CN116745232A - 自动扶梯或自动人行道的主驱动轴或转向轴 - Google Patents

自动扶梯或自动人行道的主驱动轴或转向轴 Download PDF

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CN116745232A CN202280011611.9A CN202280011611A CN116745232A CN 116745232 A CN116745232 A CN 116745232A CN 202280011611 A CN202280011611 A CN 202280011611A CN 116745232 A CN116745232 A CN 116745232A
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Abstract

本发明涉及一种用于自动人行道或自动扶梯(1)的调节环(71)，其具有空心圆柱形的环形体(75)和至少一个调节螺钉(73)。所述调节环被设计用于，使得环形体(75)的外直径(DRA)大于在已装配状态下邻接布置的滚动轴承(51)的外圈(91)的外圈内直径(DLAI)。另外，调节环(71)在环形体(75)的在已装配状态下指向滚动轴承(51)的环侧部面(83)中具有至少一个与内直径(DRI)同中心地布置的环槽(81)。

Description

自动扶梯或自动人行道的主驱动轴或转向轴
技术领域
本发明涉及一种调节环以及具有调节环的自动扶梯或自动人行道。
背景技术
在进一步的说明中，自动扶梯的表述还应包括自动人行道，并且梯级的表述还应包括自动人行道托板。
自动扶梯的梯级固定在两个传送链上，并与这些传送链一起形成循环绕转的梯级带，该梯级带通过在自动扶梯两端上的各一对传送链轮运转，其中一对传送链轮属于驱动站并且使梯级带得以驱动和转向，以及另一对传送链轮是转向站的一部分。也可以在转向站中采用转向弧形轨来代替后面提到那对传送链轮，从而在驱动站中只存在一对传送链轮。
在自动扶梯或自动人行道中，主驱动轴安装在上方扶梯头部处，先前提及的那对传送链是该主驱动轴的一部分。主驱动轴在两端支承在承载结构中。这种支承方案应尽可能简单地实施，因为一旦轴承损坏，就必须拆除主驱动轴，尽管主驱动轴的结构尽可能轻质，但其重量仍可达500kg。
主驱动轴对在轨道上引导的梯级或托板加以驱动。为了获得具备高承载能力的、形状稳定且重量优化的结构，主驱动轴被设计为空心轴结构。以这种方式设计的主驱动轴具有支承在自动扶梯的承载结构中的固定的轴体。围绕该轴体布置有空心轴，该空心轴具有布置于其上的传送链轮对。空心轴通过滚动轴承可转动地支承在轴体上。承载空心轴的轴体通常固定地拧合在承载结构上。例如，在EP1616834B1中介绍了这种结构。
如果在转向站中设置具有传送链轮对的转向轴，则该转向轴能够以与主驱动轴相同的方式构造。如果转向站还用作针对梯级带的张紧站，则该轴体不是刚性的，而是通过在两侧安装的直线导轨与承载结构连接。此外，必须有一个机构(弹簧、主轴)来调节所需的张紧力。
如果滚动轴承出现缺陷，则需要进行大量的拆卸和装配工作，只有将滚动轴承沿纵向移动到轴体端部才能将其拆卸和重新安装。为了更容易维护以及特别是鉴于滚动轴承的尺寸和非常有限的可用空间，未将滚动轴承压入空心轴或压紧到轴体上。取而代之地，滚动轴承借助安装在轴体上的调节环加以紧固，以防止轴向移位。
通常，滚动轴承由高淬透性钢制成，其耐腐蚀性不强，因此很快就会生锈。所使用的一种钢例如是100Cr6(材料编号1.3505)，这种钢的碳含量约为1％，铬含量约为1.5％。还使用其他种类的钢，例如100CrMnSi6-4和100CrMo7，其中，合金元素锰(Mn)和钼(Mo)有助于改进淬透性。
