DE2852772C2

DE2852772C2 - Endloses, in einer horizontalen Ebene umlaufendes und von mindestens einem Induktionslinearmotor angetriebenes Laufband

Info

Publication number: DE2852772C2
Application number: DE2852772A
Authority: DE
Inventors: Philip E. Dunstan; Charles H. Seattle Wash. McConnell
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 1977-12-05
Filing date: 1978-12-04
Publication date: 1984-10-25
Also published as: IT1109295B; IT7852197A0; SE7812431L; US4197933A; GB2009695B; SE436558B; CA1101948A; FR2410902B1; JPS54115887A; FR2410902A1; JPS5920562B2; DE2852772A1; GB2009695A

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Laufband nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Derartige Laufbänder bestehen üblicherweise aus einer Vielzahl von miteinander verbundenen Plattformen, die auf einer ovalen, im wesentlichen ebenen waagerechten Bahn umlaufen, so daß je ein langgestrecktes Vor- bzw. Rücklaufband entsteht, während die Krümmungsbögen an den Enden für die Benutzer abgedeckt sind. Zur Erzeugung der veränderlichen Bandgeschwindigkeit sind verschiedene Lösungen bekanntgeworden. Beispielsweise bestehen bei der GB-PS 12 36 432 die Plattformen aus langen schmalen Platten, die sich so gegeneinander verschieben, daß im Bereich sehr kleiner Geschwindigkeiten die Bewegungsrichtung senkrecht zur Längserstreckung der Platten liegt, während Bewegungsrichtung und Längserstreckung mit wachsender Geschwindigkeit einen immer spitzer werdenden Winkel einschließen. Die dadurch bedingte ständige Reibung an den Längskanten der Platten führt zu grollen Lcistungsvcrlusten und einem erheblichen Verschleiß. Der Antrieb über einen Linearmotor ist nur bedingt und mit schlechtem Wirkungsgrad möglich; eine Vergrößerung der Bauhöhe muß in Kauf genommen werden, und ein zusätzlicher, bei konstanter Drehzahl arbeitender Stützmotor im Bereich großer Bandgeschwindigkeit ist erforderlich.

Nach einer anderen Lösung (DE-AS 23 32 761) sind je zwei benachbarte Plattformen sowohl miteinander als auch mit einer Art Wagen über einen endlosen Riemen verbunden; dabei läuft der Wagen in einer querab vom Laufband angeordneten Führungsschiene, deren Abstand vom Laufband sich im Bereich zunehmender Bandgeschwindigkeit verringert Wegen der Vielzahl von Einzelriemen und Umlenkrollen ist diese Anordnung außerordentlich aufwendig und störanfällig; darüber hinaus benötigt sie wegen der querab liegenden Führungsschienen entweder eine sehr große Bauhöha oder eine sehr große Baubreite. Zwar ist es auch hier möglich, einen Linearmotor zum Antrieb zu verwenden, doch erfordert dieser ebenfalls eine große Bauhöhe sowie ein zusätzliches Förderband, das über Mitnehmer das eigentliche Laufband antreibt.

