CN110657210A - 驱动系统 - Google Patents
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Abstract
一种驱动系统(1),包括驱动元件(2)、沿着运输路径布置的固定配合齿(30)。驱动元件(2)具有用于与配合齿(30)相互接合以传输驱动力的环形链(20)以及用于与链(20)相互接合并且用于驱动链(20)的至少一个驱动小齿轮。引导部件(23)被设置在链(20)处。驱动系统(1)具有用于引导链(20)的引导部件(23)的引导元件(24)。该驱动系统可以传输大的驱动扭矩,同时需要较小的安装空间。
Description
技术领域
本发明涉及一种驱动系统,其包括驱动件和配合齿(counter toothing,反齿),驱动件包括用于与配合齿相互接合以传输驱动力的环形链以及用于与链相互接合并用于驱动链的至少一个驱动小齿轮。
背景技术
具有刚性驱动(positive drive)的运输车辆是已知的,例如作为齿轮齿条铁路或者在采矿业中。刚性锁定驱动装置相对于摩擦锁定驱动装置具有可以提高效率的优势,因为当具有刚性锁定连接时,驱动轮在驱动轨道上的滑动几乎是不可能的。此外,较大的扭矩以及由此带来的较大加速度可从驱动装置转移到轨道。这些驱动装置也在诸如过山车的游乐设施上使用。
通常,刚性锁定驱动装置具有附接至车辆并且被附接至车辆的电机驱动的齿形小齿轮,其与沿行驶路径(例如,在轨道上)布置的齿条或者齿链的齿啮合。然而,出现的问题是,无法促进从电机到配合齿的适当传输,并且动力传输会受到与配合齿啮合的驱动小齿轮的齿数的限制。该问题可通过增加小齿轮的直径来解决。然而,这显著增加了所需的安装空间,并导致由电机提供的所需扭矩的增加,即齿轮要求增加。
解决该问题的另一种可能性是将驱动链加倍,即,使用两个或更多个小齿轮而不是一个小齿轮,从而增加动力传输。然而,对于电机来说,这必然会导致更高的成本和更复杂的控制要求。
欧洲专利EP2483121B1公开了一种已知的刚性锁定驱动装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种驱动系统,其可以传输大的驱动扭矩,同时需要较小的安装空间。
本发明提供了一种驱动系统,包括驱动元件以及配合齿。驱动元件包括:环形链,用于与配合齿相互接合,以传输驱动力;以及至少一个驱动小齿轮,用于与链相互接合并且用于驱动链。引导部件被布置在链处;并且驱动系统具有至少在与配合齿接合的区域中用于引导链的引导部件的引导元件,引导元件被布置为使得在链的移动期间通过引导元件引导引导部件。
优选地,配合齿至少沿着运输路径的一部分以固定方式布置,特别是固定至运输路径的所述部分的导轨。
优选地,配合齿是可移动的,而驱动元件被固定布置。
优选地,引导元件具有用于接合和/或邻接引导部件的引导槽和引导表面中的至少一个。
优选地,引导部件包括螺栓。
优选地,引导部件包括滚动轴承和/或滑动衬套。
优选地,引导部件包括至少一个引导链。
优选地,引导部件被设计用于在所述引导元件上滚动。
优选地,引导部件横向于链设置或者从链横向延伸。
优选地,引导部件横向于链的销和/或滚轮布置。
优选地,引导部件布置在链的两侧。
优选地,配合齿为齿条。
优选地,驱动系统具有驱动至少一个驱动小齿轮、尤其是两个驱动小齿轮的电机。
根据本发明的驱动系统包括驱动元件或驱动单元、以及配合齿,其中驱动元件和驱动单元分别包括:环形链,用于与配合齿相互接合以传输驱动力;以及至少一个驱动小齿轮,用于与链相互接合并用于驱动链。在链处设置引导部件;并且驱动系统和驱动单元分别包括用于至少在与配合齿接合的区域中引导链的引导部件的引导元件,其中引导元件被布置为使得在链的移动期间,位于引导元件的区域中的引导部件被引导元件所引导。
