DE10063844A1 - Antriebssystem für Rolltreppen oder Rollsteige - Google Patents

Abstract

Antriebssystem für Rolltreppen und Rollsteige mit mindestens einer Antriebskette sowie voneinander beabstandeten Umlenkelementen für die Antriebskette, wobei die Antriebskette über Bolzen mit Stufen bzw. Paletten der Rolltreppe bzw. des Rollsteiges verbunden ist, die zwischen zwei Gelenken der Antriebskette positioniert und jeweils mit einer Laufrolle versehen sind, wobei die Kettenteilung der Antriebskette so ausgelegt ist, daß maximal zwei Glieder je Stufe bzw. Palette zum Einsatz gelangen und daß die Umlenkelemente bezüglich ihrer Zähnezahl in entsprechender Weise reduziert angepaßt sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für Rolltreppen und Rollsteige mit mindestens einer Antriebskette sowie voneinander beabstandeten Umlenkelementen für die Antriebskette, wobei die Antriebskette über Bolzen mit Stufen bzw. Paletten der Rolltreppe bzw. des Rollsteiges verbunden ist, die zwischen zwei Gelenken der Antriebskette positioniert und jeweils mit einer Laufrolle versehen sind.

Allgemein bekannt sind sogenannte in Innenbereichen, bespielsweise von Kaufhäusern oder dergleichen, einsetzbare Rolltreppen und Rollsteige, die mittels Antriebsketten ausgerüstet sind, bei welchen im Hinblick auf die relativ geringen Kräfte die mit den Stufen bzw. Paletten zusammenwirkenden Stufen- bzw. Palettenbolzen samt Laufrollen in den jeweiligen Gelenkbereichen der Antriebsketten positioniert sind.

Ebenfalls bekannt sind insbesondere Rolltreppen, die als Schwerlast- Rolltreppen im Außenbereich, beispielsweise in U-Bahn-Schächten oder dergleichen, zum Einsatz gelangen. Hier kommen üblicherweise Laschenketten als Antriebselemente zum Einsatz, wobei im Hinblick auf die größer dimensionierten Antriebe die Stufenrollen außerhalb der Antriebskette vorgesehen sind. Der hier gegebene konstruktive Aufwand ist wesentlich größer als bei einer sogenannten Kaufhaus-Rolltreppe, wodurch gleichzeitig auch die Gesamtbreite der Schwerlast-Rolltreppen größer vorzusehen ist als bei einer Kaufhaus-Rolltreppe.

Wünschenswert wäre es demzufolge, Maßnahmen vorzusehen, auch Schwerlast-Rolltreppen mit ähnlich geringem Bauaufwand, wie eine Kaufhaus- Rolltreppe, herzustellen und zu betreiben.

Der DE-A 17 56 813 ist eine Laufrollen-Stufen-Ketten-Verbindung von Fahrtreppen zu entnehmen, bei welcher der Stufenbolzen zwischen zwei Gelenken der Antriebskette vorgesehen ist. Vorzugsweise sollen die Laufrollen zwischen zwei Gelenken der Antriebskette innerhalb oder außerhalb der Innenlaschen oder Außenlaschen vorgesehen werden. Diese beiden zur Auswahl stehenden Möglichkeiten sind einerseits anwendbar auf eine Kaufhaus-Rolltreppe (innen liegende Laufrolle) sowie Schwerlast-Rolltreppen (außen liegende Stufenrolle).

Ziel des Erfindungsgegenstandes ist es, das im gattungsbildenden Teil des ersten Patentanspruches beschriebene Antriebssystem für Rolltreppen und Rollsteige dahingehend weiterzubilden, daß eine Vereinfachung des Bauaufwandes, insbesondere der Schwerlast-Rolltreppen bzw. -Rollsteige, gegeben ist, so daß ggf. baugleiche bzw. artverwandte Teile zur Anwendung kommen können, ohne daß sich dies nachteilig auf die unterschiedlichen Antriebskräfte auswirkt.

Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß die Kettenteilung der Antriebskette so ausgelegt ist, daß maximal zwei Glieder je Stufe bzw. Palette zum Einsatz gelangen und daß die Umlenkelemente bezüglich ihrer Zähnezahl in entsprechender Weise reduziert angepaßt sind.