由于自动扶梯和自动人行道根据其使用地点和使用条件可能会暴露在大量污垢和湿气中，因此潮湿的污垢可能会积聚在滚动轴承的区域中，并且在滚动轴承与空心轴或轴体之间可能会生锈，这样滚动轴承在更换时几乎不再能够拆出来。此外，如果污垢进入滚动轴承的区域中，可能在仅加脂润滑而未密封的轴承中出现严重磨损。
发明内容
因此，本发明的目的是，提供一种对滚动轴承简单且高效的保护，以免受灰尘和湿气，这种保护成本低廉并且实现滚动轴承至少同样简单的装配或拆卸。
该目的通过一种调节环来实现，该调节环具有空心圆柱形的环形体和至少一个调节螺钉。调节螺钉布置在贯穿环形体并且终止于环形体的内直径处的螺纹孔中。当然，调节环也可以具有多个螺纹孔，在所述螺纹孔中分别布置有调节螺钉。优选的是，环形体中的这些螺纹孔关于环形体的中心纵向轴线沿径向延伸，并且彼此以相同的角惯量布置。
环形体的内直径与自动扶梯或自动人行道的主驱动轴或转向轴的在已装配状态下伸出的轴体相协调。换句话说，空心圆柱形的环形体的内直径足够大，使得其能够毫不费力地被推过轴体。在这种情况下，内直径相对于轴体的直径可以具有足够的余隙。
为了保护滚动轴承免受环境影响，环形体的外直径大于主驱动轴的在已装配状态下邻接布置的滚动轴承的外圈的外圈内直径。这种覆盖已经很好地保护了滚动轴承的滚动体的区域。另外，至少一个与内直径同中心地布置的环槽布置在环形体的在已装配状态下指向滚动轴承的环侧部面中。环槽布置在如下的分区中，在所述分区中，当主驱动轴转动时，环槽的面与滚动轴承和/或空心轴的紧邻布置的面之间发生相对运动。在此，环槽可以用作迷宫式密封件，至少可以有效地减缓液体和污垢的侵入。随着时间的推移，灰尘等纤维状污垢会卡在环槽中，形成一种毡环，这种毡环有效防止污垢和灰尘的进一步侵入。这是由轴承中的润滑剂提供辅助的，润滑剂将纤维污垢固定在一起并防止液体渗透。
由于调节环用于防止滚动轴承发生轴向移位，因此将调节环完全推到滚动轴承处，然后拧紧调节螺钉。为了避免滚动轴承的相对于调节环侧部面移动的部分(外圈)与侧部面之间发生摩擦，在已装配状态下，至少在调节环与滚动轴承的外圈之间必须存在一小段距离。该距离例如可以通过在滚动轴承的内圈和调节环之间布置在轴体上的很窄的配合片来实现。
代替这种配合片，在调节环的一个设计中，可以在环形体上的内直径区域中构造突出的环突起部。该环突起部从包含环槽的环侧部面突出，从而预先给定出在环侧部面与滚动轴承的邻接的外圈之间的距离。优选的是，环突起部的突起部外直径小于在已装配状态下邻接布置的滚动轴承的外圈的外圈内直径。
在调节环的另一设计中，环槽的较小的槽直径可以大于在已装配状态下邻接布置的滚动轴承的外圈的内直径。由此，在外圈的区域中或者甚至在空心轴的端面区域中实现了调节环的前述密封功能。
当然，纤维污垢形成密封件并不是绝对必要的。可以在调节环的装配期间，就已经设置密封元件，该密封元件围绕式地密封通过所设置的距离在调节环和邻接的滚动轴承之间存在的间隙。为此，环槽可以在其槽直径和槽横截面方面与环形的密封元件相协调。在这种情况下，密封元件布置在环槽中。在已装入的状态下，密封元件以预定的过盈量从环槽中伸出。在此，过盈量和距离彼此协调，使得一方面可以密封缝隙，另一方面，密封元件在突出的区域中不会受到过度磨损。在此设置的密封压紧程度取决于密封材料的材料特性以及滚动轴承的空心轴或外圈的相对于调节环或密封元件运动的表面的表面特性。
在调节环的另一设计中，环槽可以具有底切部，通过该底切部在环形体的材料中构成环形的槽突起部。该槽突起部被设置用于紧固插入环槽中的密封元件，以防止密封元件从环槽中沿轴向脱出。