Die Erfindung greift deshalb auf ein ebenfalls bekanntes Bauprinzip zurück, bei dem die einzelnen Plattformen sich je nach der gerade angestrebten Bandgeschwindigkeit mehr oder weniger überlappen, und zwar ist die Überlappung am kleinsten im Bereich der höchsten Bandgeschwindigkeit und am größten im Bereich der kleinsten Bandgeschwindigkeit. Die Erfindung hat die Aufgabe, ein sehr flach bauendes Laufwerk mit Zonen unterschiedlich gerichteter Beschleunigung und mit Linearantrieb anzugeben, bei dem der Linearantrieb mit konstantem Schlupf, also mit konstanter Längsgeschwindigkeit zwischen Ständer und Läufer arbeitet und wobei ohne zusätzliche Verschleißteile vom Überlappungsprinzip der Plattformen Gebrauch gemacht v, wird. Diese Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Laufband durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Dabei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, daß der im konstanten Hochgeschwindigkeitsbereich geradlinig angeordnete Ständer des Linearmotors dann einen guicn Wirkungsgrad entwickelt, wenn er auf eine ebenfalls geradlinige, glatte Reaktionsschiene aus geeignetem Material als Läufer über einen wesentlich konstanten Luftspalt einwirkt. Die Reaktionsschiene muß mit den Plattformen verbunden sein, um diese zu bewegen, und da die Plattformen im Hochgeschwindigkeitsbereich die geringste Überlappung aufweisen, d.h. am weitesten auseiwandergezogen sind, muß die Reaktionsschiene aus in der Schienenebene gegeneinander verschwenkbaren Gliedern bestehen, von denen je zwei jeder Plattform zugesondert sind, so daß mit größer werdender Überlappung die einzelnen Glieder auseinander spreizen und sich ähnlich wie der Balg eines Akkordeons zusammenfalten.

Damit weist der erfindungsgemäße induktive Linearantrieb für ein sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegendes Laufband einen oder mehrere ortsfeste Ständer entlang der geradlinigen Bewegungsbahn mit Hochgeschwindigkeitsbcreich unterhalb der Plattformen und eine als Läufer wirkende Reaktionsschiene auf. die aus einer Vielzahl von langgestreckten flachen Gliedern bcstehl. die drehbar an den Plattformen so angebracht sind, daß sie über die Ständer der ortsfesten Induklionslincarniolore und durch das von diesen crzeugte Magnetfeld laufen können. Jedes dieser Rcaklionsschicncnglicdcr h;it eine Vielzahl von Blechen, die ein elektrisch leitfähiges nichtmiignetischcs und magnetisches Ulech aufweist, sowie eine Schmiervorrichtung,

die aufeinanderfolgende Glieder drehbar miteinander verbindet, wobei die Drehachse der drehbaren Befestigung der Glieder an den Plattformen und die Scharniervorrichtungen so gerichtet sind, daß die Glieder sich in einer zur Bewegungsebene der Plattformen parallelen Ebene falten können.

Ein AusfOhrungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die Draufsicht eines beschleunigenden und verlangsamenden Laufbandes mit Plattformen, die sich abhängig von der jeweiligen Zone unterschiedlich überlappen;

F i g. 2 den Seitenriß des Laufbandes nach F i g. 1;

F i g. 3 eine schematisierte Darstellung der Mechanik, mit der die Plattformen beschleunigt und verlangsamt werden;

Fig.4 die Draufsicht eines Induktionslinearantriebs nach der vorliegenden Erfindung;

F i g. 5 den Schnitt entiang der Linie 5-5 in F i g. 4; F i g. 6 den Schnitt nach der Linie 6-6 in F i g. 4;

Fig.7 die Draufsicht der miteinander gekoppel'.cn faltbaren Glieder einer Reaktionsschiene;

F i g. 8 die Befestigung eines Gliedes der Reaktionsschiene an einer der Plattformen und F i g. 9 den Schnitt nach der Linie 9-9 in F i g. 7.

Die F i g. 1 und 2 zeigen ein Laufband, bei dem der Induktionslinearantrieb nach der vorliegenden Erfindung einsetzbar ist. Das in den F i g. 1 und 2 gezeigte Laufband weist eine Vielzahl von Plattformen 31 auf, die auf einer im wesentlichen ebenen ovalen Bahn 11 in einer Verkleidung 13 umlaufen. Die im wesentlichen ebene ovale Bahn U weist zwei parallele Seitenläufe 15 und 17 auf, die von den gekrümmten Endbereichen 19 und 21 miteinander verbunden sind. Die gekrümmten Endbereiche 19 und 21 sind mit Abdeckungen 23 und 25 versehen, die Teil der Verkleidung 13 bilden. Kurze Rampen 27 und 29 führen zu den Abdeckungen 23 und 25. Jeder der parallelen Seitenläufe 15 und 17 ist in drei Zonen aufgeteilt — einer Beschleunigungszone, einer Zone konstanter Geschwindigkeit und einer Verlangsamungszone.

