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WO2018172361A1 - Gelenkkettenantrieb, insbesondere für eine fahrtreppe - Google Patents

Gelenkkettenantrieb, insbesondere für eine fahrtreppe Download PDF

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Publication number
WO2018172361A1
WO2018172361A1 PCT/EP2018/057030 EP2018057030W WO2018172361A1 WO 2018172361 A1 WO2018172361 A1 WO 2018172361A1 EP 2018057030 W EP2018057030 W EP 2018057030W WO 2018172361 A1 WO2018172361 A1 WO 2018172361A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
chain
drive
joint
akr
drive sprocket
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2018/057030
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Burkhard Grobbel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of WO2018172361A1 publication Critical patent/WO2018172361A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16GBELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G13/00Chains
    • F16G13/02Driving-chains
    • F16G13/06Driving-chains with links connected by parallel driving-pins with or without rollers so called open links
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65GTRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G17/00Conveyors having an endless traction element, e.g. a chain, transmitting movement to a continuous or substantially-continuous load-carrying surface or to a series of individual load-carriers; Endless-chain conveyors in which the chains form the load-carrying surface
    • B65G17/30Details; Auxiliary devices
    • B65G17/38Chains or like traction elements; Connections between traction elements and load-carriers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65GTRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G23/00Driving gear for endless conveyors; Belt- or chain-tensioning arrangements
    • B65G23/02Belt- or chain-engaging elements
    • B65G23/04Drums, rollers, or wheels
    • B65G23/06Drums, rollers, or wheels with projections engaging abutments on belts or chains, e.g. sprocket wheels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66BELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B23/00Component parts of escalators or moving walkways
    • B66B23/02Driving gear
    • B66B23/024Chains therefor

Definitions

  • the invention relates to a joint chain, a chain drive chain, as well as an escalator and a moving walk.
  • drive sprockets which engage in the articulated chain, which carries the steps (so-called step chain).
  • drive sprockets are in particular those with movably mounted on the body between bodies used as teeth, in particular with rotatably mounted circular cylindrical intermediate bodies (rollers).
  • the invention relates to a joint chain with a plurality of chain links, which are connected to each other in chain links (usually pivoting) movable.
  • the articulated chain contains at least one force introduction body with a contact surface on which a drive sprocket can act force-transmitting.
  • a joint chain in each chain joint force introduction body formed by the bolts or sockets of the chain joint.
  • the joint chain according to the invention is characterized in that the contact surface of the force introduction body does not have the shape of a cylinder and not the shape of a part of a cylinder.
  • the cylindrical outer surfaces of the hinge pins or joint bushings of the chain links are present as force introduction bodies on each chain link.
  • the power transmission can be influenced by a drive sprocket on the articulated chain and positively changed in particular with regard to a uniform drive of the chain.
  • the contact surface can have virtually any shape that provides a desired kinematic result. However, at least in a partial region, the shape of the contact surface deviates from the shape of a (part of) a circular cylinder.
  • the contact surface of the force introduction body is flat.
  • Such a planar contact surface may also optionally be substantially perpendicular to the running direction of the articulated chain (i.e.
  • the contact surface is at least partially curved (ie not flat).
  • the contact surface has no curvature in the axial direction of the chain joints.
  • Such a surface may be described in other words as a prismatic body or extrusion body.
  • Level contact surfaces can form an angle of 90 ° with the running direction of the articulated chain. In the general case, other angles are possible, wherein the angle between the contact surface and running direction of the chain typically in a range of about 70 ° to about 90 °, preferably about 80 ° to about 90 °, more preferably between about 85 ° and about 90 °.
  • the angle between the contact surface and running direction of the chain typically in a range of about 70 ° to about 90 °, preferably about 80 ° to about 90 °, more preferably between about 85 ° and about 90 °.
  • Contact surfaces are made relative to the running direction of the chain, to be understood in the sense of “substantially perpendicular” according to the above-mentioned angle ranges. If the contact surface is not flat but curved, this angle relative to the running direction of the chain is always to be understood as the angle of the local tangent.
  • a particular curved shape of the contact surface is preferably determined with regard to a given drive sprocket which is intended to cooperate with the articulated chain. Such a determination may be based on purely theoretical calculations, with the aid of a drawing construction, or purely
  • the contact area may be determined so as to reduce the polygon effect resulting from interaction with the drive sprocket (to define the polygon effect, see e.g.
  • the force introduction body can optionally by a hinge pin, a
  • Intermediate bolt is a bolt additionally arranged between the joints, typically as a cross-connection between parallel tabs of a
  • Articulated chain provided with two contact surfaces, wherein the contact between the link chain and a drive sprocket at a certain predetermined application (eg, forward movement of the chain) takes place within one of these contact surfaces.
  • a certain predetermined application eg, forward movement of the chain
  • different contact surfaces are present on the force introduction body for different application types (forward rotation, reverse rotation, outside of the chain turned inwards, etc.), wherein these different contact surfaces may optionally also be partially overlapping.
  • Contact surfaces are symmetrical to each other.
  • a mirror symmetry may be, for example, with respect to a perpendicular to
  • a mirror symmetry may also exist with respect to a plane parallel to the running direction of the chain. This has the advantage that the joint chain can optionally be turned over when one of the contact surfaces is worn (outer side of the chain is turned inwards) in order to enable further operation with the other contact surface.
  • the articulated chain is preferably cranked, so that each chain link is formed identically. This has the advantage that the wear (between hinge pin and joint bushings in the area of the chain joints) occurs uniformly at each chain joint, so that the resulting change in the pitch of the chain is uniform.
  • the invention relates to a chain drive, which is particularly suitable for an escalator or a moving walkway, and which contains at least one articulated chain of the type described above and at least one drive sprocket engaging in the articulated chain.
  • At least one drive sprocket of the chain drive can as
  • At least one intermediate body be circular cylindrical and / or rotatably mounted.
  • the drive sprocket may have differently configured teeth for co-operation with different ones
  • the link chain may, for example, comprise force introduction bodies in the form of bushes in the chain links and intermediate bolts in the region between the joints;
  • the teeth of the drive sprocket can then be configured differently, depending on whether they interact with the bushes or the intermediate bolt. It is assumed that the number of teeth of the drive sprocket is an integer multiple of the number of force introduction body of a chain link, so that the teeth always with the same force introduction bodies
  • intermediate bolts may be useful if the joint bushes or intermediate bolts have different dimensions and / or one
  • the pitch of at least one tooth of the drive sprocket is preferably adjustable.
  • the term "pitch” is understood to mean the distance to the preceding tooth (or tooth). Due to the adjustability of the tooth can be readjusted to an optionally over time by wear adjusting extension of the articulated chain.
  • An adjustable division can be achieved, for example, by an eccentrically mounted circular cylindrical intermediate body.
  • Drive sprocket is slightly smaller than the pitch of the link chain.
  • it may be between about 95% and 99.5%, preferably between about 98% and 99.5% of the pitch of the hinge chain. This leads to an earlier takeover of the introduction of force by the tooth of a drive sprocket, which has a favorable effect on the kinematic properties of the chain.
  • the invention relates to a means of transport
  • roller belt, cell belt, Kettenbecherwerkes or the like which contains a chain drive of the type described above.
  • at least one drive sprocket can be provided in the linear region of the articulated chain in the means of transport, in particular, as a so-called "intermediate drive”.
  • a drive motor according to the invention is arranged in the central region of a shaft, at the two ends of which drive sprockets are respectively arranged to drive the two link chains. This creates a particularly compact design.
  • At least one wheel is additionally arranged on the said shaft for driving a handrail.
  • At least one guide roller can be provided, which controls the movement of the articulated chain in the region of its engagement with the
  • the guide roller can be stored stationary. Preferably, however, it is resiliently mounted in order to be able to react elastically to disturbing forces.
