DE4232113C2

DE4232113C2 - Bogenrolltreppe

Info

Publication number: DE4232113C2
Application number: DE4232113A
Authority: DE
Inventors: Erik Dipl Ing Brunn
Original assignee: O&K Rolltreppen GmbH and Co KG
Current assignee: O & K ROLLTREPPEN GMBH & CO. KG, 45525 HATTINGEN,
Priority date: 1992-09-25
Filing date: 1992-09-25
Publication date: 1995-11-23
Anticipated expiration: 2012-09-26
Also published as: ATE145630T1; DK0662067T3; US5544729A; WO1994007787A1; EP0662067A1; ES2098779T3; KR950701594A; DE59304632D1; GR3021836T3; EP0662067B1; DE4232113A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Bogenrolltreppe, bestehend aus einer Treppenstrecke, die in der Draufsicht gekrümmt ist und einen mittleren Bereich mit vorgegebenem konstantem Neigungswinkel, obere und untere Treppenabsatzbereiche im wesentlichen mit einem Neigungswinkel von Null, sowie Übergangsbereiche aufweist, welche den mittleren Bereich mit den oberen und unteren Treppenabsatzbereichen verbinden und für eine glatte Verbindung dieser Bereiche sich ändernde Neigungswinkel besitzen, wobei im unteren- und oberen Treppenabsatzbereich mehrere horizontal verlaufende Stufen vorhanden sein können, Führungskurven, die gewährleisten, daß die Stufentrittflächen in den Bereichen waagrecht liegen und Antriebsketten, die mit den Stufen fest verbunden sind und zwischen den Stufen eine konstante Länge aufweisen, bestehend aus mehreren Kettengliedern zum Antrieb der Stufen auf einem äußeren und inneren Kurvenbogen, wobei

- der Kurvenbogen der Treppenstrecke in der Draufsicht einen konstanten Radius aufweist und die Winkelgeschwindigkeiten der inneren Antriebskette und der äußeren Antriebskette in diesem Bereich zu jedem Zeit punkt gleich sind,
- der Kurvenbogen der oberen und unteren Treppenabsatzbereiche in der Draufsicht einen konstanten, im Vergleich mit R vergrößerten Radius aufweist und die Winkelgeschwindigkeiten der inneren und äußeren An triebskette auch in diesem Bereich überall gleich sind.

Eine Bogenrolltreppe der eingangs genannten Art ist aus der DE-OS 4 37 369 bekannt. Bei dieser Rolltreppe ist es nicht möglich, in allen Bereichen, insbesondere in den Übergangsbereichen einen reinen Kreisbogen zu beschreiben. Ferner treten bei dieser Rolltreppe Spalten zwischen den Stufen untereinander sowie zwischen den Stufen und den Seitenwänden auf.

Aus der US-PS 4,949,832 ist eine Bogenrolltreppe bekannt, bei der die Antriebskette zum Antrieb der Stufen ein zusätzliches Gelenk zwischen benachbarten Stufen aufweist, das über Nocken auf jeweils innen- und außenliegenden Nockenbahnen geführt wird. In der Landungszone liegen Stufenbahnen und Nockenbahnen senkrecht übereinander, wodurch die Antriebsketten im Landungs- und im Übergangsbereich eingeknickt werden. Dadurch soll erreicht werden, daß die horizontale Komponente der Winkelgeschwindigkeit der Stufen konstant bleibt und nur eine Beschleunigung der Kette in vertikaler Richtung erfolgt. Durch das Aufspreizen der Antriebskette in vertikaler Richtung werden erhebliche Druckkräfte auf die Drehgelenke ausgeübt, so daß eine sehr aufwendige Lagerung und Führung der Nockenbahnen erforderlich ist. Durch die erhöhte Belastung ist auch ein Verschleiß an den stark beanspruchten Lagern und Führungsbahnen zu erwarten.

Ein Aufspreizen der Antriebskette ist auch noch in der EP 0 390 630 in verschiedenen Variationen dargestellt, wobei zur Verstärkung der Zwischengelenke eine Nockenträgerplatte derart ausgebildet ist, daß sie sowohl horizontale als auch vertikale Kräfte aufnehmen kann. Die seitlich angebrachte Nockenträgerplatte, die Nocken und die hervorstehenden Achsen ergeben zusammen eine Verbreiterung der Antriebskette. In den Treppenabsatzbereichen bzw. in den Lanungsbereichen führt dies zu einem erhöhten Platzbedarf und einer komplizierten Kettenführung, insbesondere im Bereich der Antriebsräder.