Die Plattformen 31 laufen also kontinuierlich durch die beiden Beschleunigungszonen, die beiden Zonen konstanter Geschwindigkeit und die beiden Verlangsamungszon^n sowie durch die beiden gebogenen Endbereiche 19 und 21. Die nach der vorliegenden Erfindung ausgebildeten Antriebseinheiten 33 und 35 befinden sich in einer oder beiden Zonen konstanter Geschwindigkeit.

Wie in F i g. 2 gezeigt, sind Handläufe 37 und 39 entsprechend der Geschwindigkeit des Laufbandes vorgesehen.

Die einzelnen Plattformen 31 sind allgemein eben und werden von einer Achse 41 (F i g. 3) getragen, die unter der Plattenvorderkante angeordnet ist. Auf den beiden Enden der Achsen 41 sitzen Räder 43, die auf Schienen 49 laufen. Die Hinterkante jeder Plattform 31 liegt über dem Achsbereich der unmittelbar folgenden Plattform.

An jeder Achse 41 sind zwei Arme 45 drehbar gelagert, jeder Arm 45 ist an der Achse 41 zwischen deren Mittelpunkt und einem der Räder 43 angelenkt. Die Drehachse der Arme 41 verläuft rechtwinklig zur waagerechten Ebene der Bewegungsbahn der Plattformen 31. Die Arme 45 weisen in eine Richtung entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung. An den äußeren Enden der Arme 45 sind Ablcufelementc für Steuerkurven 47 vorgesehen. Diese sind unter den Achsen 41 und Armen 45 beiderseits der Mittellinie der Bewegungsbahn der Plattformen 31 angeordnet. Die Steuerkurven 47 laufen in Richtung der Plattformbewegung in den Verlangsamungszonen auseinander und in den Beschleunigungszonen zusammen. Falls erwünscht, können die Steuer- kurven 47 in den Zonen konstanter Geschwindigkeit entfallen oder nahe der Mittellinie der Bewegungsbahn parallel zueinander verlegt werden.

Eine Kette bzw. ein Seil 51 verbindet jede Plattform 31 mit der unmittelbar folgenden. Die Kette 51 läuft

ίο über Ketten- bzw. Seilscheiben an den äußeren Ecden der Arme 45 und ist an den Achsen 41 befestigt

Es soll nun eine bevorzugte Ausführungsform eines lnduktionslinearantriebs nach der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. F i g. 4 zeigt einen Abschnitt eines Bereichs konstanter Geschwindigkeit In dieser Zone sind langgestreckte parallele Träger 48 nahe der Mittellinie der Bewegungsbahn der Plattformen auf Schwellen 61 verlegt, die auch die Schienen 49 tragen. Zwischen d?n Trägern 48 sind hintereinander Statoren 63 von Induktionslinearmotoren sow>. drehbar gelagerte Rollen 65 angeordnet Jeweils zwei "loiien 65 sind zwischen zwei aufeinanderfolgenden Statoren 63 vorgesehen. Die Drehachse der Rollen 65 verläuft waagerecht und rechtwinklig zur Mittellinie der Bewegungsbahn der Pia: iformen. Die Rollen 65 sind so bemessen, daß ihre obere Umfangslinie geringfügig über der oberen Fläche der Statoren 63 liegt.