通过该驱动系统,可以模拟更大的有效节圆(pitch circle),其同时与多个支架或配合齿的齿啮合。例如,通过经由引导部件刚性地引导链的驱动销(例如,在槽中),可以生成具有大节圆直径的节圆(例如,具有其他典型几何尺寸的800mm),这导致增加了重叠(例如,5个齿)。
在本发明的驱动系统中,引导元件(例如,导轨)具有任意大小的节圆半径的圆形截面的形状。因此,链的销沿着行驶轨迹(例如,管或轨道)处的齿条中的该大节圆被引导,从而多个销可同时齿接合。因此,使用多齿啮合的叠加。与使用小齿轮直接将力传输至配合齿相比,这允许传输更高的力/扭矩,同时减少了安装空间。因此,驱动力可被转移到多个销,使得各个销相应地较少受到应力。齿轮比可集成在驱动元件或驱动系统中。
特别地,这种链驱动的优点在于:相比于使用一个驱动轮的已知解决方案,可以小得多的空间需求传输更高的驱动力。
特别地,驱动销经由板彼此连接为链。然而,术语“链”应被广义地定义,并包括可与链相对应的配合齿部分接合的任何环形柔性啮合元件。
特别地,可以提供两个链轮来驱动链。两个链轮可同时驱动链,并由此共享所需的动力或扭矩。由于在紧凑设计中叠加许多支架,因此导致较高的力吸收。电机可法兰连接至紧凑型驱动元件的外壳。该系统提供优选具有两个电机的驱动链,然而也可以在系统中集成一个或者两个以上的电机或驱动小齿轮。
在本发明的驱动系统中,普通链的销(优选地,所有销或部分销)可以通过引导部件被刚性地引导,由此增加与配合齿啮合的有效节圆。
特别地,配合齿沿着运输部分固定地布置,尤其是在运输部分的导轨上。
在本发明的特定实施例中,驱动系统可以以下方式来设计:配合齿例如可沿着(固定的)引导部分移动,同时驱动元件是固定的。驱动系统用作线性驱动,其类似于主轴驱动或电动缸,并且可以向配合齿/齿条施加很大的力。
引导元件可具有用于与引导部件接合的引导槽和/或引导表面。至少在链沿着其与配合齿接合的节圆区域中引导链。
优选地,引导部件可具有螺栓。例如,它们可以驱动链的销的延伸形式被构造。
优选地,引导部件可具有滚动轴承和/或滑动衬套。例如,滚动轴承在引导元件的引导槽中运行,以使摩擦(滚动摩擦)尽可能低。
引导部件可包括至少一个附加的引导链。引导链可附接至驱动链的侧面。引导链的链节可被视为引导部件。
特别地,引导部件可被设计为在引导元件上滚动,例如通过附接至驱动链侧面的可旋转滚轮/衬套或滚轮轴承。特别地,引导部件可独立于驱动链在引导元件上滚动。
总之,滚动轴承、滑动轴承、套筒轴承、引导链、螺栓等都可视为用于引导的选项。
优选地,引导部件被布置或延伸到驱动链的侧面。词语“横向”是指驱动链的移动方向。由移动方向和配合齿的啮合方向形成的平面可被描述为链的移动平面。引导部件被布置在该平面的一侧或两侧。为了确保最佳啮合,驱动链的销必须相对深入地插入到配合齿中,使得齿尖延伸到滚轮链之外。根据本发明的原理,可以通过引导(包括引导部件和引导元件)的横向偏移来确保这一点。
引导部件尤其可布置在驱动链的销和/或滚轮的侧面,例如引导链的销/滚轮的右侧。在优选实施例中,这可以通过简单地将驱动链的销延伸至引导部件来设置。
在优选实施例中,引导部件可布置在链的两侧。
例如,配合齿可以是齿条。
特别地,驱动系统包括驱动至少一个小齿轮(尤其是两个驱动小齿轮)的电机。在另一实施例中,可以为每个驱动小齿轮提供两个或多个电机(与更高功率驱动电机相比更小且具有更低的功率)。
通过封闭驱动件,可以提供紧凑的驱动模块。外壳降低噪音。可通过使用软滚轮进一步减少噪音生成。可以容易地更换已知为传统磨损部件的驱动链。