  • Figure 1 is a schematic side view of an escalator, in which the
  • Figure 2 is a plan view (left) and a side view (right) of
  • Figure 3 is an enlarged view of the engagement of a drive sprocket in the articulated chain of Figure 1;
  • Figure 4 is a schematic side view of the upper portion of a
  • Figure 5 is a plan view (left) and a side view (right) of
  • Figure 7 is a plan view (left) and a side view (right) of a third
  • Figure 8 is an enlarged view of the engagement of a drive sprocket in the articulated chain of Figure 7;
  • Figure 9 is a front view (top left), a side view (top right) and a plan view (bottom left) of an intermediate bolt of the link chain of Figure 7;
  • Figure 10 is a front view (top left), a side view (top right) and a plan view (bottom left) of a hinge bushing of the articulated chain of Figure 7;
  • Figure 1 1 analogous to Figure 3 is an enlarged view of the engagement of a
  • Embodiments are identified by reference numerals that differ by multiples of 100. In addition, important recurring elements are additionally also identified across the embodiments with letter combinations. Hidden lines are usually broken (dashed).
  • the conventional design of escalators is powered by the upper landing station.
  • the step chains are driven by sprockets and are deflected by these.
  • the tensile force in the step chain essentially results from the conveyor length, the load and the angle of inclination.
  • roller chain counterparts or roller chain drives to transmit from the engine, the force on the main shaft (there are the sprockets for the step chains) and from there to the handrail shaft.
  • all of these shafts must also be stored by means of rolling bearings.
  • various parts of this technology must be lubricated and regularly maintained and checked.
  • the patent application DE 2009 034 346 A1 describes a drive system for a passenger conveyor system which drives step chains on the conveyor track. It is powered by constant pitch gantry wheels, which are in contact with bushes / rollers mounted on the extended chain of the step chain. The intervention of the drive stick wheels thus takes place outside the clear width of the step chain.
  • the joint pitch of the step chain is about 1/3 of the step division.
  • the links in the step chain are not cranked.
  • In the clear width of the step chain is a Schonrolle for the engagement of the sprockets in the upper and lower landing station.
  • the drive of the handrail is done separately.
  • FIG. 1 shows in this regard an escalator 100 with - on each side - a handrail 101 and a link chain 1 10 (generally also by "GK"
  • Chain links 1 1 1 (“KG") have a length of the order of
  • Step length typically approx. 400 mm.
  • the link chains 1 10 are deflected by Umlenkbögen 102 and 103 by 180 °.
  • the drive of the link chains 1 10 carried by first drive sprockets 120 ("AKR"), close to the top
  • Handrail is either (as shown) at the bottom or near the drive.
  • an intermediate drive 130 is provided in the lower region of the escalator 100, which engages only in the upper strand.
  • the drive sprockets AKR are preferably sprockets with movably mounted thereon circular cylindrical intermediate bodies 121 ("ZK", Figure 3), wherein the intermediate body ZK, the force-transmitting tooth elements of
  • FIG. 2 shows the joint chains GK used in the escalator 100 in a plan view (left) and a side view (right). It can be seen that they are cranked chains, wherein the chain joints GE are formed by axes 1 16, which has a narrower (upper in the figure) end of
  • U-rails 105 ( Figure 6) can be performed.
  • Each chain link preferably has 1, 2 or 3 intermediate bolts 1 14, 15 (“ZB"), ie in total two, three or four divisions (generally an integer number of divisions).
  • the intermediate bolts ZB are normally made of solid material, but can also be designed with any inner contour, ie. have a hole.
  • Can transfer chain GK serve both the bushings BU and the interposed intermediate bolts ZB.
  • Joint bushings BU can also be changed in their position on the sprocket. This then preferably takes place in such a way that the change in pitch results only in one of the (two) adjacent intermediate bodies and the pitch remains unchanged relative to the other adjacent intermediate body.
  • the other intermediate body ZK which can only come into contact with the intermediate bolt ZB, must not be made variable in their position.
  • the number of teeth of the drive sprocket corresponds to an integer multiple of the number of divisions per chain link. For example, with three divisions per member, this would be e.g. 15, 18 or 21 teeth.
  • the drive can be adapted to a worn chain with the described method. If this were not the case, there would always be a more or less disturbing jerk from step to step in the operation of the worn chain, a disturbing acceleration.
  • the chain links KG are advantageously cranked. As a result, the distance changes evenly from axis to axis, even with a worn chain. Thus, the step division varies from limb to limb evenly and a worn chain is (due to cranking and
  • Running characteristics of such a (worn) chain would be unacceptably bad for an escalator.
  • Drive sprocket AKR can be seen in a link chain GK, have the aforementioned force introduction body no circular cylindrical shape (at least not in the contact surface in which they can contact the drive sprocket).
  • the outer contours of the joint bushing BU and intermediate bolt ZB have rather at least one, preferably two opposing flat surfaces F, which are in operative connection with the intermediate bodies of the sprockets or on which the intermediate body can roll off.
  • the plane of the surfaces F is perpendicular to the extension direction of the link chain GK (ie perpendicular to the link plates LA).
  • the joint bushes are present in the chains anyway and also the mechanical strength of these components, due to curing, given. All that needs to be done is to complete the contact surfaces and ensure that they are adequate
  • Design strength of the joint bushes are respected. This can be realized relatively easily in the production of the chains.
  • FIG. 4 shows an alternative embodiment of an escalator 200, wherein many of the explanations made above apply analogously to this and are therefore not repeated. Instead, only the differences are discussed.
  • a drive sprocket 220 is provided in the upper reversal point, while a further drive sprocket 230 is arranged at a distance from the upper landing station and engages as an intermediate drive only in the upper run of the articulated chain 210.
  • the associated link chain 210 has a smaller pitch, since a step spacing (corresponding to the distance of the
  • Axes 216) is divided into three chain links KG.
  • the link chain 210 has only bushes 213 as force introduction body, which can attack the drive sprockets.
  • the bushings 213 again have flat contact surfaces F, which extend perpendicular to the running direction of the chain.
  • the articulated chain should be designed with a smaller graduation (approximately 2, 3 or 4 divisions per stage, ie approx. 200 mm, 133 mm or 100 mm).
  • Several joint pitches then result in a step division.
  • the chain should also be cranked (due to the wear-related even pitch change from limb to limb) and the joint bushings should also be made with surfaces perpendicular to the direction of travel of the chain. These surfaces are to reduce the polygon effect during the intervention of
  • the top drive can be optional with ordinary
  • Sprockets are fitted, but should preferably also with
  • Drive sprockets be designed with rotatable intermediate bodies. This is advantageous in order to avoid a relative movement (sliding) between the joint bush and the sprocket.
  • Figure 6 shows a section along the line Vl-Vl of Figure 1 in the region of an intermediate drive.
  • the centrally arranged gear motor M which acts on a symmetrically extending to both sides shaft W.
  • the entire arrangement is mirror-symmetrical to the vertical axis in the figure by the geared motor M.
  • stationary guide rollers 106 can be seen, which are arranged on one or both sides of the articulated chain in their engagement region with the drive sprocket and ensure as linear a guidance as possible of the articulated chain.
  • the guide rollers 106 are resiliently mounted against a restoring force to react more flexibly to disturbing forces.
  • FIG. 7 shows, in a representation analogous to FIG. 2, a third embodiment of a link chain 310 (GK).
  • GK link chain 310
  • FIGS. 8, 9 and 10 show the interaction of the articulated chain with a drive sprocket 320 (AKR) and the intermediate bolts 314 (ZB) and the bushes 313 (BU) of the articulated chain separately.
  • a cranked chain with tabs 312 (LA) are coupled in their central region by (an) intermediate bolt 314 and at their ends via bushings 313 and axles 316.
  • the intermediate pins or bushes serve as force introduction body with contact surfaces F, within which they can come into force-transmitting contact with a drive sprocket AKR, said contact surfaces F other than a purely circular cylindrical shape (with the cylinder axis on the axis of the socket or the intermediate pin ) to have.
  • Contact surface F slightly curved, preferably curved convexly outward. Furthermore, at least in places, the contact surface F is not exactly perpendicular to the running direction LR of the chain. Rather, it typically forms with this an angle ⁇ between about 70 ° and about 90 ° ( Figure 8), wherein this angle ß changes locally due to the curvature of the surface and
  • the contact surface is inclined in its entire extent at such an angle ⁇ ⁇ 90 ° relative to the running direction LR of the chain.