为装配做好准备的调节环可以具有所有需要的调节螺钉和插入凹槽中的密封元件。
密封元件可以由不同的材料制成，例如有色金属，有色金属具有非常好的滑动性能。当然，也可以使用由复合材料制成的密封元件。该密封元件优选是由聚合物材料制成的O形环，因为这样的密封元件表现出良好的密封性能并且也非常成本低廉。
在调节环的另一设计中，在环形体中还可以构造具有入口和出口的润滑孔，润滑孔的出口在环槽和环形体内直径之间通入环侧部面中。通过润滑孔，一方面可以向紧邻的滚动轴承供给润滑剂，例如润滑脂或润滑油。另外，轴体、滚动轴承、调节环和密封件之间的空腔也可以填充有润滑剂，优选为润滑脂。这还可以防止液体、湿气和污垢进入，并且还防止由于温度变化而在该空腔中形成冷凝液。由此可以防止滚动轴承发生腐蚀，从而使以后更换轴承得以明显简化，并增加轴承的使用寿命。
润滑孔的入口可以布置在例如环形体的与环侧部面相反的一侧上。
润滑孔的入口优选具有螺纹。由此，例如可以将具有止回阀的传统润滑嘴装配在入口处，使得在供应润滑剂之后，润滑剂不会再次从润滑孔流出。当然，设有螺纹的引入孔也可以用简单的螺纹塞密封，例如带有密封圈的适配的短六角头螺钉。
可能的情况是：润滑剂沿侧向的供给由于紧邻设置的承载结构而变得困难。为了简化润滑剂供给，可以在螺纹中装配有所谓的90°润滑嘴。作为对此的替代，润滑孔的入口也可以布置在环形体的由外直径界定的表面上。
正如一开始所提到的，自动人行道或自动扶梯具有驱动站和转向站，其中，转向站通常不仅用于转向，还用于张紧梯级带或托板带。转向站可设有转向轴。驱动站具有主驱动轴。转向轴或主驱动轴包括：轴体、布置在轴体上的空心轴(带有布置于其上的传送链轮)以及至少一个布置在空心轴和轴体之间的滚动轴承。自动人行道或自动扶梯还具有至少一个调节环，其对应于上述设计变型之一。该调节环借助至少一个调节螺钉、与滚动轴承邻接地固定在轴体上，其中，调节环的环槽指向滚动轴承。
环形的密封元件可以插入调节环的环槽中，该密封元件以预定的过盈量从环槽中突出。在这种情况下，对滚动轴承和调节环之间的与预先限定的过盈量相关的距离加以预先给定。如上所述，该距离可以通过配合片的宽度或通过以适当的量突出的环突起部加以预先给定。
附图说明
下面参考附图介绍本发明的实施方式，但是附图和说明书均不应被认为是对本发明的限制。其中：
图1以纵剖的侧视图示意地示出具有承载结构的自动扶梯，在承载结构中，运行带轨和绕转的梯级带布置在第一转向区域和第二转向区域之间。
图2以放大图示出在图1给出的剖面A-A；
图3以放大图示出在图2中给出的局部视图X；
图4以放大图示出在图3中给出的、按照第一设计的局部视图Y；以及
图5以放大图示出在图3中给出的、按照第二设计的局部视图Y。
这些附图仅仅是示意性的并且未按真实比例绘制。在不同附图中，相同的附图标记表示相同或等效的特征。
具体实施方式
图1以纵剖的侧视图示出具有两个护栏3的自动扶梯1，其中，由于是纵剖面仅可见一个护栏3。在每个护栏3上以绕转方式布置有扶手5。此外，自动扶梯1具有以轮廓示出的承载结构7，承载结构承载护栏3。护栏3具有基板9，在所述基板之间以绕转方式布置有沿侧向引导的梯级11。自动扶梯1连接第一楼层E1和第二楼层E2。梯级11的运转滚轮13在与自动扶梯1的承载结构7连接的运行带轨15、17、19、21上行进。承载结构7可以是框架结构、载体、地基等。