然而,在本发明的背景下,不仅要求保护驱动系统,而且还要求保护驱动系统的一部分,即滚轮链,其包括用于在预定的二维轨迹曲线上被强制引导的设备。因此,滚轮链具有如上面和下面所述的引导部件和引导元件,例如可布置在链的延伸销上的附加外部滚轮。滚轮可以被刚性引导以减少滚动摩擦(经由滚动轴承),由此生成例如更高的重叠。只要技术上合理,结合驱动系统描述的所有特征应该与滚轮链一起使用。
附图说明
根据附图,本发明进一步的优点和特征将从本发明的优选实施例的描述中变得更加清楚。在附图中:
图1是根据本发明的驱动系统的示意图;
图2示出了根据本发明的驱动系统的另一示意图;
图3a、图3b是本发明驱动系统的第一实施例的一部分的示图;
图4a、图4b是本发明驱动系统的第二实施例的一部分的示图;
图5a、图5b是本发明驱动系统的第三实施例的一部分的示图;以及
图6是根据本发明的驱动系统的另一实施例的示图。
具体实施方式
以下描述的实施例涉及本发明的驱动系统,特别用于轨道运输系统,尤其用于游乐车辆。
图1和图2所示的驱动系统1一方面具有驱动元件2或驱动单元,另一方面具有配合齿30,在本实施例中,配合齿30被布置在导轨3上。例如,配合齿30可以是齿条或齿轮链。
驱动元件2具有两个驱动小齿轮21和22以及由驱动小齿轮21和22驱动的驱动链20。驱动链20可以是传统的滚轮链,销在两侧通过板201(外板或内板)连接。滚轮200布置在螺栓上,使得它们可滚离配合齿的齿面。驱动链20被设计为用于与配合齿30相互啮合,以提供紧凑的刚性驱动。
此外,根据本发明,驱动元件2具有连接至链20的引导部件以及与引导部件配合/相互作用以在预定轨道或路径上将链保持或引导在预定部分中的至少一个引导元件。下面描述引导部件的变型。
驱动元件2的部件可紧凑地容纳在壳体4中。将驱动小齿轮21和/或22驱动的一个或两个电机(未示出)可布置在壳体4外并且耦合至驱动元件2(即,驱动小齿轮21、22)。在另一实施例中,电机可集成在壳体4中。
以下附图示出了根据本发明的驱动系统1的变型或概念。在图3a、图3b、图4a、图4b、图5a和图5b中,示出了驱动元件2和配合齿30的部分。相同或相应的部件用相同的参考标号来标记。特别地,驱动元件2具有驱动链20。在每幅图中示出链20的啮合部分(节圆),其与配合齿30啮合或几乎与配合齿30啮合。
图3a和图3b从两个不同的视角示出了本发明驱动系统2的第一实施例。根据本发明,每个链节都具有从驱动链的销向两侧延伸的引导销形式的引导部件23。引导销可以是驱动链20的销的延伸部分/延伸部件,其从驱动链20横向突出。
引导部件23被引导元件24(这里包括上引导元件24a和下引导元件24b)引导,引导元件24具有与引导销接合的至少一个凹槽。如图3a和图3b所示,引导元件24布置在驱动元件2的、驱动链20用于与配合齿30接合/啮合的区域中。
图4a和图4b从两个不同的视角示出了本发明驱动系统2的第二实施例。根据本发明,每个链节都具有从驱动链20的链节在两侧延伸的滑动衬套或滚轮形式的引导部件23。滑动衬套可在引导元件24(这里包括上引导元件24a和下引导元件24b)上独立于驱动链20滚动。例如,引导元件24可具有大半径的弯曲引导面,驱动元件2的滚轮利用其在驱动元件2的接合部分中接触并沿其滚动以在该部分中引导驱动链20。这减少了由引导产生的摩擦(滚动摩擦而不是滑动摩擦)。这种变型包括滚动轴承。如图4a、图4b所示,引导元件24被布置在驱动元件2中的驱动链20用于与配合齿30接合/啮合的至少一个区域中。
图5a和5b从两个不同视角示出了本发明驱动系统2的第三实施例。根据本发明,用于驱动链30的引导部件23被设计为横向布置在驱动链30上且连接至驱动链30的引导链(或其部件)的形式。在这种情况下,提供两个引导链23a或23b,其中一个附接至驱动链30的每一侧。驱动链20和引导链23相互连接,使得引导链23引导驱动链20。
