CN101500927A

CN101500927A - 自动梯

Info

Publication number: CN101500927A
Application number: CN 200780028855
Authority: CN
Inventors: B·格罗贝尔
Original assignee: Ketten Wulf Betriebs GmbH
Current assignee: Ketten Wulf Betriebs GmbH
Priority date: 2006-08-02
Filing date: 2007-07-27
Publication date: 2009-08-05
Also published as: DE102006036353A1

Abstract

自动梯，包括：许多台阶或托板；用于驱动台阶或托板的链条(1)；至少一个链轮(2，3)，链条(1)部分地围绕该链轮运转，其中，链条(1)从链轮(2，3)出发形成一上分支(5)和一下分支(6)；以及用于所述至少一个链轮(2，3)的运动的多边形补偿的机构；其中，链条(1)在上分支(5)内在至少一个链轮(2，3)上的有效力臂(16，17)基本上等于链条(1)在下分支(6)内在至少一个链轮(2，3)上的有效力臂(16′，17′)。

Description

自动梯

技术领域

本发明涉及一种按权利要求1前序部分或按权利要求2前序部分所述的自动梯。

背景技术

一些定义：

自动梯的概念应该既包括带有楼梯台阶的自动梯(其例如用在商场中)，也包括带有托板的自动输送带(其例如用在飞机场)。

在图1中示意性图示了一根活节链G和一个被它部分包围的链轮R，为的是预先定义一些概念。活节链G包括相互铰接的链节K，它们通过旋转点P相互铰链式连接。举例图示的链轮K具有8个齿Z，在齿之间设置齿槽，旋转点可嵌入这些齿槽内。在两个齿或齿槽之间的齿距角τ在所示例子中是45°。

此外，在图1中，在链轮下侧还表示出一导入角度φ，它例如可通过一个使活节链G偏转的导向装置引起。导入角度φ在活节链G的实际起始方向与活节链G从链轮R的脱离点A间的连线的垂线S之间测得。在所示例子中导入角度φ约为11°。

在图1中表示出一瞬时包角v，它相当于活节链G的两个从链轮R的脱离点A之间的环绕角度，在所示情况下等于180°。如果链节K从链轮R上抬起，瞬时包角v便跳跃式减小，这是因为，在上方和下方导入角度φ不同的情况下，例如在顶侧上一个链节K抬起，但同时下一个链节K还没有支靠在底侧上。因此，下文是从平均包角v出发来描述的，该平均包角大于或等于最小包角，并小于或等于最大包角。

此外，在链轮R上侧还表示出一有效力臂H_eff’它相当于在力特别是链节G的拉力的作用线W与链轮R的旋转轴线D之间的垂直距离。如同瞬时包角v那样，有效力臂H_eff在活节链运动期间由于活节链按节脱开，特别是由于链围绕链轮的多边形(多角形)支承，也是波动的。在链轮R的下侧，有效力臂H_eff’要小一些，这是因为，由于活节链G的力作用线W有略微倾斜，故而该有效力臂H_eff’不再通过脱离点A延伸。

现有技术：

对于自动梯或自动输送带，一般来说，其台阶或托板特别是在两侧通过输送链进行驱动，输送链设计成所谓的台阶链或托板链并固定在它们上面。通常，输送链每个台阶有三个或四个齿距，亦即三个或四个铰链。所用的链轮具有约16至25个齿。之所以要选择这种比较多的齿数，为的是使所谓的多边形效应最小化。

多边形效应通过波动的有效力臂H_eff(见图1)而产生。链轮通常用恒定的角速度驱动。由于有效力臂的波动，使得台阶链的速度通过运动质量(链条、轴、台阶)的不断加速和减速而形成的惯性力也发生波动，这些惯性力作为干扰力或力矩被传入台阶链/托板链或驱动装置中，并在那里有时导致寿命缩短或者表现为特别是在驱动部件设计时必须要考虑的数量级。此外，在自动梯内的运动件连同周围的钢结构一起呈现为一种能振动的弹簧-质量系统。这里特别是将链条看作弹簧，将台阶、轴(如果存在的话)、滚轮、输送的人员(在台阶或托板上)以及还有链条看作质量。根据链轮齿数、行驶速度以及负荷，依参数的不同，这种弹簧-质量系统可能具有非常不利的运行点。

