DE2408712A1

DE2408712A1 - Vorgelege fuer einen einzelantrieb

Info

Publication number: DE2408712A1
Application number: DE19742408712
Authority: DE
Inventors: Mohammed A Eltaher; James R Farley; Jack G Hanks; Eugene H Seidling
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1973-03-01
Filing date: 1974-02-22
Publication date: 1974-09-12
Also published as: FR2220028A1; GB1465947A; NL7402723A; JPS49135067A; ES423610A1; BE811609A; FR2220028B1; CA972187A; IT1005800B; US3857301A

Description

München, den «'" '· \ _;;a W 601 - Dr. Hk/bgr

v- ■■■--.:* as

Westinghouse Electric Corporation in üttsburgh, Pa./V.St_eA. Vorgelege für einen Einzelantrieb

Die Erfindung betrifft ein Vorgelege für einen Einzelantrieb, das insbesondere als Winkelgetriebe zum Antrieb von Fahrtreppen und Rollsteigen geeignet ist.

Bei einer bekannten Konstruktion derartiger Fahrtreppen oder Rollsteige wird ein endloses Band verwendet, das mit zwei parallelen Zahnreihen parallel zur Bewegungsrichtung des Bandes ausgerüstet ist. Innerhalb der Bandschleife befinden sich ein oder mehrere Antriebsmotoren, die je über ein Vorgelege mit zwei koaxialen Kettenrädern gekuppelt sind, welche zum Antrieb zweier mit den Zähnen des endlosen Bandes in Eingriff stehender Ketten dienen.

Das Vorgelege ist bei dieser bekannten Ausführungsform mit parallelen Wellen ausgerüstet und wird von dem Elektromotor über einen Zahnriemen angetrieben. Diese Anordnung benötigt verhältnismäßig viel Platz und erfordert insbesondere wegen des Zahnriemens regelmäßige Wartung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein platzsparendes,

Λ09837/07Λ9 _ ₂ _

einfaches und wartungsfreies Vorgelege mit geringem Betriebsgeräusch zur Verfügung zu stellen.

Dies wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 1 erreicht.

Das neue Vorgelege ist insbesondere als Winkelgetriebe geeignet, das unmittelbar an den Antriebsmotor angeflanscht werden kann. Die Abtriebswelle ist an beiden Enden zugänglich, so daß die Antriebskettenräder gegenseitig verstellbar an der Abtriebswelle befestigt werden können. Durch die gegenseitige Verstellbarkeit kann eine gleichmäßige Lastverteilung auf die beiden Kettenantriebe in einfacher Weise erreicht werden. Wegen der Abnehmbarkeit der Kettenräder kann die gesamte Antriebseinheit leicht ausgewechselt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben. Hierin sind:

Fig. 1 ein Achsenschnitt des erfindungsgemäßen Vorgeleges und

Fig. 2 eine Stirnansicht desselben.

Das dargestellte Vorgelege 10 umfaßt ein Gehäuse 12, eine

409837/0749 -3-

Antriebswelle 14, eine als Hohlwelle ausgebildete Zwischenwelle 16 und eine Abtriebswelle 18. Zwischen der Antriebswelle 14 und der Hohlwelle 16, sowie zwischen der Hohlwelle 16 und der Abtriebswelle 18 sind getriebliche Verbindungen 20 und 22 vorgesehen.

Die Antriebswelle 14 ist in einem doppelten Kegelrollenlager 24 gelagert. Das eine Ende 25 der Antriebswelle ragt durch eine abgedichtete öffnung 26 des Gehäuses 12 nach außen und ist unmittelbar auf die Abtriebswelle 28 eines Elektromotors 30 aufgekeilt. Der Motor 30 ist ein normaler Induktionsmotor. Das innere Ende der Antriebswelle ist mit 27 bezeichnet.

Die hohle Zwischenwelle 16 hat die Enden 32 und 34 und die Bohrung 36. Das Ende 32 ist in einem Expansionslager 38 gelagert, während das Ende 34 in einem doppelten Kegelrollenlager 40 gelagert ist. Die Längsachse 42 der Hohlwelle 16 ist vorzugsweise senkrecht zur Längsachse 44 der Antriebswelle 14 und schneidet dieselbe. Je nach der verwendeten getrieblichen Verbindung 20 kann es aber auch vorkommen, daß die Achse 42 der Hohlwelle 16 seitlich gegen die Achse versetzt sein muß.

Die Abtriebswelle 18 hat die Endteile 46 und 48 und kann ebenfalls rohrförmig mit einer Axialbohrung 50 ausgeführt sein. Sie kann aber auch massiv ausgebildet sein. Die hohle

409837/0749 - 4 -

Ausbildung erleichtert das Anbringen von Achsstummeln für den Antrieb der Kettenräder in der oben erwähnten Anwendung.