梯级11借助未示出的传送链彼此连接以形成绕转的梯级带23，其中，为了更好的概览，仅部分地示出该梯级带。承载结构7在第一楼层E1的区域中具有带转向站27的第一转向区域25，以及在第二楼层E2的区域中具有带驱动站31的第二转向区域29，在所述转向区域中，梯级带23在前行部V和回行部R之间转向。在所示实施例中，基于前行部V和回行部R的给定的箭头方向，用户被从第二楼层E2运送到第一楼层E1。当然，自动扶梯1沿相反方向运行也是可行的。为了使梯级带23转向，在第一转向区域25中，可转动地布置有转向轴33，并且在第二转向区域29中，可转动地布置有主驱动轴35。主驱动轴35以能够传递转动的方式通过驱动链41连接至驱动单元37的驱动小齿轮39。当然，驱动单元37也可以不同地设计，并且可以布置在自动扶梯1中的不同部位上，以驱动梯级带23。
图2以放大图示出驱动站31的在图1中给出的剖面A-A。图3以放大图示出在图2中给出的局部视图X。下面一起介绍两幅图。
在图2中所示的剖切平面A-A也与布置在驱动站31中的主驱动轴35相交。为了获得具有高承载能力的、形状稳定且重量优化的结构，主驱动轴35被设计为空心轴结构。以这种方式设计的主驱动轴35具有支承在自动扶梯1的承载结构7中的固定的轴体47。盘形法兰55和杯形盘片57在轴体47的两端用作与承载结构7的连接元件。轴体47通常借助法兰55和杯形盘片57牢固地拧合在承载结构7上。具有两个固定在其上的传送链轮43的空心轴49布置在轴体47上。换句话说，轴体47布置在空心轴49的孔59中。梯级带23的传送链12通过传送链轮43被引导和转向，其中，梯级11布置在传送链12之间。
空心轴49和经由空心轴49彼此连接的传送链轮43借助两个滚动轴承51可转动地支承在轴体47上。根据设计，滚动轴承51布置在传送链轮43或空心轴49的为此设置的凹部61(参见图3)中。
为了使得滚动轴承51在运行期间不能凹部61中移出，滚动轴承分别利用调节环71紧固以防止轴向移位，所述调节环与滚动轴承51邻接地、借助调节螺钉73固定在轴体47上。调节环71具有空心圆柱形的环形体75。调节螺钉73布置在环形体75的螺纹孔79中。为了使调节螺钉能够朝向轴体47拧紧，环形体75中的螺纹孔79连贯地设计并且终止于环形体75的内直径DRI处。环形体75的内直径DRI与轴体47或其外直径DAA相协调，从而使调节环71能够被容易地推过轴体47，但仍与轴体47具有不太大的径向余隙(滑动配合)。为了固定拧紧的调节螺钉73，可以如图所示地设置锁紧螺母77。当然，也可以使用诸如厌氧粘合剂之类的其他固定方式来将调节螺钉73紧固在螺纹孔79中，以防止松动。
如在图1和图2的介绍中已经提到那样，本实施例的自动扶梯1具有主驱动轴35和转向轴33。所述主驱动轴和转向轴基本上相同地设计，使得相同的构件可用于两个轴33、35。由于主驱动轴35对梯级11或梯级带23加以驱动，因此主驱动轴与转向轴33的区别仅在于驱动齿圈45，驱动齿圈45沿侧向布置在两个传送链轮43之一上并且与传送链轮拧合。
如图3所示，根据本发明的调节环71具有至少一个环槽81。该环槽81的变型以及调节环71的其他特殊构造在图4和图5中示出，图4和图5以放大图示出图3中给出的局部视图Y。
如图4所示，环形体75的外直径DRA大于在已装配状态下邻接布置的滚动轴承51的外圈91的外圈内直径DIAI。由此，在已装配状态下，滚动轴承51在端侧至少直到其滚动体93的区域都被调节环71的环形体75所覆盖。另外，在环形体75的在已装配状态下指向滚动轴承51的环侧部面83中，布置有至少一个与内直径DRI同中心地布置的环槽81。换句话说，环侧部面83不仅可以如图所示地具有一个环槽81，还可以具有两个或更多个环槽81，这些环槽彼此同中心地布置并且与环形体75的内直径DRI同中心地布置。
此外，如图4和图5所示，环槽81的较小的槽直径DKN大于在已装配状态下邻接布置的滚动轴承51的外圈91的外圈内直径DLAI。由此，环槽81的密封分区插入外圈91的区域中，从而污垢可以卡在环槽81的区域中。为了增加保护效果，在本实施例中，在环槽81中布置有密封元件85。由此，污垢和湿气不再能够进入滚动体93的区域。如图所示，密封元件85可以是由软弹性的聚合材料制成的O形环。