在实践中，人们往往通过减小链齿间距和提高齿数来应对这种情况。随着齿间距的减小和齿数的增加，多边形效应得以减小，直至最终达到这样的程度：实际上多边形效应是如此之小，亦即链条/台阶/托板的运动是如此之均匀，即，多边形效应实际上不再有妨碍，但还始终存在。

还有，在链轮区域内安装促使链条切向移动到链轮上的导向装置。这个措施的主要目的是，降低链条移动到链轮上的噪声。这时多边形效应也被减小，但是没有补偿掉。

然而，具有比较小的链齿间距和比较大的链轮齿数的传统结构方式具有决定性的缺点。

首先要提到的是台阶链/托板链的高成本。齿数越多，每个台阶或每米的铰链数也越多，其成本便越高。此外，每个台阶/托板便会存在更大数量的经受磨损的部位。关于自动梯的运行寿命，尽可能长地保持台阶/托板之间的最大许可间隙尺寸是一个非常重要的准则。

由于链轮的齿数多，因此其具有比较大的直径，特别是对于驱动站来说，需要大量安装空间。由此在建筑物内失去了宝贵的空间。由于直径大需要大的驱动力矩，这又造成用于驱动装置的相应花费。

由欧洲专利申请EP 1 344 740 A1已知一种开头所述类型的自动梯。该文献中所介绍的自动梯具有一个通过上分支多边形补偿地驱动的链轮，一活节链部分地围绕此链轮运转。此链轮具有奇数的齿数。由于奇数齿数，下分支没有多边形补偿地运转，反而使运转特别不均匀。因为下分支同样包含质量，例如链条、滚轮、轴和台阶或托板的质量，由这种不均匀性产生了传到上分支内的台阶或托板上的力。由于上分支内的质量与下分支内的质量之间的商数很大，这种自动梯可以在重载状态下比较平稳地运行。在不受载或只装载少数人员的状态下，即使在上分支内它的运行也非常不平稳。

发明内容

本发明所要解决的问题是，创造一种开头所述类型的装置，它即使在至少一个链轮的齿数较少的情况下也能比较平稳地运行。

对本发明的概述：

按照本发明，这一点通过开头所述类型的具有权利要求1或2或3特征部分所述特征的自动梯得以实现。各从属权利要求涉及本发明优选的设计。

按照权利要求1，规定：链条在上分支内在所述至少一个链轮上的有效力臂基本上等于链条在下分支内在所述至少一个链轮上的有效力臂。这例如在多边形补偿设计在上分支上时促使：不仅上分支而且下分支都以恒定的速度运行。本发明的方案允许采用具有大得多的齿间距的台阶链或托板链，亦即例如链间距等于台阶间距的一半或链间距等于台阶间距，和/或减小所需的结构空间。

按照权利要求2，规定：第一链轮和第二链轮这样相互错开地运行，即，在同一个分支内当在第一链轮上的有效力臂最小时，在第二链轮上的有效力臂不是最小，优选与最大值的偏差至多为最大值与最小值之间差值的±20％，特别是最大。为此，第一链轮的角度位置与第二链轮的角度位置例如可以相差一个齿距角的至少±30％，优选为至少±40％，特别是半个齿距角。通过两个链轮的这种反相性，减小了例如设计成转向轮的第二链轮的来回运动。

按权利要求3，规定：自动梯包括至少一个导向装置，该导向装置能影响所述链条向第一和/或第二链轮的导入角度，其中，所述至少一个导向装置这样设置，即，在有效力臂最小时的导入角度小于在有效力臂最大时的导入角度。导向装置的这种设置促使：在设备运转时转向站的振动运动几乎为零，这在运转平稳性方面起到绝对有利的作用。此外，在所述至少一个导向装置的这种设置中，滚轮只承受很小的负荷。也就是说存在这样的可能性，即可以采用比较廉价的滚轮。