  • the pitch of the drive sprocket AKR (on the order of typically 0.5% to about 2%) is shorter than the pitch of the link chain GE (the pitch of the drive sprocket 320 is the distance of the axes of rotation of adjacent intermediate bodies 321).
  • the drive sprocket is then rotated relative to the articulated chain by about 1/5 to 1/3 pitch angle.
  • an intermediate bolt 314 (ZB) is shown separately. As already explained, this has an at least partially curved contact surface F. In the example shown this is slightly convex outwards (out of the material of the intermediate bolt) curved.
  • the curved surface can also be combined with flat surface sections. For example, it can be seen in the figure that the sections of the contact surface F lying at the upper edge are just.
  • the intermediate bolt has essentially a prismatic shape or the shape of an extrusion body, ie, the surface F has no curvature in the side view perpendicular to the plane of the drawing.
  • the intermediate bolt 314 For non-rotatable connection with the link plates, the intermediate bolt 314, for example, have two spaced-apart through holes 314a, through which it can be connected by screws with the link plates.
  • the intermediate bolt ZB can be produced as one piece as shown. Manufacturing technology, however, it may also be preferred to form him from several identical, aligned in the side view of slices, which from a corresponding material by
  • FIG. 10 shows an analogous representation of an embodiment of the invention
  • the socket can consist of two components, namely an inner, substantially cylindrical standard part 313 a, on which the curved surfaces F having molding 313 d is pressed.
  • the standard part 313a can conventionally have a cylindrical inner bore 313c for passing through a chain pin and have a substantially cylindrical outer shape, on which flat mounting surfaces 313b are provided at both ends for non-rotatable positive connection with the link plates.
  • FIG. 11 shows, analogously to FIG. 3, an enlarged view of the engagement of a drive sprocket AKR in a link chain GK. In contrast to FIG. 3, however, the plane (or alternatively curved) runs here.
  • Contact surfaces F on the intermediate pin ZB and the bushings BU not exactly vertical, but obliquely to the direction of the chain.
  • the angle ß is registered, which forms the surface F with the running direction of the chain (or the underside of the link plate parallel thereto). This angle is typically about 80 ° to about 85 °.
  • two such contact surfaces F are arranged on each intermediate pin ZB or each bush BU, which are mirror images of each other with respect to a direction perpendicular to the direction of the chain surface.
  • Curved contact surfaces can achieve polygon compensation
  • the intermediate body therefore no longer engage so deeply in the joint chain, so that the distance between the central axes of the joints GE and the top of the joint chain can be made shorter. This is particularly advantageous for plate bands, since this can reduce the gap formed between the plates when the chain is bent.
  • Umlenkbögen arranged and preferably engages in upper and lower run of the chain.
  • the tensile force in the chain in the region of the upper deflection bends and the deflection is only relatively low.
  • the resulting from the tensile force roller load is also low. This relieves the roles considerably.
  • the articular surface pressure is low.
  • the step chain can then easily (it creates less friction) and deflect with little joint wear.
  • a significantly lighter design of step chain and rollers is possible, which considerably reduces moving masses and costs and increases the delivery height.
  • Step division This has a cost-reducing effect on the chains.
  • a drive station is displaceable / displaceable in the conveying direction by e.g. be able to compensate for any chain elongation (for example due to wear).
  • Deflection arches can be fixed, but are preferably biased by spring force.
  • the spring force at the upper landing station is chosen so that persons who are above the upper drive, are also safely conveyed - the chain is therefore sufficiently taut.
  • the motor used is preferably designed as (standard)
  • Geared motor and mounted directly on the drive shaft are optionally equipped with integrated or additionally mounted flywheel to increase the inertia or to change the
  • the engine is centered inside the escalator ( Figure 6). However, it is also conceivable that it is attached to the outside to him for example. if necessary, easier to replace.
  • the handrail drive can also be integrated there and is preferably housed on the same shaft as the engine and sprockets.
  • This arrangement combines several functions in a simple manner, has a clear structure and is extremely cost-effective. There is no need to relubricate. By eliminating some roller chain counterparts and not least by reducing moving masses and low-load bending / deflection of the step chains, this concept offers outstanding energy efficiency. The construction costs are so low and the
  • one or more fixedly mounted rollers can be arranged in the vicinity of a drive, which act on the upper side of the tabs, in order to avoid a radial upward movement of the chains, even if only for a fraction of a millimeter.
  • the chains should not be equipped with protective rollers (which prevent the relative movement to the sprocket in normal construction).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Escalators And Moving Walkways (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gelenkkette (GK), insbesondere für Fahrtreppen oder Fahrsteige, mit mindestens einem Krafteinleitungskörper (BU, ZB) mit einer nichtzylindrischen Kontaktfläche (F), an welcher ein Antriebskettenrad (AKR) kraftübertragend angreifen kann. Vorzugsweise ist die Kontaktfläche (F) eben oder zumindest abschnittweise gekrümmt und senkrecht bzw. schräg zur Laufrichtung der Gelenkkette (GK). Das Antriebskettenrad (AKR) enthält vorzugsweise kreiszylindrische drehbewegliche Zwischen körper (ZK) als Zähne.

Description

Gelenkkettenantrieb, insbesondere für eine Fahrtreppe
Die Erfindung betrifft eine Gelenkkette, einen Gelenkkettenantrieb, sowie eine Fahrtreppe und einen Fahrsteig.
Aus der WO 2013/060823 A1 ist es bekannt, zur Erzielung langer Förderstrecken bzw. großer Höhenunterschiede bei Fahrtreppen nicht nur im Umlenkbereich, sondern alternativ oder zusätzlich auch in den linearen Bereichen
Antriebskettenräder anzuordnen, die in die Gelenkkette eingreifen, welche die Stufen trägt (sogenannte Stufenkette). Als Antriebskettenräder werden dabei insbesondere solche mit beweglich am Rad körper gelagerten Zwischen körpern als Zähne verwendet, insbesondere mit drehbeweglich gelagerten kreiszylindrischen Zwischen körpern (Rollen).
Vor diesem Hintergrund war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
insbesondere für die Anwendung an Fahrtreppen oder Fahrsteigen einen weiter verbesserten Gelenkkettenantrieb bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch eine Gelenkkette nach Anspruch 1 , durch einen
Gelenkkettenantrieb nach Anspruch 7, sowie durch ein Transportmittel nach Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Gelenkkette mit mehreren Kettengliedern, die in Kettengelenken (in der Regel schwenk-) beweglich miteinander verbunden sind. Weiterhin enthält die Gelenkkette mindestens einen Krafteinleitungskörper mit einer Kontaktfläche, an welcher ein Antriebskettenrad kraftübertragend angreifen kann. Typischerweise werden bei einer Gelenkkette in jedem Kettengelenk Krafteinleitungskörper durch die Bolzen bzw. Buchsen des Kettengelenkes gebildet. Die erfindungsgemäße Gelenkkette ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche des Krafteinleitungskörpers nicht die Form eines Zylinders und auch nicht die Form eines Teils eines Zylinders hat.
An herkömmlichen Gelenkketten sind an jedem Kettenglied die zylindrischen Außenflächen der Gelenkbolzen oder Gelenkbuchsen der Kettengelenke als Krafteinleitungskörper vorhanden. Dadurch, dass erfindungsgemäß nicht zylindrische Formen des Krafteinleitungskörpers eingesetzt werden, kann die Kraftübertragung von einem Antriebskettenrad auf die Gelenkkette beeinflusst und insbesondere hinsichtlich eines gleichmäßigen Antriebs der Kette positiv verändert werden.