Aus der DE-C 40 36 667 ist eine Bogenrolltreppe bekannt, bei der die jeweilige Antriebskette auf einer von der Stufenschiene getrennten Schiene geführt wird und bei der mittels einer Zugstange, die die Antriebskette mit der Stufe verbindet, unterschiedliche Wegstrecken für Stufe und Antriebskette ermöglicht werden. Dadurch wird eine genaue Ausrichtung der Stufenachse erzielt. Zur Führung der mit der Zugstange ausgestatteten Antriebskette benötigt man jedoch mindestens zwei Führungsschienen mehr als bei herkömmlichen Rolltreppen. Hinzu kommt, daß die Stufen durch die Zugstange nicht völlig sicher gehalten werden, so daß eine Bewegung nach oben, z. B. bei Erschütterung, nur durch zusätzliche Führungsschienen verhindert werden kann.

Die EP-A 142 363 betrifft den fachwerkartigen Rahmenaufbau für eine Bogenrolltreppe, der obere und untere horizontal verlaufende Landungsbereiche sowie einen dazwischen angeordneten räumlich gekrümmten mittleren Bereich beinhaltet, wobei zwischen den Landungsbereichen und den korrespondierenden Anschlußbereichen des mittleren Bereiches ebenfalls fachwerkartig ausgebildete Übergangsbereiche vorgesehen sind. Die Übergangsbereiche sind vorzugsweise miteinander verbunden und entlang eines Kurvenbogens angeordnet, wobei unterschiedliche Radien bezogen auf ein Zentrum erzeugt werden, um auf diese Art und Weise polygonal geformte Übergangsbereiche zu erzielen.

Durch die US-A 5,050,721 ist eine Treppenstufe für Bogenrolltreppen mit konstantem Radius bekannt, die in ihrem der folgenden Stufe zugewandten Bereich mit einer speziellen gekrümmten Form versehen ist. Die Bogenrolltreppe beinhaltet hier eine innere und eine äußere Stufenkette, wobei die äußere Stufenkette längsvariabel ausgeführt ist. Durch die spezielle Form der Treppenstufe soll die infolge der Änderung der Kettenlänge zwangsläufig auftretende Spaltbildung zwischen den einzelnen Stufen vermieden werden. Diese Formgestaltung verteuert jedoch die Stufen in nicht vertretbarer Weise.

Zum Bau von Bogenrolltreppen ist es erforderlich, den Verlauf von Raumkurven, wie z. B. von Führungsschienen, Antriebsketten und Handläufen, genau festzulegen. Schon geringe Abweichungen von 0,0010 mm führen zu erheblichen mechanischen Belastungen, die sich in einem erhöhten Verschleiß und in einer verstärkten Geräuschentwicklung beim Betrieb der Rolltreppe bemerkbar machen.

Daneben sind auch die auftretenden Spaltvergrößerungen nicht erwünscht. Nach den geltenden Sicherheitsbestimmungen dürfen sie einen Wert von 6 mm nicht überschreiten.

Als besonders schwierig hat sich die mechanische Umsetzung von von Raumkurven mit der Konfiguration eines aufgeweiteten Kreisbogens erwiesen. Da ihre Form auf empirisch gewonnenen Näherungslösungen beruht, lassen sich einzelne Baugruppen nicht exakt berechnen und herstellen. Hierzu müssen erst komplizierte Bezugsebenen und Koordinatensysteme geschaffen werden, die den Bau derartiger Rolltreppen aufwendig, teuer und zeitraubend machen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die beschriebenen Nachteile zu vermeiden und eine Bogenrolltreppe zu entwickeln, die eine exakte Positionierung der Raumkurven beim Aufbau einer Bogenrolltreppe und einen vereinfachten mechanischen Bewegungsablauf in den Übergangszonen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Kurvenbogen der oberen und unteren Übergangsbereiche in der Draufsicht einen konstanten Radius aufweist, der zwischen R und Rg liegt, und daß die Form der Schürzen der Stufen die in den Übergangsbereichen auftretenden vorübergehenden Winkelverschiebungen der Antriebsketten ausgleicht.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung vermeidet das Auftreten von unzulässig breiten Spalten dadurch, daß in den drei Treppenabschnitten (Treppenabsatzbereich, Übergangsbereich, mittlerer Bereich), in der Draufsicht gesehen, unterschiedliche aber in den Bereichen konstante Kreisbögen gewählt werden. Die Kreisbögen im mittleren und oberen sowie unteren Bereich werden so berechnet, daß in diesen Bereichen an jeder Position die Winkelgeschwindigkeiten der Antriebsketten innen und außen gleich sind.