Heute dem Stand der Technik entsprechende Kettenteilungen liegen bei üblichen Stufen- oder Paletten-Trittflächenlängen von etwa 400 mm bei etwa 133 mm.

Die Grenzzähnezahlen der Umlenkelemente werden, darauf abgestimmt, z. B. mit z = 17 angesetzt, die jedoch - abhängig vom Durchmesser des jeweiligen Umlenkelementes - auch andersartig sein kann.

Eine Vergrößerung der Kettenteilung ist prinzipiell in zwei Stufen möglich. Bei gleichen Voraussetzungen (Stufen- bzw. Paletten-Trittflächenlänge von etwa 400 mm) würden sich als weitere mögliche Kettenteilungen einmal 200 mm und einmal 400 mm, also zwei Glieder je Stufe bzw. Palette oder ein Glied pro Stufe oder Palette, ergeben. Die dann einzusetzenden korrespondierenden Zähnezahlen der Umlenkelemente, insbesondere Kettenräder, liegen dann nur bei etwa z = 12 bzw. etwa z = 6 (abhängig vom Durchmesser des Umlenkelementes). Bedingt durch diese große Kettenteilung kann die Laufrolle sowohl bei der Kaufhaus- als auch bei der Schwerlast-Rolltreppe zwischen den Gelenken der Antriebskette vorgesehen werden, so daß bei beiden Systemen auf gleichmäßig aufgebaute Antriebsketten zurückgegriffen werden kann. Der Bauraum der sogenannten Schwerlast-Rolltreppen/Schwerlast-Rollsteige kann somit reduziert werden, was sich letztendlich auch in einer Kostenverringerung bemerkbar macht.

Der Betrieb eines derartigen, aus Antriebskette und Umlenkelementen gebildeten Antriebssystemes kann unter Umständen Maßnahmen zur Schwingungsreduktion bedingen. Demzufolge wird, einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß, vorgeschlagen, daß der ggf. mit einem Getriebe zusammenwirkende mittel- oder unmittelbar auf das jeweilige Umlenkelement einwirkende Antriebsmotor insbesondere über einen Frequenzumrichter mit nicht konstanter Drehzahl antreibbar ist. Durch diese Maßnahme können die unerwünschten Polygon- und Umlaufeffekte im wesentlichen unter Beibehaltung herkömmlicher Umlaufgegebenheiten reduziert werden, wodurch die Laufruhe der Rolltreppe bzw. des Rollsteiges beträchtlich erhöht werden kann.

Üblicherweise kommen Wechselstrom-Asynchronmotoren zum Einsatz, die mit dem Frequenzumrichter in Wirkverbindung gebracht werden, so daß der Motor dergestalt angesteuert werden kann, daß er mit einer nicht konstanten Drehzahl umläuft, die dann ggf. unter Einbeziehung eines Getriebes in entsprechender Weise auf das jeweilige Umlenkelement einwirkt. Die variierenden Kettengeschwindigkeiten, die beim Ketteneinlauf gegeben sind, werden durch diesen Vorschlag weitestgehend ausgeglichen bzw. es findet eine Anpassung daran statt, so daß die bisher gegebenen Stöße im System weitestgehend kompensiert werden.

Um auch den Ketteneinlauf in das jeweilige Umlenkelement, insbesondere ein Kettenrad mit reduzierter Zähnezahl, optimieren zu können, wird vorgeschlagen, die jeweilige Antriebskette - ohne deren Vorspannung zu reduzieren - vor dem Einlauf in das Kettenrad zu entlasten, wobei einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß eine sogenannte insbesondere bogenartig ausgebildete Entlastungseinrichtung für die Laufrollen zum Einsatz gelangt. Die Entlastungseinrichtung ist vorzugsweise im oberen Übergangsbereich von der Schräge in die Horizontale positioniert und sorgt dafür, daß die Laufrollen geringfügig von ihrer zugehörigen Laufbahn abgehoben und somit druckentlastet werden. Auf der etwa der Kontur des Übergangsbereiches entsprechenden bogenartigen Entlastungseinrichtung läuft eine mit Stützelementen zusammenwirkende Gliederkette um, wobei die Stützelemente in den Bereich der Gelenke bzw. Schonrollen eingreifen und selbige nach oben auslenken.