Generell kann die Kontaktfläche quasi jede beliebige Form haben, die ein gewünschtes kinematisches Ergebnis liefert. Zumindest in einem Teilbereich weicht die Form der Kontaktfläche jedoch von der Form eines (Teils eines) Kreiszylinders ab.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Gelenkkette ist die Kontaktfläche des Krafteinleitungskörpers eben. Eine solche ebene Kontaktfläche kann weiterhin optional im Wesentlichen senkrecht zur Laufrichtung der Gelenkkette (d.h.
senkrecht zur Erstreckungsrichtung des zugehörigen Kettengliedes) liegen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die Kontaktfläche zumindest teilweise gekrümmt (also nicht eben). Insbesondere kann dabei eine konvexe Krümmung der Kontaktfläche nach außen hin vorliegen. In der Regel hat die Kontaktfläche allerdings keine Krümmung in Achsrichtung der Kettengelenke. Eine solche Fläche kann mit anderen Worten als prismatischer Körper oder Extrusionskörper beschrieben werden.
Ebene Kontaktflächen können mit der Laufrichtung der Gelenkkette einen Winkel von 90° bilden. Im allgemeinen Fall sind auch andere Winkel möglich, wobei der Winkel zwischen Kontaktfläche und Laufrichtung der Kette typischerweise in einem Bereich von ca. 70° bis ca. 90°, vorzugsweise ca. 80° bis ca. 90°, besonders bevorzugt zwischen ca. 85° und ca. 90° liegt. Diesbezüglich sollen Erläuterungen, welche im Folgenden für einen "senkrechten" Verlauf der
Kontaktflächen relativ zur Laufrichtung der Kette gemacht werden, im Sinne von "im Wesentlichen senkrecht" gemäß den vorstehende genannten Winkelbereichen zu verstehen sein. Wenn die Kontaktfläche nicht eben sondern gekrümmt ist, ist dieser Winkel relativ zur Laufrichtung der Kette immer als der Winkel der lokalen Tangente zu verstehen.
Eine bestimmte gekrümmte Form der Kontaktfläche wird vorzugsweise in Hinblick auf ein vorgegebenes Antriebskettenrad bestimmt, welches mit der Gelenkkette zusammenwirken soll. Eine solche Bestimmung kann aufgrund rein theoretischer Berechnungen, mit Hilfe einer zeichnerischen Konstruktion, oder rein
experimentell bestimmt werden unter Zugrundelegung eines vorgegebenen Optimierungskriteriums. Insbesondere kann die Kontaktfläche so bestimmt werden, dass der in Zusammenwirkung mit dem Antriebskettenrad resultierende Polygoneffekt reduziert wird (zur Definition des Polygoneffektes s. z.B.
WO 2003/036129 A1 ).
Der Krafteinleitungskörper kann optional durch einen Gelenkbolzen, eine
Gelenkbuchse und/oder einen Zwischenbolzen gebildet werden. Ein
Zwischenbolzen ist ein zwischen den Gelenken zusätzlich angeordneter Bolzen, typischerweise als Querverbindung zwischen parallelen Laschen eines
Kettengliedes. Zwischenbolzen werden in der WO 2013/060823 A1 beschrieben, welche vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
Bei einer optionalen Ausführungsform ist der Krafteinleitungskörper der
Gelenkkette mit zwei Kontaktflächen versehen, wobei der Kontakt zwischen der Gelenkkette und einem Antriebskettenrad bei einer bestimmten vorgegebenen Einsatzart (z.B. Vorwärtslauf der Kette) über innerhalb einer dieser Kontaktflächen erfolgt. Mit anderen Worten sind für verschiedene Einsatzarten (Vorwärtslauf, Rückwärtslauf, Außenseite der Kette nach innen gedreht, etc.) verschiedene Kontaktflächen am Krafteinleitungskörper vorhanden, wobei diese verschiedenen Kontaktflächen gegebenenfalls auch teilweise überlappend sein können. Des Weiteren ist es bevorzugt, wenn die mindestens zwei vorhandenen
Kontaktflächen (punkt- oder Spiegel-) symmetrisch zueinander liegen. Eine Spiegelsymmetrie kann beispielsweise in Bezug auf eine senkrecht zur
Laufrichtung der Kette liegende Ebene bestehen. In diesem Falle ist die
Gelenkkette für einen Betrieb in beide Laufrichtungen (Vorwärtslauf,
Rückwärtslauf) geeignet. Zusätzlich oder alternativ kann eine Spiegelsymmetrie auch in Bezug auf eine parallel zur Laufrichtung der Kette liegende Ebene bestehen. Dies hat den Vorteil, dass die Gelenkkette bei Verschleiß einer der Kontaktflächen gegebenenfalls gewendet werden kann (Außenseite der Kette wird nach innen gedreht), um einen weiteren Betrieb mit der anderen Kontaktfläche zu ermöglichen.
Die Gelenkkette ist vorzugsweise gekröpft, sodass jedes Kettenglied gleichartig ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass der Verschleiß (zwischen Gelenkbolzen und Gelenkbuchsen im Bereich der Kettengelenke) an jedem Kettengelenk gleichmäßig auftritt, sodass auch die hieraus resultierende Änderung der Teilung der Kette gleichmäßig erfolgt.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung einen Gelenkkettenantrieb, welcher insbesondere für eine Fahrtreppe oder einen Fahrsteig geeignet ist, und welcher mindestens eine Gelenkkette der oben beschriebenen Art sowie mindestens ein in die Gelenkkette eingreifendes Antriebskettenrad enthält.
Durch die besondere Form der Krafteinleitungskörper der Gelenkkette kann bei dem Gelenkkettenantrieb ein optimiertes Zusammenwirken zwischen Gelenkkette und Antriebskettenrad erreicht werden.
Mindestens ein Antriebskettenrad des Gelenkkettenantriebes kann als
kraftübertragende, mit der Gelenkkette in Kontakt kommende Zähne beweglich gelagerter Zwischenkörper aufweisen. Dabei kann optional mindestens ein Zwischen körper kreiszylindrisch und/oder drehbeweglich gelagert sein. Nähere Informationen zu derartigen Antriebskettenrädern finden sich in der
WO 2013/060823 A1 . Bei einer weiteren Ausführungsform kann das Antriebskettenrad unterschiedlich ausgestaltete Zähne für das Zusammenwirken mit verschiedenen
Krafteinleitungskörpern der Gelenkkette aufweisen. Die Gelenkkette kann beispielsweise Krafteinleitungskörper in Form von Buchsen in den Kettengelenken sowie Zwischenbolzen im Bereich zwischen den Gelenken aufweisen; die Zähne des Antriebskettenrades können dann unterschiedlich ausgestaltet sein, je nachdem ob sie mit den Buchsen oder den Zwischenbolzen zusammenwirken. Dabei wird vorausgesetzt, dass die Zahl der Zähne des Antriebskettenrades ein ganzzahliges Vielfaches der Zahl der Krafteinleitungskörper eines Kettengliedes ist, damit die Zähne immer mit gleichartigen Krafteinleitungskörpern
zusammenwirken. Unterschiedliche Zähne für Gelenkbuchsen bzw.
Zwischenbolzen können zum Beispiel sinnvoll sein, wenn die Gelenkbuchsen bzw. Zwischenbolzen unterschiedliche Abmessungen haben und/oder einem
unterschiedlichen Verschleiß unterliegen.
Die Teilung mindestens eines Zahnes des Antriebskettenrades ist vorzugsweise einstellbar. Dabei wird unter "Teilung" wie üblich der Abstand zum vorangehenden Zahn (bzw. zum nachfolgenden Zahn) verstanden. Durch die Einstellbarkeit kann der Zahn auf eine sich gegebenenfalls im Laufe der Zeit durch Verschleiß einstellende Verlängerung der Gelenkkette nachjustiert werden. Eine einstellbare Teilung kann beispielsweise durch einen exzentrisch gelagerten kreiszylindrischen Zwischen körper erreicht werden.
Des Weiteren erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Teilung des
Antriebskettenrades etwas kleiner ist als die Teilung der Gelenkkette.
Beispielsweise kann sie zwischen ca. 95% und 99,5%, vorzugsweise zwischen ca. 98% und 99,5% der Teilung der Gelenkkette betragen. Dies führt zu einer früheren Übernahme der Krafteinleitung durch den Zahn eines Antriebskettenrades, was sich günstig auf die kinematischen Eigenschaften der Kette auswirkt.
Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Transportmittel,
insbesondere in Form einer Fahrtreppe, Fahrsteiges, Plattenbandes,
Rollenbandes, Zellenbandes, Kettenbecherwerkes oder dergleichen, welches einen Gelenkkettenantrieb der oben beschriebenen Art enthält. Wie bereits eingangs erläutert kann bei dem Transportmittel insbesondere mindestens ein Antriebskettenrad im linearen Bereich der Gelenkkette vorgesehen sein als sogenannter "Zwischenantrieb".
Bei einer Fahrtreppe oder einem Fahrsteig sind typischerweise zwei parallel verlaufende Gelenkketten vorgesehen, zwischen denen sich Achsen erstrecken, an denen die Stufen oder Paletten eingehängt sind. Vorzugsweise ist dabei erfindungsgemäß ein Antriebsmotor im mittleren Bereich einer Welle angeordnet, an deren beiden Enden Antriebskettenräder jeweils zum Antrieb der beiden Gelenkketten angeordnet sind. So gelingt ein besonders kompakter Aufbau.
Bei einer Weiterbildung der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist an der genannten Welle mindestens ein Rad zusätzlich angeordnet zum Antrieb eines Handlaufs. Gegenüber bekannten Systemen werden somit keine weiteren
Zahnräder oder dergleichen für den Antrieb des Handlaufs benötigt.
Des Weiteren kann optional mindestens eine Führungsrolle vorgesehenen sein, welche die Bewegung der Gelenkkette im Bereich ihres Eingriffes zum
Antriebskettenrad begrenzt. Auf diese Weise kann ein möglichst linearer Verlauf der Gelenkkette sichergestellt werden.
Die Führungsrolle kann dabei ortsfest gelagert sein. Vorzugsweise ist sie indes federnd gelagert, um auf Störkräfte elastisch reagieren zu können.
Im Folgenden wird die Erfindung beispielhaft anhand der Figuren erläutert. Dabei zeigt:
Figur 1 eine schematische Seitenansicht einer Fahrtreppe, bei welcher die
Teilung der Gelenkkette der Stufengröße entspricht;
Figur 2 eine Draufsicht (links) und eine Seitenansicht (rechts) der
Gelenkkette von Figur 1 ;
Figur 3 eine vergrößerte Ansicht des Eingriffs eines Antriebskettenrades in die Gelenkkette gemäß Figur 1 ; Figur 4 eine schematische Seitenansicht des oberen Bereiches einer
Fahrtreppe, bei welcher die Teilung der Gelenkkette einem Drittel der Stufengröße entspricht;
Figur 5 eine Draufsicht (links) und eine Seitenansicht (rechts) der
Gelenkkette von Figur 4;
Figur 6 einen Schnitt entlang der Linie Vl-Vl von Figur 1 im Bereich eines
Antriebskettenrades;
Figur 7 eine Draufsicht (links) und eine Seitenansicht (rechts) einer dritten
Ausführungsform einer Gelenkkette mit gekrümmten Kontaktflächen;
Figur 8 eine vergrößerte Ansicht des Eingriffs eines Antriebskettenrades in die Gelenkkette gemäß Figur 7;
Figur 9 eine Vorderansicht (oben links), eine Seitenansicht (oben rechts) und eine Draufsicht (unten links) eines Zwischenbolzens der Gelenkkette von Figur 7;
Figur 10 eine Vorderansicht (oben links), eine Seitenansicht (oben rechts) und eine Draufsicht (unten links) einer Gelenkbuchse der Gelenkkette von Figur 7;
Figur 1 1 analog zu Figur 3 eine vergrößerte Ansicht des Eingriffs eines
Antriebskettenrades in eine Gelenkkette, bei welcher die Kontaktflächen schräg zur Laufrichtung der Kette stehen.
In den Figuren sind identische oder gleiche Elemente verschiedener
Ausführungsformen mit Bezugsziffern gekennzeichnet, die sich um Vielfache von 100 unterscheiden. Des Weiteren sind wichtige wiederkehrende Elemente zusätzlich auch Ausführungsform-übergreifend mit Buchstabenkombinationen gekennzeichnet. Verdeckte Linien sind in der Regel unterbrochen (gestrichelt) dargestellt. Die konventionelle Bauweise bei Fahrtreppen hat den Antrieb an der oberen Landestation. Die Stufenketten sind durch Kettenräder angetrieben und werden von diesen umgelenkt. Die Zugkraft in der Stufenkette resultiert im Wesentlichen aus der Förderlänge, der Beladung sowie dem Neigungswinkel.
Mit steigender Größe dieser Parameter kommt diese Bauweise technisch an ihre Grenzen. In den Ketten entstehen sehr hohe Zugkräfte. Insbesondere die Rollen halten den aus der Zugkraft in den Stufenketten resultierenden Kräften im Bereich der oberen Umlenkbögen nicht mehr stand.
Aber auch die Stufenketten kommen ab einer gewissen Zugkraft an ihre Grenzen. Auch bei Verwendung hochwertiger Werkstoffe und aufwändiger
Wärmebehandlungen und hoher spezifischer Belastungen sind die erforderlichen Abmessungen für die Gelenke nicht mehr sinnvoll in der Kette (Teilung beträgt meist ca. 133 mm = 1/3 der Stufenteilung) unterzubringen. Da Stufenketten und Rollen für sehr hohe Kräfte geeignet sein müssen, sind diese zudem sehr teuer.
Wenn sehr große Förderhöhen gefordert sind, bleibt einem Fahrtreppenhersteller oftmals nichts anderes übrig, als mehrere Fahrtreppen "in Reihe" zu bauen.
Hierdurch müssen die Passagiere umsteigen, was unschön ist. Des Weiteren entstehen durch den Bau mehrerer Fahrtreppen erhebliche Mehrkosten.
Antrieb von Ketten und Handlauf
Die bisherige, konventionelle Technik benötigt mehrere Rollenketten-Vorgelege bzw. Rollenketten-Antriebe, um vom Motor die Kraft auf die Hauptwelle (dort sind die Kettenräder für die Stufenketten) und von dort auf die Handlaufwelle zu übertragen. Diese Wellen müssen natürlich alle auch mittels Wälzlagern gelagert werden. Während des Betriebes müssen bei dieser Technik diverse Stellen geschmiert sowie regelmäßig gewartet und kontrolliert werden. Die
Energieeffizienz ist - bedingt durch viele bewegte Teile und die damit verbundenen Reibungsverluste - eher mäßig. Diese konventionelle Technik bedeutet daher für den Fahrtreppenhersteller relativ hohe Baukosten und für den Betreiber deutliche Folgekosten. Die Patentanmeldung DE 2009 034 346 A1 beschreibt ein Antriebssystem für eine Personenförderanlage, welches Stufenketten auf der Förderstrecke antreibt. Der Antrieb erfolgt über Triebstockräder (mit unveränderlicher Teilung), welche mit Buchsen / Rollen in Kontakt stehen, die auf den verlängerten Gelenkbolzen der Stufenkette angebracht sind. Der Eingriff der Triebstockräder erfolgt also außerhalb der lichten Weite der Stufenkette. Die Gelenkteilung der Stufenkette beträgt ca. 1/3 der Stufenteilung. Die Glieder der Stufenkette sind nicht gekröpft. In der lichten Weite der Stufenkette befindet sich eine Schonrolle für den Eingriff der Kettenräder im Bereich der oberen und unteren Landestation. Der Antrieb des Handlaufes erfolgt separat.
Vor diesem Hintergrund werden die nachfolgend anhand von Beispielen näher erläuterten Verbesserungen der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen.
Figur 1 zeigt diesbezüglich eine Fahrtreppe 100 mit - auf jeder Seite - einem Handlauf 101 und einer Gelenkkette 1 10 (allgemein auch durch "GK"
gekennzeichnet). Die zwei Gelenkketten 1 10 verlaufen parallel zueinander und nehmen zwischen sich auf Achsen 1 16 (Figur 2) die Stufen auf. Die Teilung der Gelenkkette 1 10 entspricht dabei der Länge der Stufen, das heißt die
Kettenglieder 1 1 1 ("KG") haben eine Länge in der Größenordnung der
Stufenlänge (typischerweise ca. 400 mm).