Der Kreisbogen des Übergangsbereichs, der den Treppenabsatzbereich mit dem mittleren Bereich verbindet, wird so gewählt, daß der zurückgelegte Winkel von innerer und äußerer Antriebskatte über diesen Bereich insgesamt gleich ist. Innerhalb dieser Strecke können zwischen den Antriebsketten geringfügige Winkelverschiebungen auftreten, die aber auch bei sehr ungünstiger Konstellation, etwa bei Bogenrolltreppen mit großer Steigung und kleinem Krümmungsradius, im mittleren Bereich 0,5° nicht überschreiten. Die dabei entstehenden Spalte liegen zwischen 1 mm und 6 mm und können durch Verwölbung der Stufenschürzen ausgeglichen werden. Somit ist in allen Dimensionen der Rolltreppe, insbesondere in den Übergangsbereichen, ein einfacher mechanischer Kurvenverlauf der Schienen und Führungen gegeben.

Zur räumlichen Positionierung der Kurvenbögen werden die Radien R (Radius des mittleren Treppenbereichs), Rg (Radius des oberen sowie des unteren Treppenbereichs), Rue (Radius des oberen sowie des unteren Übergangsbereichs) und RueV (vertikaler Radius des unteren sowie des oberen Übergangsbereichs) festgelegt und danach die zugehörigen Mittelpunkte bestimmt.

In den oberen sowie unteren Übergangsbereichen verbindet die äußere Antriebskette in der Vertikalen den mittleren Bereich mit den oberen sowie unteren Treppenabsatzbereichen, vorzugsweise über einen Kreis bzw. Kreisbogen. Alternativ können jedoch auch Parabeln bzw. Evolventen vorgesehen werden.

Die ebenfalls nach Art einer Wendel geführten Handläufe sind einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß der Form der Kurvenbögen entsprechend ausgeführt.

Der im Übergangsbereiche zu bestimmende Kreisbogen (Rue) wird nach folgender Überlegung errechnet:
Sind die Radien der Treppenbereiche (1a) und (1c) R und Rg nach der Gleichung:

so errechnet, daß in diesen Bereichen die Winkel geschwindigkeiten der Antriebsketten (24, 24′) immer gleich sind, dann ist das Verhältnis der Wege von innerer Antriebskette (si) und äußerer Antriebskette (sa) überall

Wird in den Übergangsbereichen (1b) für die innere Antriebskette (24) in der Vertikalen ein Übergangskreis mit dem Radius RueV gewählt, legt die innere Kette in diesem Bereich den Weg

si = alfa _* RueV [3]

zurück.

Die äußere Antriebskette läuft dann in der Vertikalen auf einer Ellipse mit den Achsen

und der Funktionsgleichung:

Der Weg auf der Ellipse (BERueV) muß dann im Übergangsbereich nach folgender Gleichung bestimmt werden:

Die Bogenlänge dieser Ellipse läßt sich dann nach dem Bogenintegral:

bestimmen mit den Grenzen

wobei sin(alfa) * RueV in der Draufsicht die Länge des Bogens der inneren Antriebskette (24) im Übergangs bereich (1b) angibt.

x1 ist dann in der Draufsicht die Länge des Bogens der äußeren Antriebskette (24′) im Übergangsbereich (1b). Setzt man die Funktion aus Gleichung [4] und [5] mit den Grenzen xo und x1 in Gleichung [8] erhält man

Mit Hilfe des Verfahrens nach Simpson, oder einem anderen Algorithmus zur numerischen Bestimmung eines bestimmten Integrals kann nun der Radius Rue mit be liebiger Genauigkeit errechnet werden.

Im Folgenden ist der Ausschnitt einer Procedure mit einem käuflichen Pascal-Programm wiedergegeben, nach der Rue mit Hilfe des Simpsonverfahrens und mit einem von einem Basiswert R ausgehenden Radius Rue gefunden werden kann.