Diese umlaufende Gliederkette besteht vorzugsweise aus Gleitlagermaterial und wird durch die Stufenkette mitgeschleppt. Der Vorteil besteht in der flächenförmigen Auflage der Schonrolle im jeweiligen Stützelement der Entlastungseinrichtung, die ohne Relativbewegung einem nur sehr geringen Verschleiß ausgesetzt ist und im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen sowie im relativ großen flächenförmigen Gleitbereich des Elementes, der hierdurch Gleitreibung auf einem geringen Flächenpressungsniveau ermöglicht.

Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 Prinzipskizze eines angedeuteten Umlenkelementes, insbesondere eines Kettenrades, für die Antriebskette einer Rolltreppe

Fig. 2a Antriebskette für Schwerlast-Rolltreppen mit außen liegender Laufrolle

Fig. 2b + c Erfindungsgemäße Antriebsketten mit unterschiedlichen Teilungen für den Anwendungsfall gemäß 2a

Fig. 3 Prinzipskizze einer Entlastungseinrichtung für den Übergangsbereich einer Rolltreppe

Fig. 4 Prinzipskizze eines polygonentlasteten Umlenkbereiches für die Antriebskette eines Rollsteiges

Fig. 1 zeigt das erfindungsgemäße Antriebssystem 1 als Prinzipskizze, beinhaltend ein als Kettenrad ausgebildetes Umlenkelement 2 sowie eine Antriebskette 3. Die Antriebskette 3 beinhaltet eine Vielzahl miteinander verbundener Laschen 4, die über Gelenke 5 miteinander verbunden sind. Etwa auf halber Höhe zwischen den Gelenken 5 erstrecken sich Laufrollen 6, die über Stufenbolzen 7 mit den hier nicht erkennbaren Stufen einer Rolltreppe in Wirkverbindung stehen. Das Umlenkelement 2 weist Kettenzähne 8 auf, die an die Teilung der Antriebskette 3 in entsprechend reduzierter Weise angepaßt sind. In diesem Beispiel soll eine Stufen-Trittflächenlänge von 400 mm angenommen werden. Die Kettenteilung soll 200 mm betragen woraus sich eine Zähnezahl des Umlenkelementes von z = 12 ergibt. Andere Parameter bezüglich der Trittflächenlänge bedingen andersartige Kettenteilungen, respektive Zähnezahlen.

Die Kettenzähne 8 sind kettenseitig mit Ausnehmungen 9 versehen, die zur Aufnahme der Gelenke 5 dienen, während die Laufrollen 6 in entsprechenden Ausnehmungen 10 des Umlenkelementes 2 positioniert sind. Je nach Ausgestaltung des Antriebssystemes 1 kann es sinnvoll sein, die Laufrollen 6 in relativ druckentlasteter Form um das Umlenkelement 2 herumzuführen. Dies kann in einfacher Weise dadurch geschehen, daß die Ausnehmungen 10 größer gestaltet werden als der Laufrollendurchmesser, so daß selbige lediglich partiell oder gar nicht mit den korrespondierenden Wandbereichen der Ausnehmungen 10 in Berührung kommen.

Fig. 2a zeigt ein Antriebssystem 11, das den Stand der Technik darstellt und für eine Schwerlast-Rolltreppe zum Einsatz gelangt. Erkennbar sind Stufen 12, die über Stufenbolzen 13 mit außerhalb der Antriebskette 14 versehenen Laufrollen 15 zusammenwirken. Die Stufenbolzen 13 erstrecken sich hierbei durch die Gelenke 16 der Antriebskette 14. Bei angenommener Trittstufenlänge von etwa 400 mm ergibt sich eine Kettenteilung von 133 mm, so daß einer jeden Stufe 12 drei Glieder der Antriebskette 14 zugeordnet sind.

Die Fig. 2b + c zeigen die erfindungsgemäße Antriebskette 3. Abweichend zur Antriebskette 11 gemäß Fig. 2a sind die Laufrollen 6 zwischen den Gelenken 5 der Antriebskette 3 positioniert und über den Stufenbolzen 116 mit der jeweiligen Stufe 12 verbunden.