Der Außendurchmesser der Abtriebswelle 18 ist etwas geringer als die Richte Weite der Hohlwelle 16 und die Abtriebswelle ragt beiderseits über die Hohlwelle hinaus. Die Abtriebswelle ist koaxial zu der Bohrung der Hohlwelle 16 angeordnet. Ihre Endteile 46 und 48 sind mittels eines Expansionslagers 52 und eines doppelten Kegelrollenlagers 54 im Gehäuse 12 gelagert. Dank dieser Kombination der Abtriebswelle mit der Hohlwelle sind beide Enden der Abtriebswelle von außen zugänglich und es wird eine sehr kompakte Anordnung des Vorgeleges erreicht.

Die getriebliche Verbindung 20 zwischen der Antriebswelle und der Hohlwelle 16 besteht im vorliegenden Beispiel aus zwei Kegelrädern 56 und 58. Wegen der geringeren Geräuschentwicklung ist Spiralverzahnung vorzuziehen. Das Kegelrad 56 ist auf dem inneren Ende 27 der Antriebswelle 14 aufgekeilt und steht in Eingriff mit dem auf der Hohlwelle 16 aufgekeilten Kegelrad 58. Bei Benützung dieser Kegelräder scrieiden sich die Achsen 42 und 44. Bei Verwendung von Hypoidverzahnung sind diese beiden Achsen dagegen seitlich gegeneinander versetzt.

- 5 409837/0749

Die getriebliche Verbindung 22 zwischen der Hohlwelle 16 und der Abtriebswelle 18 besteht aus einem Planetengetriebe, das die Vorteile hohen Wirkungsgrades, kompakter Bauweise und störungsfreien Betriebes vereinigt.Das Planetengetriebe enthält ein Stirnrad 60, zwei Zahnkränze 62 und 64 und die Planetenräder 66 und 68. Es sind drei um 120° gegeneinander versetzte Paare von Planetenrädern 66 und 68 vorgesehen, von denen nur eines dargestellt ist. Statt dessen würden auch zwei solche Planetenradpaare ausreichen.

Im einzelnen ist das Stirnrad 60 auf die Hohlwelle 16 aufgekeilt. Der erste Zahnkranz 62 ist mit radialem Abstand von den Zähnen des Stirnrades 60 an dem Gehäuse 12 befestigt; der Abstand zwischen beiden wird durch das Planetenrad 66 überbrückt, das also in Eingriff mit dem Stirnrad 60 und dem Zahnkranz 62 steht. Das Planetenrad 68 ist koaxial mit dem Planetenrad 66 und mit diesem fest verbunden, vorzugsweise aus einem Stück mit ihm bestehend. Der zweite Zahnkranz 64 mit Innenverzahnung ist auf der Abtriebswelle 18 aufgekeilt und so angeordnet, daß er mit dem Planetenrad 68 in Eingriff steht.

Die Planetenradpaare 66,68 sind jeweils auf einer Welle 70 gelagert. Die Wellen 70 sind an zwei Ringen 72. und 74 befestigt. Die Ringe 72 und 74 sind frei drehbar um die Achse 42, Durch die symmetrische Verteilung der Planetenradpaare um die

409837/0749 " ⁶ "

Achse 42 tritt eine selbsttätige Zentrierung der Anordnung ein, so daß keine Lager zwischen den Innenflächen der Ringe 72 und 74 und der Befestigungsmutter 76 bzw. dem Eortsatz des zweiten Zahnkranzes 64 erforderlich sind. Das Planetengetriebe besitzt Schraubenverzahnung_t wodurch ein axialer Schub hervorgerufen wird. Um diesen aufzunehmen, sind Druckringe 84 und 86 vorhanden. In den Stirnflächen der Lagerringe 72, 74 befinden sich auf dem Umfang verteilte, radial verlaufende ölkanäle 80 und 82, um einen Ölfilm zwischen den Lagerringen 72,74 und den PrtrcKringen 84,86 zu erzeugen.

Fig. 2 zeigt die Einbaulage des Vorgeleges 10 bei Verwendung an einer Fahrtreppe, sowie den Ölstand in dem als ölwanne ausgebildeten Gehäuse. Die Drehung des Zahnrades 58, der Planetenräder und des Zahnkranzes 64 bewirken das Schöpfen und Verspritzen des Öles aus der Ölwanne, so daß die Lagerstellen und bewegten Teile oberhalb des ölstandes geschmiert werden. Wenn, wie in Fig. 2, der Antriebsmotor und die Antriebswelle 14 sich auf der absteigenden Seite des Fahrtreppe befinden, liegen die Lager 24 und die Eingriff stelle zwischen den Zahnrädern in der Getriebeverbindung 20 unterhalb des Ölstandes.