In der Längsmitte der Plattformen 31 ist jeweils eine Reaktionsschiene 67 angebracht. Dies«; setzt sich aus

jo einer Vielzahl flacher Glieder zusammen, von denen jeweils zwei 69a und 696, jeder Plattform 31 zugeordnet sind. Ein Glied (69aj jedes Gliederpaares ist schwenkbar in der Mitte der Achse 41 befestigt. Das andere, verbindende Glied (69b) jedes Paares verbindet die Glieder 69a aufeinanderfolgender Plattformen 31. Die Drehachsen der Glieder 69a und 69£> verlaufen rechtwinklig zur Bewegungsrichtung der Plattformen 31. Die Glieder 69a und 69/j sind durch Bolzen 71 verbunden, die durch eine Bohrung 72 in einem Ansatz 70 verlaufen, der Teil der Achsen 41 ist.

Die unteren Enden der Bolzen 71 sind drehbar in der Mitte der zugehörigen Glieder 69a befestigt. Wie in F i g. 8 gezeigt, sind Schraubfedern 73 zwischen Muttern 74 auf den unteren Enden der Bolzen 7i -md den Achsen 41 vorgesehen. Die Federn 73 üben eine abwärts gerichtete Kraft aus, die die Reaktionsschiene 67 in Berührung mit den Rollen 65 hält, so daß ein präziser Luftspalt zwischen der Reaktionsschiene 67 und den magnetischen Polflächen der Statoren 63 unabhängig von externen Einflüssen (beispielsweise magnetische Abstoßkräfte zwischen der Reaktionsschiene und den Ständern, Schwankungen der Schienendicke usw.) erhalten bleibt. Die Glieder 69b haben die gleiche Länge wie die Glieder 69a und sind scharnierartig so miteinander verbun-

5¹) den, daß sich eine glatte kontinuierliche Oberfläche über den Statoren 63 ergibt. Die Scharnierbefestigung ist so ausgeführt, daß die Glieder 69a und 69£> stetig aus der geradlinigen "osition über den Statoren 63 in den Zonen konstanter Geschwindigkeit in einen kompri-

bo mierten Zustand in den Beschleunigung«-, Verlangsamungs- und Endzonen übergehen.

Jedes der Glieder 69a und 69b besteht aus einem Paar äußerer ebener Bleche 75,77 aus einem elektrisch leitfähigen nichtmagne.ischer Werkstoff wie Aluminium

b5 oder Kupfer sowie einem mittigen ebenen Blech 79 aus einem magnetischen Material wie Eisen. Die von den von den Ständern der Induktionslinearmotore erzeugten Magnetfeldern induzierten Wirbelströme entstehen

in den nichtmagnetischen Blechen 75, 77. Die Wirbelströme ihrerseits erzeugen Magnetfelder, die den vom Induktionslinearmotorcn erzeugten entgegenwirken. Diese Wechselwirkung der Magnetfelder bewirkt einen Schub. Das magnetische Blech 79 bewirkt einen Fluß- ι weg zwischen den Polen der Statoren der Induktionslinearmotore, der den Wirkungsgrad verbessert.

Die Glieder 69a,69b der Reaktionsschiene 67 sind mit sinem Doppelscharnier aneinander befestigt, das eine Scharnierbewegung nur in einer Richtung zuläßt. in

Das doppeltwirkende Scharnier besteht aus den äußeren Enden der Magnetbleche 79, einem oberen und einem unteren Blech 80,82 aus dem gleichen Werkstoff, die gleich breit und gleich dick sind wie die nichtmagnetischen Bleche 75, 77, und einem Paar Stifte bzw. Niete ιί 81. Die Außenenden der magnetischen Bleche 79 verlaufen über die Außenenden der nichtmagnetischen Bleche 75,77 hinaus. Eine Ecke o4 ist kreisiurmig gerundet, die andere rechtwinklig. Dabei sind die runden Ecken einander zugewandt. Die äußeren Enden 85 der nichtmagnetischen Bleche sind konkav kreisrund. Der Krümmungsradius hat seinen Mittelpunkt im Mittelpunkt der öffnung, in der die Stifte bzw. Niete 81 angeordnet sind. Die obere und die untere Platte 80, 82 füllen den Spalt zwischen nebeneinanderliegenden konkavrunden En- r-, den der nichtmagnetischen Bleche 75, 77 aus, wenn ein Paar Glieder Ende an Ende angeordnet wird.