Fig. 2b zeigt eine Antriebskette 3 mit 200er Teilung, d. h. je Stufe sind zwei Glieder der Antriebskette 3 vorgesehen, während Fig. 2c eine Antriebskette 3 mit 400er Teilung und innen liegenden Laufrollen 6 zeigt, die zwischen den Gelenken 5 der Antriebskette 3 positioniert sind. Infolge dieser konkreten Zuordnung der Kettenteilung der Antriebskette 3 in Wirkverbindung mit dem zähnezahlenmäßig darauf reduzierend abgestimmten Umlenkelement 2 kann nun ein sowohl für Kaufhaus-Rolltreppen als auch Schwerlast-Rolltreppen konstruktiv gleich ausgebildetes Antriebssystem 1 zum Einsatz gelangen.

Fig. 3 zeigt eine Entlastungseinrichtung 17, die beispielsweise im oberen Übergangsbereich 18 einer hier nicht weiter dargestellten Rolltreppe angeordnet ist. Erkennbar ist die Antriebskette 3 samt Gelenken 5 und innen liegenden Laufrollen 6. Die Gelenke 5 sind in diesem Beispiel von Schonrollen 19 umgeben. Die Entlastungseinrichtung 17 ist im Querschnitt bogenförmig ausgebildet und stellt eine sogenannte Entlastungskurve dar, die in Wirkverbindung mit einer umlaufenden Gliederkette 20 steht. Die Gliederkette 20 wird hierbei von der Antriebskette 3 mitgeschleppt, d. h. sie ist selber antriebsfrei. Zwischen den Gliedern der Gliederkette 20 sind sogenannte im Querschnitt etwa dreieckige Stützelemente 21 vorgesehen, die schonrollenseitig mit entsprechenden Profilen 22 zur Aufnahme derselben ausgebildet sind. Dadurch, daß die Stützelemente 21 die Schonrollen 19 aufnehmen, werden die Laufrollen 6 in entlastender Weise von den einzelnen Gliedern der Gliederkette 20 aufgenommen, wodurch der gerade in diesem Übergangsbereich 18 gegebene erhöhte Anpreßdruck auf die Laufrollen 6 abgesenkt wird.

Fig. 4 zeigt als Prinzipskizze den Antriebsbereich 23 eines Rollsteiges. Erkennbar ist das Umlenkelement 2 sowie die eine Vielzahl von Gliedern 4 beinhaltende Antriebskette 3. Die Zähne 8 des Umlenkelementes 2 sind lediglich angedeutet, können jedoch auch denen gemäß Fig. 1 konstruktiv entsprechen. Der Antriebsmotor ist mit dem Bezugszeichen 24 versehen und steht bedarfsweise mit einem nicht weiter dargestellten Getriebe in Wirkverbindung. Die Verbindung zwischen dem Antriebsmotor 24 und dem Umlenkelement 2 ist durch ein Antriebsorgan 25 sichergestellt. Die Laufrichtung der Antriebskette 3 bzw. die Umlenkrichtung des Umlenkelementes 2 ist durch Pfeile angedeutet. Die beim Einlauf der Antriebskette 3 in das Umlenkelement 2 gegebenen Polygoneffekte werden nun dadurch reduziert, daß der Drehzahl des Umlenkelementes 2 eine andersartige Drehzahl überlagert wird, so daß das Umlenkelement 2 mit einer nicht konstanten Drehzahl umläuft, die der mathematischen Funktion der Antriebskette 3 beim Einlaufen in das Umlenkelement 2 weitestgehend entspricht. Dadurch werden die im Gesamtsystem auftretenden Stöße und Geschwindigkeitsschwankungen minimiert. Die Überlagerung wird dadurch herbeigeführt, daß mit dem Antriebsmotor 24 ein Frequenzumrichter 26 in Wirkverbindung steht, der den Antriebsmotor 24 dergestalt ansteuert, daß dieser mit einer nicht konstanten Drehzahl umläuft und diese nicht konstante Drehzahl über das Antriebsorgan 25 in überlagernder Weise auf das Umlenkelement 2 übertragen wird. In einer Regeleinrichtung 27 können mehrere Ansteuerparameter abgespeichert werden, die Grundmuster bereits bestehender Rolltreppen oder Rollsteige beinhalten, so daß bei Standardausführungen auf diese Grundeinstellungen zurückgegriffen werden kann.