In der dargestellten Ausführungsform erstrecken sich die Endteile 46 und 48 der Abtriebswelle 18 nicht über die ent-

- 7 409837/0749

sprechenden Endteile 88 und 90 des Gehäuses 12, die entsprechende Durchtrittsöffnungen 92 und 94 definieren, hinaus. Zur Abnahme der Antriebskraft dienen gesonderte Achsstummel 96 und 98, die mittels Keilverzahnungen in die Bohrung 50 der Wellenendteile 46 und 48 drehfest eingeführt sind. Vorzugsweise ist eine bestimmte Winkelstellung der Achsstummel 96 und 98 hinsichtlich der Abtriebswelle 18 festgelegt, indem z.B. ein Keilzahn weggelassen ist. Die Verbindung zwischen den AchsstummeIi 96 und 98 und der Welle 18 soll so sein, daß keine auf die Achsstummel wirkenden Biegemomente auf die Abtriebswelle übertragen werden. Dies läßt sich z.B. durch leicht ballige Ausbildung der Keilverzahnung erreichen.

Die Kettenräder 100 und 102, die zum Antrieb der früher erwähnten Antriebsketten für das Fahrtreppenband dienen, sind auf hohlen Lagerzapfen 104 und 106 gelagert. Die Zapfen 104 und 106 sind an einem Ende mit Flanschen 108 und 110 versehen, die dichtend mit den Endteilen 88 bzw. 90 des Gehäuses verschraubt'sind,.so daß die hohlen Lagerzapfen 104 und 106 koaxiale Verlängerungen der öffnungen 92 und 94 des Gehäuses 12 bilden. Die betreffenden Befestigungsschrauben sind mit 111 bezeichnet.

Auf den Lagerzapfen 104 und 106 sLnd die Kettenräder 102 in Lagern 112 und 114 gelagert. Die Lagerzapfen 104 und 106

40983 7/0749 -8-

2^08712

nehmen die Biegemomente auf, die im Betrieb der Antriebskettenräder auftreten. Da auf diese Weise die Abtriebswelle 18 durch die Lagerzapfen 104 und 106 und den ein Verkanten erlaubenden Sitz zwischen den Achsstummeln 96 und 98 und der Welle 18 gegen Biegungsbeanspruchung geschützt ist, arbeitet sie mit reiner Drehmomentbelastung, weshalb ihr Außendurchmesser in der Größenordnung von 3 : 1 gegenüber einer auf Biegung beanspruchten Abtriebswelle herabgesetzt

4f<3 nn

werden\ Das ist sehr wesentlich, weil die Abtriebswelle 18 koaxial innerhalb der Hohlwelle 16 angeordnet ist. Es wird also der Durchmesser der Hohlwelle und damit der Platzbedarf und das Gewicht des gesamten Vorgeleges unmittelbar beeinflußt.

Die Kettenräder 100 und 102 werden von den Achsstummeln 96 und 98 über an dieselben angeschweißte Flansche 116 und 118 angetrieben. Die Flansche sind mit auf ihrem Umfang verteilten Löchern zur Aufnahme von Befestigungsschrauben 120, die in entsprechende Gewindelöcher der Kettenräder eingeführt werden können, versehen. So läßt sich im Verein mit der umsymmetrischen Ausbildung der Achsstummel eine genaue gegenseitige Ausrichtung der Zähne der beiden Kettenräder erreichen.

Die normalerweise zur Erzielung der genauen Übereinstimmung und damit der gleichmäßigen Belastung der beiden Kettenräder erforderlichen engen Herstellungstol eranzen sind bei der dar-

- 9 Λ09837/07Λ9

gestellten Konstruktion nicht erforderlich. Die endgültige Einstellung der Zähne des einen Kettenrades relativ zur Abtriebswelle und damit zu den Zähnen des anderen Kettenrades geschieht mittels der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung, die eine geringe Verdrehung eines oder beider Kettenräder ermöglicht, bevor die Schrauben 120 angezogen werden. Die Schraubenlöcher in einem oder beiden Flanschen 116 und 118 sind als tangentiale Langlöcher ausgebildet, so daß das betreffende Kettenrad vor dem Anziehen der Schrauben 120 etwas gedreht werden kann. Um eine kontrollierte Verdrehung durchzuführen, sind Klötzchen 122 so an einem oder beidert Flanschen befestigt, daß ein Teil derKLÖtzchen über den Rand des Flansches hinausragt. In diesem Teil befindet sich jeweils ein Gewindeloch. Auf der Stirnseite des betreffenden Kettenrades sind Anschläge 124 derart befestigt, daß Abstandsschrauben 126, die in die Klötzchen 122 eingeschraubt sind, sich gegen die Anschläge 124 abstützen. Durch entsprechendes Verdrehen der Abstandsschrauben 126 kann also die Winkellage der Kettenräder gegeneinander eingestellt werden. Die richtige Lage läßt sich dann durch auf die Schrauben 126 aufgesetzte Gegenmuttern 128 fixieren.