环槽81在其槽直径DKN、DGN及其槽横截面方面与环形的密封元件85相协调，使得密封元件插入环槽81中并且以预定的过盈量UR从环槽81中伸出。
此外，在环形体75上的内直径DRI的区域中，构造有环突起部87，该环突起部从包含环槽81的环侧部面83上以预先给定的距离SB突出。环突起部87的突起部外直径DB小于在已装配状态下邻接布置的滚动轴承51的外圈91的外圈内直径DLAI。
为了实现足以防止湿气进入的密封效果，密封元件85必须以预定的力朝向滚动轴承外圈91的邻接布置的侧部面95压紧。这种压紧在图4中通过挤入外圈91中的密封元件85象征性地示出。然而，事实上，外圈91的侧部面是平坦的并且尽可能光滑，使得密封元件85仅贴靠在侧部面95上并且在调节环71和滚动轴承51之间被压在一起。由于密封元件85具有软弹性的材料特性，因此其产生与过盈量UR和距离SB之间的差值相关的力。换言之，环突起部87预先给定出滚动轴承51和调节环71之间的距离SB，该距离基于所预设的力或密封压紧度而与预先限定的过盈量UR相关地设定尺寸。
此外，如图4所示，具有入口97和出口99的润滑孔89构造在环形体75中。出口99在环槽81和内直径DRI之间通入环形体75的环侧部面83中。通过润滑孔89，一方面可以向紧邻的滚动轴承51供给润滑剂，诸如润滑脂或润滑油。另外，由此也可以将轴体47、滚动轴承51、调节环71和密封元件85之间的空腔101以润滑剂、优选为润滑脂来填充。这还可以防止液体、湿气和污垢进入，并且还可以防止由于温度变化而在该腔体中形成冷凝液。由此，可以防止滚动轴承51在凹部61中发生腐蚀，由此使轴承的后续更换明显简化。为了实现润滑剂在腔体101内更好的分布，还可以在环形体75中构造润滑槽103(参见图5)。润滑槽的构造适配于调节环71的现有生产可行方案和润滑剂的性质，因此在此处省略了关于润滑槽103的理想横截面分布的进一步解释。润滑孔89的入口97布置在环形体75的与环侧部面83相反的一侧上。润滑孔89的入口97具有螺纹107，润滑剂喷枪的未示出的连接件能够旋入该螺纹中。为了防止填充的润滑剂流出，可以在拆下连接件后，将带有密封圈的螺钉作为柱塞拧入。
图5还示出图3中所示的局部视图Y，但在替代实施方式中具有调节环71。调节环的环槽81具有底切部111，通过该底切部在环形体75的材料中构造出环形的槽突起部109。该槽突起部109被设置用于将插入环槽81中的密封元件85紧固，以防止密封元件从环槽81轴向脱出。此外，润滑孔89的入口97布置在环形体75的由外直径DRA界定的面上。入口97还配备有带止回阀的传统的润滑嘴105，使得维护人员可以在需要时方便地补充润滑剂，而无需首先移除封闭螺钉。
尽管图1示出具有梯级带23的自动扶梯1，但是显见的是，本发明也适用于具有托板带的自动人行道。另外，显见的是：环槽81的不同构型和入口97的布置方案可以相互组合。
最后，应当注意，诸如“具有”、“包括”等术语不排除其他元件或步骤，并且诸如“一”或“一个”等术语不排除多个。此外，应当指出，已经参考上述实施例之一介绍的特征或步骤也可以与上述其他实施例的其他特征或步骤结合使用。权利要求中的附图标记不应被解释为限制性的。

Claims (13)

1.一种调节环(71)，具有空心圆柱形的环形体(75)和至少一个调节螺钉(73)，其中，
调节螺钉(73)布置在螺纹孔(79)中，所述螺纹孔设计成贯穿环形体(75)并且终止于环形体(75)的内直径(DRI)处，并且
