逐渐增加。这种作用力的逐渐增加减小了力的脉动(即各齿在无负载和满负载状态之间的平滑过渡)，减小了乘客输送机系统中的振动。在与相应梯阶链节齿70完全啮合时，整个皮带齿60承受了负载，这减小了皮带齿中的特定位置处的应力集中。例如，在现有装置中，不合要求的高负载出现在齿根处。在这种现有的构造中，任何分离力都倾向于使皮带齿变形且增大分离力。本发明的装置因凸部64所提供的接触点而避免了这些影响。

凸部64提供了齿啮合面与梯阶链节32上的齿70之间的接触点。通过本发明的装置，接触点总是接近于齿60的齿尖。保持接触点靠近齿的顶部可在皮带和梯阶链节之间的啮合期间有效地保持一致的齿刚性。另外，保持接触点靠近齿尖可使皮带齿内的应力水平在系统的操作期间在整个齿上是几乎相同的，并且更佳地分布。

在一些示例中，下凹啮合面62提供了皮带齿和梯阶链节齿之间的间隙，使得接触点仅位于凸部64处。除凹面以外，其它外形也可用于类似目的，然而，所示示例中的凹面提供了沿齿面的平滑过渡，并允许力在整个齿上更佳地分布。

图5显示了另一示例性装置，其中梯阶链节齿80相比于图3和4所述的装置被改动。梯阶链节齿80包括凸面82，其构造成可与皮带齿60上的下凹啮合面62配合操作。这允许梯阶链节齿80的至少一部分被稍微嵌套式地容纳在皮带齿的啮合面上。这种啮合倾向于进一步减小会试图将梯阶链节32推离皮带50的分离力。

图5所示示例的另一特征是设在齿60的远端附近的离隙84。在该示例中，离隙84包括其中没有皮带材料的部分，这便增加了齿顶部的柔性或挠性。例如，该示例性离隙可在模制期间形成。这种实施例具有较高的挠性，并可在凸部64和梯阶链节齿70之间的啮合期间提供改进的缓冲效果。

上述示例均包括皮带齿60上的啮合面，其为至少部分地大致下凹的。图6示意性显示了一种优选的设置，其具有沿着齿60的啮合面的多个曲率半径。在该特定示例中，啮合面62的第一部分90具有第一曲率半径。第二部分92具有第二曲率半径。第三部分94具有第三曲率半径。在该示例中，第三部分94优选平滑地过渡至凸部64中，凸部64在该示例中具有两个不同的曲率半径。

在一个特定示例中，齿均具有一定的高度尺寸，其中第一曲率半径为高度尺寸的六分之一，第二曲率半径为第一曲率半径的至少六倍，第三曲率半径为第一曲率半径的至少三倍。

例如，在一个特定示例中，从主体52处测得的齿60的高度为约7.22毫米。在该示例中，第一部分90的第一曲率半径优选为约1.2毫米。第二部分92的第二曲率半径优选为约8毫米。第三部分94的第三曲率半径优选为约4.5毫米。

紧邻于第三部分94的凸部64的曲率半径优选为3毫米。在该示例中，最接近于齿远端的凸部的第二曲率半径优选为0.5毫米。在该特定示例中，齿60上的啮合面的结构设计成可将力最佳地分布在齿60的周围，从而减小梯阶链节和皮带之间的分离力，以及在系统操作期间提供在加载和卸载时(即当皮带与梯阶链节啮合以及然后脱离啮合时)的平滑过渡。

尽管图6所示示例具有特定的尺寸，然而不同的尺寸可以是有利的，这取决于其它系统参数。根据本发明，沿着表面的不同曲率半径的尺寸和数量被选择成可减小齿中的应力水平，以及在整个齿上保持一致的应力水平。例如，在测试或建模期间，如果确定齿的一个区域比另一区域承受到更大的应力，则可增大该区域中的曲率半径，以便减小该区域中的应力。当然，进行这种改变对齿的其它区域具有一定的影响，优选平衡地设置尺寸以使整个齿上的应力分布处于所需的水平。根据特定系统的构造，不同的尺寸可提供不同的好处。已领会本说明书优点的本领域的技术人员能够选择尺寸，以便最佳地满足其特定情形下的需要。