附图说明

借助于以下对优选实施例的说明参照附图来说明本发明的其他特征和优点。附图中表示：

图1示意表示一链轮和一活节链，以说明所用到的概念；

图2本发明的带有转向链轮的自动梯的示意侧视图；

图3本发明的带有代替转向链轮的转向弧的自动梯的示意侧视图；

图4多个对按图2的自动梯的功能重要的部件的示意放大图。

具体实施方式

由图2可见的自动梯包括一根构造为活节链的链条1，它围绕一个受驱动的第一链轮2和一个用作转向轮的第二链轮3运转。每个链轮2、3具有6个仅仅示意性表示的齿。自动梯未画出的台阶或托板与链条1连接。在图2和图3中仅仅表示了在自动梯运动期间可以被使用者握持的循环运转的扶手4。在图2至图4中，链条1在链轮2、3之间分别在上面形成一上分支5以及分别在下面形成一下分支6。

第一链轮2由一驱动电机7经由传动链条8无多边形效应或者说多边形补偿地进行驱动。这在所示实施例中例如可以通过一个嵌入传动链条8内的非圆滚轮9实现。由WO 03/036129 A1已知多边形补偿驱动的其他可能方案，该文献明确地作为本申请公开内容的一部分。多边形补偿驱动允许用非恒定的角速度来驱动第一链轮2，而且使受驱动的链条1以恒定的或几乎恒定的速度运行。

扶手4由驱动电机7驱动，这里扶手4以恒定的角速度被驱动。第二链轮3借助于一可动的固定装置10被可移动地支承。

在按图4的视图中，链条1是缩短画出的。图4表示，第二链轮3相对于第一链轮2就其角度位置而言是错开的。例如，通过链条1支承点11延伸的径向直线12与图4中第一链轮2上的水平线13成一个大致等于60°的角度α。而通过链条1相应支承点14的径向直线15与图4中第二链轮3上的水平线13成一个大致等于30°的角度β。因此链轮2、3的角度位置相差30°，这相当于具有6个齿的链轮2、3的齿距角的一半，因为齿距角等于360°除以齿数。

链轮2、3角度位置的这个差别促使：当链条1以最小有效力臂16、16′作用在第一链轮2上时，链条1正好以最大有效力臂17、17′作用在第二链轮3上(图4)。反过来，当链条1以最大有效力臂作用在第一链轮2上时，链条1便以最小有效力臂作用在第二链轮3上(未画出)。

此外由图4可见，在第一链轮2上，在上分支5内的有效力臂16等于在下分支6内的有效力臂16′。此外由图4还可见，在第二链轮3上，在上分支5内的有效力臂17等于在下分支6内的有效力臂17′。

由图4可以看到导向装置18、19，它们可以给定链条1向链轮的导入角度φ₁、φ₂。这里，特别是导向装置18如此远地设置在图4中的下方或者导向装置19如此远地设置在图4中的上方，即，使得在最小有效力臂16、16′时的导入角度φ₁(见图4中的第一链轮2)显著小于在最大有效力臂17、17′时的导入角度φ₂(见图4中的第二链轮3)。

在按图3的实施形式中，代替第二链轮3设置一转向弧20。对于这个转向弧20，半径这样选择，即，使得在转向弧20上在上分支5内的有效力臂(未画出)也等于在下分支6内的有效力臂。此外，在按图3的实施形式中，导向装置18、19也可以在转向弧内这样引导链条1，使得在最小有效力臂时的导入角度显著小于在最大有效力臂时的导入角度。此外，转向弧20、第一链轮2和链条1可以这样设计和设置，使得当链条1以最小有效力臂16、16′作用在第一链轮2上时，链条1正好以最大有效力臂作用在转向弧20上，或反过来。

下文对本实施例的另一部分功能进行说明。

所采用的链轮2、3的齿数是偶数。这适用于链条1的包角为约180°的情况，这对于自动梯/自动输送带是正常情况。决定性的是，在上分支一侧的有效力臂始终基本上等于在下分支一侧的有效力臂。这促使：在多边形补偿设计在上分支上时，不仅上分支而且下分支也以恒定的速度运行(在奇数齿的情况下，在180°包角时，下分支有大致两倍大的不均匀性，如同传统的、亦即未进行多边形补偿的驱动装置那样)。

在有效力臂对于上分支和下分支相同的条件下，包角也可以设计得不同于180°。这意味着，对于该情况，齿数和包角必须匹配。注意到这个条件，在上分支和下分支内调整到均匀的链条速度，其对于自动梯/自动输送带的平稳运转是必要的。