环形体(75)的内直径(DRI)与自动扶梯(1)或自动人行道的主驱动轴(35)或转向轴(33)的在装配状态下以伸出的方式布置的轴体(47)相协调，其特征在于，
环形体(75)的外直径(DRA)大于主驱动轴(35)或转向轴(33)的在装配状态下邻接布置的滚动轴承(51)的外圈(91)的外圈内直径(DLAI)；并且
在环形体(75)的在装配状态下指向滚动轴承(51)的环侧部面(83)中，构造有至少一个与内直径(DRI)同中心布置的环槽(81)。
2.根据权利要求1所述的调节环(71)，其中，所述环槽(81)的较小的槽直径(DKN)大于在装配状态下邻接的滚动轴承(51)的外圈(91)的外圈内直径(DLAI)。
3.根据权利要求1或2所述的调节环(71)，其中，在环形体(75)上的内直径(DRI)的区域中构造有环突起部(87)，所述环突起部从包含环槽(81)的环侧部面(83)上以预先给定距离(SB)的方式突出，并且所述环突起部的突起部外直径(DB)小于在装配状态下邻接布置的滚动轴承(51)的外圈(91)的外圈内直径(DLAI)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的调节环(71)，其中，所述环槽(81)在其槽直径(DGN、DKN)及其槽横截面方面与环形的密封元件(85)相协调，所述密封元件设置用于：布置在环槽(81)中并在安装状态下以预定的过盈量(UR)从环槽(81)中伸出。
5.根据权利要求3所述的调节环(71)，其中，所述环槽(81)具有底切部(111)，通过所述底切部(111)在环形体(75)的材料中构造环形的槽突起部(109)，并且所述槽突起部(109)被设置用于固定插入环槽(81)中的密封元件(85)，以防止密封元件从环槽(81)中沿轴向脱出。
6.根据权利要求4或5所述的调节环(71)，其中，所述调节环具有密封元件(85)。
7.根据权利要求6所述的调节环(71)，其中，所述密封元件(85)是由聚合材料制成的O形环。
8.根据前述权利要求中任一项所述的调节环(71)，其中，在环形体(75)中构造有具有入口(97)和出口(99)的润滑孔(89)，其中，所述润滑孔的出口(99)在环槽(81)与内直径(DRI)之间通入环侧部面(83)中。
9.根据权利要求8所述的调节环(71)，其中，所述润滑孔(89)的入口(97)布置在环形体(75)的与所述环侧部面(83)相反的一侧。
10.根据权利要求8所述的调节环(71)，其中，所述润滑孔(89)的入口(97)布置在环形体(75)的由外直径(DRA)界定的径向面上。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的调节环(71)，其中，所述润滑孔(89)的入口(97)具有螺纹(107)。
12.一种自动人行道或自动扶梯(1)，具有转向轴(33)和/或主驱动轴(35)，所述转向轴和/或主驱动轴包括至少一个轴体(47)以及布置在所述轴体(47)上的滚动轴承(51)，其特征在于，所述自动人行道或自动扶梯(1)还具有至少一个根据权利要求1至11中任一项所述的调节环(71)，所述调节环与滚动轴承(51)邻接地、借助调节螺钉(73)固定在轴体(47)上，其中，调节环(71)的环槽(81)指向滚动轴承(51)。
13.根据权利要求12所述的自动人行道或自动扶梯(1)，其中，在所述调节环(71)的环槽(81)中插入有环形的密封元件(85)，所述密封元件以预先限定的过盈量(UR)从环槽(81)中伸出，并且预先给定出滚动轴承(51)和调节环(71)之间的与预先限定的过盈量(UR)相关联的距离(SB)。
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