Soll der Komfort erhöht werden, besteht die Möglichkeit, durch einen Sensor 28 die Phasenlage des Umlenkelementes 2 zu ermitteln und diese der Regeleinrichtung 27 zur Verfügung zu stellen. Ein weiterer Parameter kann die Umlaufgeschwindigkeit der Antriebskette 3 sein, die beispielsweise über einen weiteren Sensor 29 erfaßt wird und auch diese Messwerte der Regeleinrichtung 27 zur Verfügung gestellt werden. Durch einen entsprechenden Abgleich der durch die Sensoren 28, 29 gemessenen Werte im Vergleich mit der bzw. den vorhandenen Grundmustern kann der Frequenzumrichter 26 nun so mit elektrischen Meßwerten versorgt werden, daß eine kontinuierliche Ansteuerung des Antriebsmotors 24 beispielsweise an unterschiedliche Umlaufgeschwindigkeiten der Antriebskette 3 herbeigeführt werden kann.

Claims (13)

1. Antriebssystem für Rolltreppen und Rollsteige mit mindestens einer Antriebskette (3) sowie voneinander beabstandeten Umlenkelementen (2) für die Antriebskette (3), wobei die Antriebskette (3) über Bolzen (7, 16) mit Stufen (12) bzw. Paletten der Rolltreppe bzw. des Rollsteiges verbunden ist, die zwischen zwei Gelenken (5) der Antriebskette (3) positioniert und jeweils mit einer Laufrolle (6) versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kettenteilung der Antriebskette (3) so ausgelegt ist, daß maximal zwei Glieder je Stufe (12) bzw. Palette zum Einsatz gelangen und daß die Umlenkelemente (2) bezüglich ihrer Zähnezahl in entsprechender Weise reduziert angepaßt sind.

2. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Gelenke (5) Schonrollen (19) vorgesehen sind.

3. Antriebssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zahn (8) der Umlenkelemente (2) mit gerundeten Ausnehmungen (9) zur Aufnahme und Führung der Gelenke (5) respektive der Schonrollen (19) versehen ist.

4. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufrollen (6) im Bereich zugehöriger Ausnehmungen (10) des jeweiligen Umlenkelementes (2) dort mit zumindest teilweiser Druckentlastung geführt sind.

5. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der ggf. mit einem Getriebe zusammenwirkende mittel- oder unmittelbar auf das jeweilige Umlenkelement (2) einwirkende Antriebsmotor (24) insbesondere über einen Frequenzumrichter (26) mit nicht konstanter Drehzahl antreibbar ist.

6. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine vor dem oberen Umlenkelement (2) angeordnete Entlastungseinrichtung (17) für die Antriebskette (3) respektive deren Laufrollen (6).

7. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlastungseinrichtung (17) nach Art einer etwa der Kontur des Übergangsbereiches (18) der Rolltreppe oder des Rollsteiges geformten Kurvenelementes gebildet ist.

8. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurvenelement (17) mit einer umlenkbaren Gliederkette (20) in Wirkverbindung steht, die mit beabstandeten, die Entlastung der Antriebskette (3) bewirkenden Stützelementen (21) versehen ist.

9. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützelemente (21) im Querschnitt etwa dreieckig ausgebildet sind und im der Antriebskette (3) zugewandten Bereich zur Positionierung der Gelenkbereiche der Antriebskette (3) vorgesehen sind.

10. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die den Gelenkbereichen zugewandte Spitze der Stützelemente (21) zur Aufnahme der Gelenke (5) bzw. der Schonrollen (19) profiliert ausgebildet ist.

11. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einzelnen Stützelementen (21) jeweils ein Kettenglied vorgesehen ist, auf welchem die Laufrolle (6) ablegbar ist.

12. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gliederkette (20) insbesondere aus Gleitlagermaterial besteht.

13. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gliederkette (20) von der Antriebskette (3) mitnehmbar ist.