通过选择皮带齿形的最优选的尺寸设置，不仅可减小系统操作期间齿内的应力水平，而且可减小振动的量。传统系统中的一些系统振动会因齿啮合(即当皮带齿与梯阶链节齿相啮合时)的快速加载以及在卸载期间而产生。在这些过渡时的变化的力倾向于引起振动。通过本发明的装置，齿内的力和应力水平在整个啮合期间保持更加恒定，这便减小了振动。

本发明的装置还可包括可进一步提高系统操作的平滑性的其它特征。从图3-6中的任一图中可以理解，皮带50包括多条缆索100，其在一个示例中由钢制成。这些缆索提供了对用来制造皮带的尿烷材料的强化。可通过已知方式来将钢缆索放入这种材料之内。

与这种皮带有关的一种困难在于，皮带内的钢缆索的存在及其制造方法在系统操作期间当皮带50环绕在驱动皮带轮44和惰轮48上时倾向于会造成振动。根据这种皮带的一种制造方法，缆索在其间具有受控间隔的分散点处被有效地支撑于机器中。在各支撑点处，在所得皮带的缆索中具有轻微的偏位或隆起。缆索中的这些隆起是在系统操作期间会引起振动的多边形效应的一个来源。

多边形效应的另一来源是皮带在环绕于驱动皮带轮上时的柔性与支撑之间的差别。一般而言，皮带齿或者齿之间的间隙在皮带环绕于驱动机构中的皮带轮上时受到支撑，但通常并非两者同时受到支撑。皮带内的缆索倾向于在齿之间的位置处弯曲，并且倾向于在齿根处的附近保持为直的。本发明的装置可包括用来减小所谓的多边形效应的若干方法。

一种方法如图2所示，其中皮带50的内侧54上的齿58具有与外侧56上的齿60不同的节距。在该示例中，齿58的节距为齿60的节距的约一半。减小内齿的节距缩短了齿之间的缆索100的部分。减小皮带的内侧54上的齿节距显著地减小了与由皮带环绕皮带轮所引起的多边形效应相关的振动的幅度。齿58的节距可选择成与根据本发明来设计的皮带中的齿60的节距无关。

在一个示例中，外齿的节距和内齿的节距之比为2:1。在一个特定示例中，外齿60的节距为19.9毫米，而内齿58的节距为9.95毫米。节距优选选择成可提供合适的间隙，以便皮带齿可安装在链节齿(或者对内齿58来说为驱动皮带轮齿)之间，并可调整正常的系统操作期间所产生的链节变形。已领会本说明书优点和知道其自身系统的特定参数的本领域的技术人员能够选择合适的尺寸来满足其特定情形下的需要。

以上描述在本质上是示例性而非限制性的。对于本领域的技术人员而言，在不必脱离本发明范围的前提下对所公开示例的变动和修改是显而易见的。赋予本发明的合法保护范围只能通过研究以下权利要求来确定。

Claims (22)

1.一种用于乘客输送机的传动皮带，包括:

适于与驱动件相啮合的内侧；和

包括多个齿的外侧，所述多个齿适于与梯阶链条的相应部分相啮合，所述外侧的齿均包括齿根和远离所述齿根的可压缩凸部。

2.根据权利要求1所述的皮带，其特征在于，所述可压缩凸部是圆形的。

3.根据权利要求1所述的皮带，其特征在于，各所述齿包括在所述可压缩凸部和齿根之间延伸的大致下凹的表面。

4.根据权利要求1所述的皮带，其特征在于，所述齿均具有包括可压缩凸部的啮合面外形，所述啮合面包括起始于相邻齿根并具有第一曲率半径的第一下凹部分、相邻于所述第一下凹部分并具有第二曲率半径的第二下凹部分，以及在所述第二下凹部分和可压缩凸部之间延伸并具有第三曲率半径的第三下凹部分。