(1) RUEv ist der vertikale Ellipsenradius
(2) R ist der Radius des inneren Kreisbogens
(3) VDiff ist die Differenz des nach innen abge bildeten Ellipsenbogens zum inneren Kreisbogen RUEv
(4) es wird RUEv = R gesetzt und mit verschiedenen Werten von R gerechnet, bis VDiff unterhalb der vorgegebenen Toleranz grenze liegt
(5) Die Schrittweite, in der die Werte von R ver ändert werden, beträgt z. B. 10
(6) Die Schrittweite wird so lange verkleinert, bis die gewünschte Genauigkeit von RUEu erreicht ist.

In der folgenden Tabelle werden für eine typische Bogenrolltreppe die Abmessungen in mm gegeben:
R = 4200, Rg = 5454.7, Rue = 5024.5, w = 1014, alfa = 30°.

Die Korrektur der Verwölbung der Stufenschürze (Fig. 4, Korrektur der Schürze) ist proportional zu der Abweichung der Stufenachse bzw. der Ketten zu der gewünschten Aus richtung auf den Kreismittelpunkt der Übergangskreise. Diese Abweichung entsteht nur in den Übergangsbereichen. Wie man der Tabelle entnehmen kann, hat die Abweichung zu nächst am Anfang der Übergangszone den Wert Null, um im Verlauf der Übergangszone auf max. 4.41 mm oder 0.237° anzusteigen. In der Steigungszone wird dann der Wert Null wieder erreicht, so daß die Bedingungen wie folgt sind.

Abweichung Achsen in Grad
Abweichung Achsen in mm
0.00°
0.00 mm Übergangszone
0.03°	0.57 mm
0.06°	1.13 mm
0.09°	1.68 mm
0.11°	2.19 mm
0.14°	2.67 mm
0.16°	3.11 mm
0.18°	3.50 mm
0.20°	3.82 mm
0.21°	4.08 mm
0.22°	4.27 mm
0.23°	4.38 mm
0.237°	4.41 mm
0.23°	4.35 mm
0.22°	4.20 mm
0.21°	3.95 mm
0.19°	3.61 mm
0.16°	3.16 mm
0.14°	2.61 mm
0.10°	1.96 mm
0.06°	1.21 mm
0.00°	0.06 mm
0.00	0.00 mm Steigungszone

Zeichnungen

Fig. 1 stellt die Treppenstrecke mit Handläufen und Stufen dar.

Fig. 2/2a ist eine schematische Darstellung der Kurvenbögen (25, 25′) und der zugehörigen Radien R, Rg und Rue sowie RueV.
Mgo, Mgu sind die Mittelpunkte der Radien der Treppenabsatzbereiche (1c).
Mueo, Mueu sind die Mittelpunkte der Radien der Übergangsbereiche (1b).

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf zwei Stufen (21) mit den Kurvenbögen (25, 25′) und (23, 23′) sowie den Antriebsketten (24, 24′).

Fig. 4 ist eine Darstellung der Verwölbung der Stufenschürze.

Bezugszeichenliste

1 gesamte Treppenstrecke
1a mittlerer Bereich der Treppenstrecke
1b oberer und unterer Übergangsbereich
1c oberer und unterer Treppenabsatzbereich
23, 23′ innere und äußere Führungsschienen
24, 24′ innere und äußere Antriebsketten
25, 25′ innere und äußere Schienen der Antriebsketten
26, 26′ innere und äußere Handlaufführung
R Radius des mittleren Treppenbereichs 1a
Rg Radius der unteren und oberen Treppenab satzbereiche
Rue Radius der unteren und oberen Übergangs bereiche in der Draufsicht
RueV vertikaler Radius der unteren und oberen Übergangsbereiche
BERueV Bogenlänge der elliptischen äußeren Bahn der Antriebskette in den oberen und unteren Übergangsbereichen, die RueV auf der inneren Bahn entspricht
w radialer Abstand der inneren zur äußeren Antriebskette 24, 24′
alfa Steigung der inneren Antriebskette 24 im mittleren Treppenbereich 1a
alfa2 Steigung der äußeren Antriebskette 24′ im mittleren Treppenbereich 1a
x Koordinate der XAchse
z Koordinate der YAchse
si Weg innen
sa Weg außen
Mgo Mittelpunkt Absatzbereich oben
Mgu Mittelpunkt Absatzbereich unten
Mueo Mittelpunkt Übergangsbereich oben
Mueu Mittelpunkt Übergangsbereich unten