An der unteren und oberen Landestation werden die Gelenkketten 1 10 von Umlenkbögen 102 und 103 um 180° umgelenkt. Der Antrieb der Gelenkketten 1 10 erfolgt durch erste Antriebskettenräder 120 ("AKR"), die nahe der oberen
Landestation im linearen Bereich der Gelenkketten so angeordnet sind, dass sie in den jeweiligen Obertrum und Untertrum eingreifen. Der Antrieb der Handläufe 101 erfolgt durch Laufräder 104, die auf derselben Welle wie die Antriebskettenräder 120 angeordnet sind. Eine Spanneinrichtung 107 für den jeweiligen
Handlauf befindet sich entweder (wie dargestellt) im unteren Bereich oder in der Nähe des Antriebs.
Des Weiteren ist ein Zwischenantrieb 130 im unteren Bereich der Fahrtreppe 100 vorgesehen, welcher nur in den Obertrum eingreift. Die Antriebskettenräder AKR sind vorzugsweise Kettenräder mit beweglich daran gelagerten kreiszylindrischen Zwischen körpern 121 ("ZK", Figur 3), wobei die Zwischen körper ZK die kraftübertragenden Zahnelemente des
Antriebskettenrades bilden. Derartige Antriebskettenräder sind detailliert in der WO 2013/060823 A1 beschrieben.
Figur 2 zeigt die in der Fahrtreppe 100 verwendeten Gelenkketten GK in einer Draufsicht (links) und einer Seitenansicht (rechts). Zu erkennen ist, dass es sich um gekröpfte Ketten handelt, wobei die Kettengelenke GE gebildet werden durch Achsen 1 16, welche eine am engeren (in der Figur oberen) Ende der
Kettenlaschen 1 12 ("LA") angebrachte Buchse 1 13 ("BU") sowie Ausnehmungen am breiteren Ende der Kettenlaschen durchgreifen. Im Bereich zwischen den Gelenkketten GK sind in die Achsen 1 16 die Stufen eingehängt (nicht dargestellt). Die Sicherung bzw. Befestigung der Stufen und Achsen erfolgt mit üblichen Mitteln. Im Bereich außerhalb der Gelenkketten GK sind an den Enden der Achsen 1 16 Rollen 1 17 befestigt, mit deren Hilfe die Gelenkketten GK in
U-Schienen 105 (Figur 6) geführt werden können.
Bei der Gelenkkette 1 10 entspricht die Gelenkteilung der Kette der Stufenteilung. Jedes Kettenglied hat vorzugsweise 1 , 2 oder 3 Zwischenbolzen 1 14, 1 15 ("ZB"), also in Summe zwei, drei oder vier Teilungen (allgemein eine ganzzahlige Anzahl von Teilungen). Die Zwischenbolzen ZB bestehen im Normalfall aus Vollmaterial, können jedoch auch mit beliebiger Innenkontur ausgeführt sein, also z.B. eine Bohrung haben.
Als Krafteinleitungskörper, an denen ein Antriebskettenrad Kraft auf eine
Gelenkkette GK übertragen kann, dienen sowohl die Buchsen BU als auch die dazwischen angeordneten Zwischenbolzen ZB.
Mit der Zeit entsteht an der Kette ein gewisser Gelenkverschleiß. Von einem Kettengelenk aus betrachtet verändert sich dadurch die Teilung zu einem der beiden benachbarten Zwischenbolzen ZB. Die Teilungen der Zwischenbolzen innerhalb eines Kettengliedes KG verändern sich dagegen nicht. Deshalb ist es vorteilhaft, wenn die (vorzugsweise kreisrunden)
Zwischen körper ZK des Antriebskettenrades, die in Kontakt zu den
Gelenkbuchsen BU kommen können, ebenfalls in ihrer Position am Kettenrad verändert werden können. Dies geschieht dann vorzugsweise derart, dass sich die Teil ungsveränderung nur zu einem der (beiden) benachbarten Zwischen körper ergibt und zu dem anderen benachbarten Zwischenkörper das Teilungsmaß unverändert bleibt. Die anderen Zwischen körper ZK, die nur in Kontakt zu den Zwischenbolzen ZB kommen können, müssen in ihrer Position nicht veränderlich ausgeführt werden. Diesbezüglich ist es erforderlich, dass die Zahl der Zähne des Antriebskettenrades einem ganzzahligen Vielfachen der Teilungsanzahl pro Kettenglied entspricht. Bei drei Teilungen pro Glied wären dies also z.B. 15, 18 oder 21 Zähne. Der Antrieb ist mit dem beschriebenen Verfahren an eine verschlissene Kette anpassbar. Wäre das nicht der Fall, so gäbe es im Betrieb der verschlissenen Kette von Stufe zu Stufe immer einen mehr oder weniger störenden Ruck, eine störende Beschleunigung.
Die Kettenglieder KG sind vorteilhafterweise gekröpft. Dadurch ergibt sich, dass von Achse zu Achse, auch bei verschlissener Kette, der Abstand sich gleichmäßig verändert. Somit verändert sich auch die Stufenteilung von Glied zu Glied gleichmäßig und eine verschlissene Kette ist (bedingt durch Kröpfung und
Veränderung der Position der betreffenden Zwischen körper) mit gleichmäßiger Geschwindigkeit (ohne Rucken) antreibbar.
Wäre die Kette mit geraden Laschen (d.h. nicht gekröpft) ausgeführt, so wäre die Veränderung des Achsenabstandes von Glied zu Glied wechselweise Null / doppelter Gelenkverschleiß / Null / doppelter Gelenkverschleiß usw.. Die
Laufeigenschaften einer solchen (verschlissenen) Kette wären für eine Fahrtreppe inakzeptabel schlecht.
Wie in Figur 3 aus der Detailansicht des Eingriffsbereiches eines
Antriebskettenrades AKR in eine Gelenkkette GK zu erkennen ist, haben die vorgenannten Krafteinleitungskörper keine kreiszylindrische Form (zumindest nicht in der Kontaktfläche, in der sie das Antriebskettenrad kontaktieren können). Die Außenkonturen der Gelenkbuchsen BU und Zwischenbolzen ZB haben vielmehr mindestens eine, vorzugsweise zwei sich gegenüberliegende ebene Flächen F, die mit den Zwischen körpern der Kettenräder in Wirkverbindung stehen bzw. auf denen die Zwischen körper abwälzen können. Vorzugsweise steht die Ebene der Flächen F senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Gelenkkette GK (d.h. senkrecht zu den Kettenlaschen LA). Mittels dieser Flächen F wird die Kinematik des
Kettenantriebs positiv beeinflusst und es vergleichmäßigt sich die
Kettengeschwindigkeit, der Polygoneffekt wird reduziert.
Die Gelenkbuchsen sind ohnehin in den Ketten vorhanden und auch die mechanische Festigkeit dieser Bauteile ist, bedingt durch Härtung, gegeben. Es müssen lediglich die Kontaktflächen ergänzt und auf ausreichende
Gestaltfestigkeit der Gelenkbuchsen geachtet werden. Dies lässt sich in der Fertigung der Ketten relativ einfach realisieren.
Hinsichtlich der Außenkontur der Zwischen körper ZK des Kettenrades können zwei Fälle unterschieden werden: a) Die Zwischenbolzen ZB haben die gleiche Außenkontur wie die
Gelenkbuchsen BU: Dann sollten alle Zwischenkörper ZK eines Kettenrades die gleiche Außenkontur haben. b) Die Zwischenbolzen ZB haben eine andere Außenkontur als die
Gelenkbuchsen BU: Dann sollten die Zwischen körper ZK, die mit diesen Zwischenbolzen in Kontakt stehen, eine andere Außenkontur (z.B. einen anderen Durchmesser, der daran angepasst ist) haben als die
Zwischen körper, welche mit den Gelenkbuchsen in Kontakt stehen.