5.根据权利要求4所述的皮带，其特征在于，所述齿均具有一定的高度尺寸，其中所述第一曲率半径为所述高度尺寸的六分之一，所述第二曲率半径为所述第一曲率半径的至少六倍，所述第三曲率半径为所述第一曲率半径的至少三倍。

6.根据权利要求4所述的皮带，其特征在于，所述可压缩凸部具有与所述第三下凹部分相邻并具有第一凸部曲率半径的第一段，以及在所述第一段和所述可压缩凸部之间延伸并具有第二凸部曲率半径的第二段。

7.根据权利要求6所述的皮带，其特征在于，所述齿均具有为7毫米的高度尺寸，所述第一曲率半径为1.2毫米，所述第二曲率半径为8毫米，所述第三曲率半径为4.5毫米，所述第一凸部曲率半径为3毫米，所述第二凸部曲率半径为0.5毫米。

8.根据权利要求1所述的皮带，其特征在于，所述齿均包括位于所述可压缩凸部附近的离隙。

9.根据权利要求1所述的皮带，其特征在于，所述齿包括尿烷材料。

10.根据权利要求1所述的皮带，其特征在于，所述皮带包括所述内侧上的第二组多个齿，其中所述外侧上的多个齿具有与所述第二组多个齿的第二节距不同的第一节距。

11.根据权利要求10所述的皮带，其特征在于，所述第二节距比所述第一节距更小。

12.根据权利要求11所述的皮带，其特征在于，所述第二节距为所述第一节距的一半。

13.一种用于乘客输送机的传动组件，包括:

具有多个链节的梯阶链条，各所述链节均具有多个啮合件；

驱动机构；和

皮带，其具有与所述驱动机构配合操作的内侧以及包括具有啮合面的多个齿的外侧，所述啮合面是至少部分地下凹的，并可与所述梯阶链条上的啮合件配合操作，使得所述驱动机构的运动导致所述皮带的运动，而所述皮带的运动导致所述梯阶链条的运动。

14.根据权利要求13所述的组件，其特征在于，所述梯阶链条啮合件包括具有凸面的齿，所述凸面至少部分地容纳在所述皮带的齿的啮合面的下凹部分中。

15.根据权利要求13所述的组件，其特征在于，所述皮带齿均包括位于所述齿的远端附近的可压缩凸部。

16.根据权利要求15所述的组件，其特征在于，所述齿啮合面包括具有第一曲率半径的第一部分、相邻于所述第一部分并具有第二曲率半径的第二部分，以及在所述第二部分和可压缩凸部之间延伸并具有第三曲率半径的第三部分。

17.根据权利要求16所述的组件，其特征在于，所述齿均具有一定的高度尺寸，其中所述第一曲率半径为所述高度尺寸的六分之一，所述第二曲率半径为所述第一曲率半径的至少六倍，所述第三曲率半径为所述第一曲率半径的至少三倍。

18.根据权利要求17所述的组件，其特征在于，所述第一、第二和第三部分构成了所述啮合面的下凹部分，所述可压缩凸部构成了所述啮合面的凸起部分。

19.根据权利要求18所述的组件，其特征在于，所述可压缩凸部具有与所述第三部分相邻并具有第一凸部曲率半径的第一段，以及在所述第一段和所述远端之间延伸并具有第二凸部曲率半径的第二段。

20.根据权利要求19所述的组件，其特征在于，所述高度尺寸为7毫米，所述第一曲率半径为1.2毫米，所述第二曲率半径为8毫米，所述第三曲率半径为4.5毫米，所述第一凸部曲率半径为3毫米，所述第二凸部曲率半径为0.5毫米。

21.根据权利要求13所述的组件，其特征在于，所述皮带包括所述内侧上的第二组多个齿，其中所述外侧上的多个齿具有与所述第二组多个齿的第二节距不同的第一节距。

22.根据权利要求21所述的组件，其特征在于，所述第二节距比所述第一节距更小。

Images