Die geschilderte Konstruktion erleichtert das Auswechseln des Vorgeleges. Hierzu ist es nur erforderlich, die Schrauben 120 zu lösen, die Achsstummel 96 und 98 axial abzuziehen, die Befestigungsschrauben 111 für die hohlen Lagerzapfen 104

A09837/07Ä9 . -10-

und 106 zu entfernen, die Kettenräder 102 und 100 etwas zu verschwenken, um einen Spalt von etwa 3 mm zwischen den Flanschen 108 und 110 der Lagerzapfen und den Enden 88 und 89 des Gehäuses 12 hervorzurufen, das Gehäuse 12 und den Motor 30 von dem Gestell abzuschrauben und die ganze Antriebseinheit herauszuheben. Die Kettenräder und die Lagerzapfen bleiben also in ihrer Lage und nehmen weiterhin das Gewicht des endlosen Ireppcrtbandes auf. Dann kann ein neues Vorgelege eingesetzt und in umgekehrter Reihenfolge befestigt werden, wobei zum Schluß die Kettenräder in der beschriebenen Weise auf gleiche Lastverteilung eingestellt werden.

409837/0749

Claims

München, den ,;
.ie 4« W 601 - Dr. Hk/bgr

Patentansprüche

Λ Vorgelege für einen Einzelantrieb, gekennzeichnet durch eine zur Abtriebswelle (18) koaxiale Hohlwelle (16), die einerseits in getrieblicher Verbindung (20) mit der Antriebswelle (14) und andererseits in getrieblicher Verbindung (22) mit der Abtriebswelle (18) steht.
2. Vorgelege nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die getriebliche Verbindung mit den Antriebswelle aus
einem an der Antriebswelle (14) befestigten Kegelrad (56) und einem an der Hohlwelle (16) befestigten Kegelrad (58) besteht.
3. Vorgelege nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelräder mit Spiralverzahnung versehen sind.
4. Vorgelege nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die getriebliche Verbindung zwischen der Hohlwelle und der Abtriebswelle aus einem Planetengetriebe besteht, das ein an der Hohlwelle (16)

- 2 40983 7./0749

befestigtes Stirnrad (60), einen an dem Getriebegehäuse
(12) befestigten Zahnkranz (62), einen an der Abtriebswelle (18) befestigten Zahnkranz (64), mindestens ein mit dem Stirnrad und dem ersten Zahnkranz in Eingriff stehendes Planetenrad (66) und mindestens mit dem zweiten Zahnkranz in Eingriff stehendes und mit dem ersten Planetenrad auf
Drehung verbundenes zweites Planetenrad (68) enthält.
5. Vorgelege nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetengetriebe mit Schraubenverzahnung versehen ist.
6. Vorgelege nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (44) der Antriebswelle (14) senkrecht zu der Achse (42) der Hohlwelle und der Abtriebswelle (18) steht und diese schneidet.
7. Vorgelege nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beide Enden der Abtriebswelle (18)

zur Aufnahme einer Abtriebsvorrichtung (100,102) eingerichtet sind.
8. Vorgelege nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen unmittelbar mit der Antriebswelle (14) gekuppelten Antriebsmotor (30).
9. Vorgelege nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

409837/0749 " ³ "

gekennzeichnet, daß das Getriebegehäuse (12) als geschlossene ölwanne auggebildet ist und mit Vorrichtungen zur Schmierung der Lagearstellen der verschiedenen in ihm gelagerten Teile versehen ist.
10. Vorgelege nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mit den Enden der Abtriebswelle (18) auf Drehung verbundene koaxiale Achsstummel (96,98).
11. Vorgelege nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel (46,48) aus achsparallelen, einander entsprechenden inneren und äußeren Vorsprüngen der Abtriebswelle und der Achsstummel bestehen.
12. Vorgelege nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) mit den Achsstummeln koaxiale hohle Lagerzapfen (104,106) aufweist, auf denen Kettenräder (100,102) gelagert sind, so daß die Lagerzapfen auf die Kettenräder ausgeübte Biegemomente aufnehmen, und daß die Achsstummel (96,98) über Verbindungsflansche (116,118) mit den Kettenrädern (100, 102) auf Drehung verbunden sind.
13. Vorgelege nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch Vorrichtungen (124) zur Winke!verstellung mindestens eines Kettenrades hinsichtlich der Abtriebswelle.

- 4 409837/0749

Vorgelege nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die hohlen Lagerzapfen (104,106) abnehmbar an dem Gehäuse (112) befestigt sind, daß die Verbindungsflansche (116,118) lösbar mit den Kettenrädern (100,102)" verbunden sind und daß die Achsstummel (96,98) axial von der Abtriebswelle (18) abziehbar sind. -

409837/07A9

Leerseite