Die Enden der Bleche sind also konvex kreisrund und liegen über den magnetischen Blechen 79. Ein Abstandshalter 83 in Form einer Beilegscheibc umgibt die Stifte 81 in der Ebene des magnetischen Blechs 79. Der Abstandshalter 83 ist geringfügig dicker als das magnetische Blech und an jedem Gelenk vorgesehen, um ein Spiel beizubehalten, so daß die Gelenke frei verschwenken können, nachdem sie durch Anstauchen der Senkköpfe der Stifte bzw. Niete Si befestigt worden sind.

Die Reaktionsschiene ist somit so ausgebildet, daß ihre Glieder im Bereich der Statoren der Induktionslincarmotoren, die in den Zonen konstanter Geschwindigkeit angeordnet sind, wo die Plattformen sich nur minimal überlappen, geradlinie langgestreckt liegen. Befinden die Plattformen sich im Beschleunigungs-, Verlangsamungs- oder Endbereich, falten die Glieder sich scharnierförmig, um die Änderung der Überlappungsbreite zwischen den Plattformen aufzufangen. Die Faltrichtung liegt dabei in einer zu der der Bewegungsbahn der Plattformen hinweg. Die Rollen 65 halten dabei die Reaktionsschiene 67 von der oberen Fläche der Statoren 63 in einem Abstand, der für eine maximale Wechselwirkung der Magnetfelder sorgt

Wie aus der vorgehenden Beschreibung ersichtlich, schafft die vorliegende Erfindung einen Induktionslinearantrieb, der besonders für die Verwendung mit beschleunigenden und verlangsamenden Laufbändern geeignet ist, bei denen die Überlappungsbreite der Plattform sich abhängig von der Lage einer bestimmten Plattform entlang der Bewegungsbahn des Laufbandes ändert; sie läßt sich aber auch bei Laufbändern mit konstanter Geschwindigkeit einsetzen.

bO

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

- 1. Endloses, in einer horizontalen Ebene umlaufendes und von mindestens einem lnduktionslinearmotor angetriebenes Laufband, bestehend aus einer Vielzahl von miteinander verbundenen, in dieser Ebene gegeneinander verschwenkbaren und überlappend verschiebbaren Plattformen, wobei daß Laufband Zonen enthält, in denen es von einer niedrigsten zu einer höchsten Geschwindigkeit beschleunigt, mit gleichbleibender Höchstgeschwindigkeit transportiert und von der höchsten auf die niedrigste Geschwindigkeit abgebremst wird, der Läufer des linearen Induktionsmotors als mit sämtlichen Plattformen verbundene Reaktionsschiene ausgebildet,

der Ständer des linearen Induktionsmotors in den Zonen gleichbleibender Höchstgeschwindigkeit in einem fesien vorgegebenen Abstand unterhalb der Reaktionsschiene angebracht ist, dadurch gekennzeichnet,

daß die Reaktionsschiene (67) als jeder Plattform (31) zugeordnetes Gliederpaar (69a, 69b) ausgebildet ist, und je eines (69a; der Glieder um eine vertikale Achse drehbar an einer Plattform (31) befestigt ist, und

daß alle Glieder (69a, 69ώ) an ihren Enden jeweils über Scharniere (79,80,81,82) miteinander verbunden sind, .iie eine gegenseitige Verschwenkung der Glieder (69a. 696J nur in einer horizontalen Ebene und nur in abwechselnder Richtung erlauben.
2. Laufband nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Ständer (63; in einzelne Abschnitte aufgeteilt sind, zwischen denen sich Rollen (65) befinden, die etwas über die Ständeroberflächc hinausragen, und daß die Reaktionsschiene (67) auf diesen Rollen (65) läuft.
3. Laufband nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsschienc (67) von den Plattformen (31) aus mit Federkraft (73) gegen die Rollen (65) gedrückt wird.

IO