Claims

1. Bogenrolltreppe, bestehend aus einer Treppenstrecke (1), die in der Draufsicht gekrümmt ist und einem mittleren Bereich (1a) mit vorgegebenem konstantem Neigungswinkel, obere und untere Treppenabsatzbe reiche (1c) im wesentlichen mit einem Neigungswinkel von Null sowie Übergangsbereiche (1b) aufweist, welche den mittleren Bereich (1a) mit den oberen und unteren Treppenabsatzbereichen (1c) verbinden und für eine glatte Verbindung dieser Bereiche sich ändernde Neigungswinkel besitzen, wobei im unteren und oberen Treppenabsatzbereich (1c) mehrere horizontal verlaufende Stufen (21) vorhanden sein können, Führungskurven (23, 23′), die gewährleisten, daß die Stufentrittflächen in den Bereichen (1a, 1b und 1c) waagrecht liegen und Antriebsketten (24, 24′), die mit den Stufen (21) fest verbunden sind und zwischen den Stufen (21) eine konstante Länge aufweisen, bestehend aus mehreren Kettengliedern zum Antrieb der Stufen (21) auf einem äußeren und inneren Kurvenbogen (25, 25′), wobei

- der Kurvenbogen der Treppenstrecke (1a) in der Draufsicht einen konstanten Radius (R) aufweist, und die Winkelgeschwindigkeiten der inneren Antriebskette (24) und der äußeren Antriebskette (24′) in diesem Bereich zu jedem Zeitpunkt gleich sind,
- der Kurvenbogen der oberen und unteren Treppenabsatzbereiche (1c) in der Draufsicht einen konstanten, im Vergleich mit R vergrößerten Radius (Rg) aufweist und die Winkelgeschwindigkeiten der inneren Antriebskette (24) und der äußeren Antriebskette (24′) auch in diesem Bereich überall gleich sind,

dadurch gekennzeichnet,
daß der Kurvenbogen der oberen und unteren Übergangsbereiche (1b) in der Draufsicht einen konstanten Radius (Rue) aufweist, der zwischen R und Rg liegt, und daß die Form der Schürzen der Stufen (21) die in den Übergangsbereichen (1b) auftretenden vorübergehenden Winkelverschiebungen der Antriebsketten (24, 24′) ausgleicht.

2. Bogenrolltreppe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet,
daß der Radius (Rg) der Kurvenbogen der oberen und unteren Treppenabsatzbereiche (1c) durch nach stehende Gleichung gegeben ist: für alfa2 gilt: wobeiR = Krümmungsradius des mittleren Bereichs (1a) der Treppen strecke (1),
alfa = Neigungswinkel der inneren An triebskette (24) im mittleren Bereich (1a) der Treppenstrecke (1),
w = Abstand der inneren (24) zur äußeren Antriebskette (24′).

3. Bogenrolltreppe nach Anspruch 1 oder 2, in deren oberen und unteren Übergangsbe reichen (1b) die innere Antriebskette (24) in der Vertikalen den mittleren Bereich (1a) mit den oberen und unteren Treppenabsatzbereichen (1c) über einen Kreis (RueV) verbindet, dessen Form folgender Funktionsgleichung entspricht: x² + z² = RueV²,während in diesem Bereich der Weg der äußeren An triebskette (24′) in der Vertikalen eine Ellipse ist, deren horizontale Achse (a) und deren vertikale Achse (b) durch folgende Gleichungen bestimmt sind: und daß die Bogenlänge der Ellipse (BERueV) in den Übergangsbereichen (1b) nachstehender Gleichung entspricht: dadurch gekennzeichnet,
daß der Radius der Übergangsbereiche (Rue) aus folgender Gleichung bestimmt werden kann:

4. Bogenrolltreppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in deren oberen und unteren Übergangs bereichen (1b) die äußere Antriebskette (24′) in der Vertikalen den mittleren Bereich (1a) mit den oberen und unteren Treppenabsatzbereichen (1c) über einen Kreis (RueV) verbindet.

5. Bogenrolltreppe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in deren oberen und unteren Übergangs bereichen (1b) die innere oder äußere Antriebs kette (24, 24′) in der Vertikalen den mittleren Bereich (1a) mit den oberen und unteren Treppen absatzbereichen (1c) über eine Parabel oder eine Evolvente verbindet.

6. Bogenrolltreppe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Bereichen (1a), (1b) und (1c) eine innere und eine äußere Handlaufführung (26) (26′) vorhanden ist, die in der Draufsicht Kurven bögen aufweist, die denen der zugehörigen An triebskette (24, 24′) entsprechen.