Da die Kettenräder mittig in die lichte Weite der Gelenkketten eingreifen, sind an den Gelenkketten (für den Eingriff der Zwischenantriebe) keine zusätzlichen Bauteile wie verlängerten Bolzen, aufgesteckten Buchsen und/oder Rollen erforderlich. Ein zusätzlicher Vorteil ist, dass die Wartung sich vereinfacht (Rollen, die nicht vorhanden sind, müssen auch nicht nachgeschmiert werden). Ferner erfolgt die Krafteinleitung von den Kettenrädern mittig in die Ketten - es entsteht also kein Kippmoment. Figur 4 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Fahrtreppe 200, wobei viele der oben gemachten Erläuterungen analog auch hierfür gelten und daher nicht wiederholt werden. Stattdessen wird nur noch auf die Unterschiede eingegangen.
So ist beispielsweise im oberen Umkehrpunkt ein Antriebskettenrad 220 vorgesehen, während ein weiteres Antriebskettenrad 230 im Abstand von der oberen Landestation angeordnet ist und als Zwischenantrieb nur in den Obertrum der Gelenkkette 210 eingreift.
Wie aus Figur 5 zu erkennen ist, besitzt die zugehörige Gelenkkette 210 eine kleinere Teilung, da ein Stufenabstand (entsprechend dem Abstand der
Achsen 216) auf drei Kettenglieder KG aufgeteilt ist.
Weiterhin hat die Gelenkkette 210 nur Buchsen 213 als Krafteinleitungskörper, an denen die Antriebskettenräder angreifen können. Analog zur Darstellung von Figur 3 haben die Buchsen 213 wiederum ebene Kontaktflächen F, die sich senkrecht zur Laufrichtung der Kette erstrecken.
Wenn wie bei Figur 4 der oberste Antrieb einer Fahrtreppe an der obersten Landestation angeordnet sein und die Gelenkkette durch diesen angetrieben und umgelenkt werden soll, sollte die Gelenkkette mit kleinerer Teilung ausgeführt sein (ca. 2, 3 oder 4 Teilungen pro Stufe, also ca. 200 mm, 133 mm bzw. 100 mm). Mehrere Gelenkteilungen ergeben dann eine Stufenteilung. Die Kette sollte ebenfalls gekröpft sein (wegen der verschleißbedingten gleichmäßigen Teilungsveränderung von Glied zu Glied), und die Gelenkbuchsen sollten ebenfalls mit Flächen senkrecht bzw. schräg zur Laufrichtung der Kette ausgeführt werden. Diese Flächen sind zur Reduktion des Polygoneffektes beim Eingriff der
Zwischenantriebe. Der oberste Antrieb kann optional mit gewöhnlichen
Kettenrädern bestückt werden, sollte jedoch vorzugsweise ebenfalls mit
Antriebskettenrädern mit drehbaren Zwischen körpern ausgeführt sein. Dies ist vorteilhaft, um eine Relativbewegung (Gleiten) zwischen Gelenkbuchse und Kettenrad zu vermeiden.
Bei dieser Ausführung sollten alle Antriebskettenräder mit drehbaren
Zwischen körpern so ausgeführt sein, dass sämtliche Zwischen körper in ihrer Position (Teilung) veränderbar sind. Bei auftretendem Gelenkverschleiß der Ketten können somit die Kettenräder nachgestellt werden.
Figur 6 zeigt einen Schnitt entlang der Linie Vl-Vl von Figur 1 im Bereich eines Zwischenantriebes. Zu erkennen ist der zentral angeordnete Getriebemotor M, welcher an einer sich symmetrisch nach beiden Seiten erstreckende Welle W angreift. Generell ist die gesamte Anordnung spiegelsymmetrisch zur der in der Figur senkrechten Mittelachse durch den Getriebemotor M.
An den Enden der Welle W sind zunächst die Antriebskettenräder AKR
angeordnet, welche mit ihren Zwischen körpern in die jeweilige Gelenkkette eingreifen. Bei beiden Gelenkketten sind die Achsen 1 16 zu sehen, an denen die Stufen (nicht dargestellt) eingehängt sind und die an ihren Enden die Rollen 1 17 tragen, welche in U-förmigen Führungsschienen 105 geführt sind.
Am äußersten Ende der Welle W sind des Weiteren Laufräder 104 angeordnet, mit deren Hilfe der Handlauf 101 der Fahrtreppe angetrieben wird.
Bei der in der Figur 6 dargestellten Situationen läuft gerade im Obertrum ein Kettengelenk 1 13 durch das Antriebskettenrad, während sich dort beim Untertrum ein Zwischenbolzen 1 14 befindet.
Des Weiteren sind ortsfeste Führungsrollen 106 erkennbar, welche ein- oder beidseitig der Gelenkkette in deren Eingriffsbereich mit dem Antriebskettenrad angeordnet sind und für eine möglichst lineare Führung der Gelenkkette sorgen.
Vorteilhafterweise sind die Führungsrollen 106 dabei gegen eine Rückstell kraft federnd gelagert, um flexibler auf Störkräfte reagieren zu können.
In Figur 7 ist in einer Darstellung analog zu Figur 2 eine dritte Ausführungsform einer Gelenkkette 310 (GK) dargestellt. Im Folgenden wird dabei im Wesentlichen nur noch auf die Merkmale dieser Gelenkkette eingegangen, welche sich von den vorangehenden Ausführungsformen unterscheiden. Dabei wird ergänzend auch auf die Figuren 8, 9 und 10 Bezug genommen, welche das Zusammenwirken der Gelenkkette mit einem Antriebskettenrad 320 (AKR) sowie die Zwischenbolzen 314 (ZB) bzw. die Buchsen 313 (BU) der Gelenkkette separat zeigen. Wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen handelt es sich um eine gekröpfte Kette mit Laschen 312 (LA), die in ihrem mittleren Bereich durch (einen) Zwischenbolzen 314 und an ihren Enden über Buchsen 313 sowie Achsen 316 gekoppelt sind. Des Weiteren dienen die Zwischenbolzen beziehungsweise Buchsen als Krafteinleitungskörper mit Kontaktflächen F, innerhalb welcher sie mit einem Antriebskettenrad AKR kraftübertragend in Kontakt kommen können, wobei diese Kontaktflächen F eine andere als eine rein kreiszylindrische Form (mit der Zylinderachse auf der Achse der Buchse bzw. des Zwischenbolzens) haben.
Wie aus den Figuren 8 bis 10 am besten erkennbar ist, verläuft die
Kontaktfläche F leicht gekrümmt, und zwar vorzugsweise konvex nach außen gekrümmt. Des Weiteren steht die Kontaktfläche F zumindest stellenweise nicht genau senkrecht zur Laufrichtung LR der Kette. Vielmehr bildet sie mit dieser typischerweise einen Winkel ß zwischen ca. 70° und ca. 90° (Figur 8), wobei sich dieser Winkel ß aufgrund der Krümmung der Fläche lokal ändert und
definitionsgemäß zwischen der lokalen Tangente TA an die Kontaktfläche und der Laufrichtung LR (auf der Seite des Antriebskettenrades AKR sowie im Material des Krafteinleitungskörpers) gemessen wird. Vorzugsweise ist die Kontaktfläche in ihrer gesamten Erstreckung unter einem solchen Winkel ß < 90° relativ zur Laufrichtung LR der Kette geneigt.
Des Weiteren ist bei dem Gelenkkettenantrieb die Teilung des Antriebskettenrades AKR (in einer Größenordnung von typischerweise 0.5% bis ca. 2 %) kürzer als die Teilung der Gelenkkette GE (die Teilung des Antriebskettenrades 320 ist dabei der Abstand der Drehachsen benachbarter Zwischenkörper 321 ). Bei der Übergabe von einem auf den folgenden Zahn ist das Antriebskettenrad gegenüber der Gelenkkette dann um ca. 1/5 bis 1/3 Teilungswinkel verdreht.
In Figur 9 ist ein Zwischenbolzen 314 (ZB) separat dargestellt. Wie bereits erläutert, hat dieser eine zumindest abschnittsweise gekrümmte Kontaktfläche F. Im dargestellten Beispiel ist diese leicht konvex nach außen (aus dem Material des Zwischenbolzens heraus) gekrümmt. Die gekrümmte Fläche kann auch mit ebenen Flächenabschnitten kombiniert werden. So ist in der Figur beispielsweise erkennbar, dass die am oberen Rand liegenden Abschnitte der Kontaktfläche F eben sind. Des Weiteren gilt, dass der Zwischenbolzen im Wesentlichen eine prismatische Form beziehungsweise die Form eines Extrusionskörpers hat, die Fläche F also in der Seitenansicht senkrecht zur Zeichenebene keine Krümmung aufweist.