对于未受驱动的转向站(在自动梯中通常是下面的地面站)，也有和受驱动的链轮2一样的规律。这里，注意相同的有效力臂也是重要的。这也适用于不是采用链轮3转向，而是采用不带齿的固定安装或弹力/弹性安装的转向弧20的情况。这意味着，转向弧的半径或直径必须在考虑链条滚轮直径的情况下这样设计，即，链条1的铰链中点在相当于具有相应齿数的链轮的分度圆的相应分度圆上滚动。

因为链轮2、3以不恒定的角速度运转，并且这种效应在齿数较少时更明显，所以必须注意，将它们做得尽可能轻，亦即具有小的惯性矩，从而使得由它们施加到链条/台阶/托板上的干扰力尽可能小。特别是，在离开旋转中心更远的点处要注意重量的优化，必要时应设置相应的减重槽等等。

通过特别是大链节链条1在链轮2、3上的多边形支承，通常从一个齿啮合到另一齿啮合，在链轮2、3之间的轴间距发生变化。链条1若不计弹性伸长则始终具有恒定的长度。驱动链轮通常是固定安装的，而转向链轮则弹簧弹性地和可直线运动地安装在固定装置10上。也就是说，从一个齿距到另一个齿距，转向链轮始终作直线运动。链齿间距越大，链轮齿数越小，这个运动便越大。

在传统的自动梯中(具有较小链齿间距和较大齿数的)，可能不必注意这种状况。

因为在按本发明的自动梯(或自动输送带)中齿距可以非常大，亦即为台阶/托板节距的1/1或1/2，并且齿数可以非常小，亦即小至6或4，所以，这里用作转向轮的第二链轮3或转向弧20的直线运动可能如此之大，使得由此产生对自动梯/自动输送带的运动平稳性有害的分量。由转向站的这种大的直线运动产生有不利影响的惯性力，还可能产生扰人的噪声。如果驱动链轮和转向链轮具有相同的角度位置(例如由一个链轮角部相对于水平线的角度α或β测得)，则情况特别不利。

因此必须要注意链轮2、3的相对角度α、β位置，也就是说，它们应该是反相的：第一链轮2和第二链轮3的角度位置之间必须大致是半个齿距角(±20％)(齿距角＝360°除以齿数)。也就是说，轴间距、输送高度和链条长度必须相互匹配。

另外，第一和第二链轮2、3应具有尽可能相同的齿数。这里齿数一致性的偏差在±30％的范围内是容许的。

此外，链条的导向装置具有重要意义。在本发明自动梯的一个实施例中所用的导向装置18、19促使链条1在略微超过最小有效力臂处被导入链轮2、3。此外它们可以优选地在其末端处弯曲，这样促使链条1在即将移到链轮2、3上之前或在其脱离链轮2、3之后对导向装置提供一个沿径向的速度分量。也就是说，链条铰接点在链轮齿槽内或在导向装置18、19上的冲击分量显著减小，这样便能实现小得多的噪声和更有利的运转性能。

在本发明的自动梯中，不能用那些促使链条切向导入链轮并由此降低导入噪声(链条-链轮)的链条导向装置，这是因为，在此实现的小的链轮齿数和由此得到的角度特性的情况下，滚轮的负荷太大，或者，对于这样的负荷滚轮的尺寸太大，这会使其成本大大提高。此外，在导向装置的这种设置中，转向站的大的振动运动带来如上面已经提到的相应缺点。

在本发明的自动梯中，导向装置18、19的合适高度是在最小和最大有效力臂之间，在最小力臂附近。如果将其置于合适的高度上，则就使得在设备运转时转向站的振动运动几乎为零，这对于运转平稳性绝对起有利作用。此外在导向装置这样布置时滚轮只受很小的负荷。也就是说可以采用比较廉价的滚轮。