引导链23a和23b与引导元件24相互作用以引导驱动链23。引导元件24可包括引导链在其上/其中滑动的引导面或凹槽。然而,优选地,引导元件24具有引导链23的滚轮可沿其滚动或展开的结构。例如,可在引导元件24上设置轮廓,引导链的滚轮在其上例如沿着在引导链的链节之间布置的细棱(burr)滚动。在另一实施例中,引导元件24本身可以引导引导链23且驱动链20由此与其连接的多个齿轮的形式来设计。在该变型中,链20和23的链节在对应的配合齿30处或引导元件24的齿处滚离,使得摩擦减小。
由于引导部件23布置在驱动链20的侧面,所以引导构造不会干扰驱动,反之亦然。因此,配合齿30的齿可以在驱动链20的链节之间深入接合。这允许传输较大的力。引导构造可以被设计为相对独立地传输驱动力。
在所示实施例中,驱动链20以及引导链23(如果可应用的话)均被示为滚轮链。当然,任何类型的链均适用于本发明。在任何情况下,可以在驱动元件2和配合齿30之间实现具有大半径的节圆,并由此实现高功率传输。驱动元件2的尺寸仍然很小。
图6示出了本发明的另一应用。在该实施例中,系统1具有固定在位置P处的驱动元件2以及可移动的配合齿30。驱动元件2被设计为在固定的引导部件300中线性地移动或驱动配合齿30(例如,齿条),类似于主轴驱动。
Claims (13)
1.一种驱动系统(1),包括:
驱动元件(2);以及
配合齿(30),
所述驱动元件(2)包括:环形链(20),用于与所述配合齿(30)相互接合,以传输驱动力;以及至少一个驱动小齿轮(21,22),用于与所述链(20)相互接合并且用于驱动所述链(20),其中
引导部件(23)被布置在所述链(20)处;并且
所述驱动系统(1)具有至少在与所述配合齿(30)接合的区域中用于引导所述链(20)的所述引导部件(23)的引导元件(24),所述引导元件(24)被布置为使得在所述链(20)的移动期间通过所述引导元件(24)引导所述引导部件(23)。
2.根据权利要求1所述的驱动系统(1),其中
所述配合齿(30)至少沿着运输路径的一部分以固定方式布置,特别是固定至所述运输路径的所述部分的导轨(3)。
3.根据权利要求1所述的驱动系统(1),其中
所述配合齿(30)是可移动的,而所述驱动元件(2)被固定布置。
4.根据前述权利要求中任一项所述的驱动系统(1),其中
所述引导元件(24)具有用于接合和/或邻接所述引导部件(23)的引导槽(241)和引导表面中的至少一个。
5.根据前述权利要求中任一项所述的驱动系统(1),其中
所述引导部件(23)包括螺栓。
6.根据前述权利要求中任一项所述的驱动系统(1),其中
所述引导部件(23)包括滚动轴承和/或滑动衬套。
7.根据前述权利要求中任一项所述的驱动系统(1),其中
所述引导部件(23)包括至少一个引导链。
8.根据前述权利要求中任一项所述的驱动系统(1),其中
所述引导部件(23)被设计用于在所述引导元件(24)上滚动。
9.根据前述权利要求中任一项所述的驱动系统(1),其中
所述引导部件(23)横向于所述链(20)设置或者从所述链(20)横向延伸。
10.根据前述权利要求中任一项所述的驱动系统(1),其中
所述引导部件(23)横向于所述链(20)的销和/或滚轮布置。
11.根据前述权利要求中任一项所述的驱动系统(1),其中
所述引导部件(23)布置在所述链(20)的两侧。
12.根据前述权利要求中任一项所述的驱动系统(1),其中
所述配合齿(30)为齿条。
13.根据前述权利要求中任一项所述的驱动系统(1),其中
所述驱动系统具有驱动所述至少一个驱动小齿轮(21、22)、尤其是两个驱动小齿轮(21、22)的电机。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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