链条导向装置的最佳高度用以下方法确定：当活节链离开导向装置18、19时，它们折弯一定的角度。人们可以在那里作图或假想地构成一些小的直角三角形，其斜边是所考察的链节，其中一条直角边由水平线构成。借助于三角函数还可以算出全部尺寸。现在形成水平的直角边之和，并对于链轮在一个齿距角内不同的角度位置将其求出。也就是说，假想链条始终可以再移动一小段，链轮继续旋转到使之继续转过一个齿距角。亦即例如将60°的齿距角细分成各为3°的20步。现在改变导向装置的高度，直至在不同角度位置上水平的直角边之和得到一个尽可能恒定不变的值为止。在这些偏差达到了其最小值的地方，转向链轮/转向站的直线运动也具有其最小值。

在实际的自动梯中，如有必要，还应考虑在链条穿过链条导向装置进入到水平/上升部分过渡处(转向半径)时产生的多边形效应。

Claims

1.自动梯，包括：

—许多台阶或托板；

—至少一根用于驱动所述台阶或托板的链条(1)；

—至少一个链轮(2，3)，所述链条(1)部分地围绕该链轮运转，其中，所述链条(1)从所述链轮(2，3)出发形成一上分支(5)和一下分支(6)；

—用于所述至少一个链轮(2，3)的运动的多边形补偿的机构；

其特征为：链条(1)在上分支(5)内在所述至少一个链轮(2，3)上的有效力臂(16，17)基本上等于链条(1)在下分支(6)内在所述至少一个链轮(2，3)上的有效力臂(16′，17′)。

2.按权利要求1或按权利要求1前序部分所述的自动梯，其中，所述自动梯包括一第二链轮(3)，所述链条(1)部分地围绕该第二链轮运转，其特征为：第一链轮(2)和第二链轮(3)相互这样错开地运行，即，在同一个分支(5，6)内当在第一链轮(2)上的有效力臂(16，16′)最小时，在第二链轮(3)上的有效力臂(17，17′)不是最小，优选与最大值的偏差至多为最大值与最小值之间差值的±20％，特别是最大。

3.按权利要求1或2之一项或者按权利要求2前序部分所述的自动梯，其特征为：所述自动梯包括至少一个导向装置(18，19)，该导向装置能影响所述链条(1)向第一和/或第二链轮(2，3)的导入角度(φ₁，φ₂)，其中，所述至少一个导向装置(18，19)这样设置，即，在有效力臂(16，16′)最小时的导入角度(φ₁，φ₂)小于在有效力臂(17，17′)最大时的导入角度。

4.按权利要求1至3之任一项所述的自动梯，其特征为：第一链轮(2)是受驱动的链轮。

5.按权利要求1至4之任一项所述的自动梯，其特征为：第二链轮(3)是转向轮。

6.按权利要求1至5之任一项所述的自动梯，其特征为：第一和/或第二链轮(2，3)的齿数是偶数。

7.按权利要求1至6之任一项所述的自动梯，其特征为：第一链轮(2)的齿数小于或等于12，特别是4或6。

8.按权利要求1至7之任一项所述的自动梯，其特征为：第二链轮(3)的齿数小于或等于12，特别是4或6。

9.按权利要求1至8之任一项所述的自动梯，其特征为：第一链轮(2)的齿数不等于或大致等于或等于第二链轮(3)的齿数。

10.按权利要求1至9之任一项所述的自动梯，其特征为：第一和/或第二链轮(2，3)的平均包角(v)与齿距角(τ)整数倍的偏差为齿距角(τ)的最多±20％。

11.按权利要求10所述的自动梯，其特征为：第一和/或第二链轮(2，3)的平均包角(v)是齿距角(τ)的整数倍。

12.按权利要求1至11之任一项所述的自动梯，其特征为：第一链轮(2)的角度位置与第二链轮(3)的角度位置相差一个齿距角(τ)的至少±30％。

13.按权利要求12所述的自动梯，其特征为：第一链轮(2)的角度位置与第二链轮(3)的角度位置相差一个齿距角(τ)的至少±40％，特别是相差半个齿距角(τ)。

14.按权利要求1至13之任一项所述的自动梯，其特征为：代替设计成转向轮的第二链轮(3)，所述自动梯包括一转向弧(20)。

15.按权利要求14所述的自动梯，其特征为：所述转向弧(20)的平均包角(v)与齿距角(τ)整数倍的偏差为齿距角(τ)的最多±20％。

16.按权利要求15所述的自动梯，其特征为：所述转向弧(20)的平均包角(v)是齿距角(τ)的整数倍。