Zur drehfesten Verbindung mit den Kettenlaschen kann der Zwischenbolzen 314 beispielsweise zwei voneinander beabstandete Durchgangslöcher 314a aufweisen, durch welche er über Schrauben mit den Kettenlaschen verbunden werden kann.
Grundsätzlich kann der Zwischenbolzen ZB wie dargestellt einstückig produziert werden. Herstellungstechnisch kann es indes auch bevorzugt sein, ihn aus mehreren identischen, in der Seitenansicht fluchtend aufeinandergelegten Scheiben zu bilden, welche aus einem entsprechenden Material durch
Laserschneiden gewonnen werden können.
Figur 10 zeigt in einer analogen Darstellung eine Ausführungsform der
Buchse 313 (BU). In herstellungstechnisch einfacher Weise kann die Buchse dabei aus zwei Komponenten bestehen, nämlich einem inneren, im Wesentlichen zylindrischen Standardteil 313a, auf welches das die gekrümmten Flächen F aufweisende Formteil 313d aufgepresst ist. Das Standardteil 313a kann in herkömmlicher weise eine zylindrische Innenbohrung 313c zur Durchführung eines Kettenbolzens aufweisen und eine im Wesentlichen zylindrische Außenform haben, an der an beiden Enden ebene Montageflächen 313b zur drehfesten formschlüssigen Verbindung mit den Kettenlaschen vorgesehen sind.
Wie aus den Figuren 9 und 10 erkennbar ist, liegt eine Spiegelsymmetrie der Kontaktflächen F senkrecht zur Laufrichtung der Gelenkkette GE vor. Hierdurch und durch die Symmetrie der Antriebskettenräder (im Falle kreisrunder
Zwischen körper) ist Reversierbarkeit und Aufnahme von Kräften in beiderlei Richtungen gegeben. Auf diese Weise ergibt sich unter anderem das lastarme Umlenken der Kette. Die Kontaktflächen können zusätzlich oder alternativ auch eine Symmetrieachse in Laufrichtung haben (nicht dargestellt). Dann wird die Kette auch noch "auf dem Rücken" antreibbar. Figur 1 1 zeigt analog zur Figur 3 eine vergrößerte Ansicht des Eingriffs eines Antriebskettenrades AKR in eine Gelenkkette GK. Im Unterschied zur Figur 3 verlaufen hier allerdings die ebenen (oder alternativ gekrümmten)
Kontaktflächen F an den Zwischenbolzen ZB und den Buchsen BU nicht genau senkrecht, sondern schräg zur Laufrichtung der Kette. Für eine der Flächen ist diesbezüglich der Winkel ß eingetragen, den die Fläche F mit der Laufrichtung der Kette (bzw. der hierzu parallelen Unterseite der Kettenlasche) bildet. Dieser Winkel beträgt typischerweise ca. 80° bis ca. 85°. Des Weiteren sind an jedem Zwischenbolzen ZB bzw. jeder Buchse BU zwei derartige Kontaktflächen F angeordnet, die spiegelbildlich bezüglich einer zur Laufrichtung der Kette senkrechten Fläche zueinander liegen.
Durch die Ausstattung der Krafteinleitungskörper ZB, BU der Kette mit
gekrümmten Kontaktflächen kann eine Polygonkompensation erzielt
beziehungsweise unterstützt werden, wodurch es umgekehrt möglich wird, Zwischen körper mit kleinerem Durchmesser zu verwenden, denn die
Polygonkompensation wird praktisch unabhängig vom Durchmesser des
Zwischenkörpers. Die Zwischen körper greifen daher nicht mehr so tief in die Gelenkkette ein, so dass der Abstand zwischen den Mittelachsen der Gelenke GE und der Oberseite der Gelenkkette kürzer gemacht werden kann. Dies ist insbesondere für Plattenbänder von großem Vorteil, da sich hierdurch die zwischen den Platten beim Abknicken der Kette entstehenden Spalte verkleinern lassen.
Die Kombination aus Verkürzung der Kettenradteilung, Verdrehung (bei der Übergabe) und der Geometrie der Kontaktflächen ergibt eine nahezu perfekte Korrektur bzw. Kompensation des Polygoneffektes. Die Bewegung der Kette in Laufrichtung kann daher möglichst gleichmäßig erfolgen. Dies erlaubt
insbesondere die Ausführung großer Kettenteilungen in Kombination mit geringen Zähnezahlen. Die Folgen sind sinkende Gesamtkosten und die Realisierbarkeit geringer Bauhöhen durch sinkende Teilkreisdurchmesser. Ferner ermöglicht diese Technik, dass Ketten im gestreckten Zustand angetrieben und im unbelasteten Zustand umgelenkt werden. Die Folge ist erheblich reduzierter Gelenkverschleiß. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass mit der vorliegenden Erfindung auch lange Fahrtreppen oder Fahrsteige bzw. solche mit großen
Höhenunterschieden möglich werden, da der Antrieb (bzw. die Antriebe) auf der Förderstecke angeordnet ist und die gestreckten Ketten antreibt, d.h. die Antriebe arbeiten als Zwischenantrieb(e).
Der obere Antrieb ist dabei vorteilhafterweise kurz unterhalb der oberen
Umlenkbögen angeordnet und greift vorzugsweise in Ober- und Untertrum der Kette ein. Dadurch bedingt ist die Zugkraft in der Kette im Bereich der oberen Umlenkbögen sowie der Umlenkung nur relativ niedrig. Die aus der Zugkraft resultierende Rollenbelastung ist ebenfalls niedrig. Dies entlastet die Rollen erheblich. Ferner ist die Gelenkflächenpressung niedrig. Hierdurch lässt sich die Stufenkette anschließend leicht (es entsteht weniger Reibung) und mit wenig Gelenkverschleiß umlenken. Des Weiteren ist somit eine deutlich leichtere Auslegung von Stufenkette und Rollen möglich, was bewegte Massen und Kosten erheblich reduziert und die Förderhöhe steigert.
Des Weiteren können die Ketten in großer Gelenkteilung (Gelenkteilung =
Stufenteilung) ausgeführt werden. Dies wirkt sich für die Ketten kostensenkend aus.
Je nach Förderhöhe und Förderleistung kann man einen oder mehrere
Zwischenantriebe verwenden. Vorzugsweise greift dann der oberste Antrieb in Ober- und Untertrum ein. Die weiter unten angeordneten Antriebe greifen vorzugsweise nur in den Obertrum ein.
Das - wenn auch relativ geringe - Eigengewicht der Ketten und Stufen erzeugt (bedingt durch den Neigungswinkel) auch im Untertrum Zugkraft in den Ketten. Sollte diese für die Ketten zu groß werden, kann man dem begegnen, indem man einen (oder mehrere) weiter unten angeordneten Zwischenantriebe zusätzlich auch in den Untertrum eingreifen lässt. Die Zugkraft in den Stufenketten überträgt sich somit auf den Kettenantrieb, und die Stufenketten werden entsprechend entlastet. Aus kettentechnischer Sicht sind somit auch endlose Förderhöhen / Förderlängen realisierbar.
Vorzugsweise ist eine Antriebsstation in Förderrichtung verschiebbar / verstellbar um z.B. eventuell auftretende Kettenlängung (z.B. durch Verschleiß) ausgleichen zu können.
Die Umlenkung der Ketten erfolgt an oberer und unterer Landestation
vorzugsweise mittels Umlenkbögen, auf denen die Rollen ablaufen. Die
Umlenkbögen können fest angeordnet sein, sind jedoch vorzugsweise mittels Federkraft vorgespannt. Die Federkraft an der oberen Landestation wird dabei so gewählt, dass Personen, die sich oberhalb des oberen Antriebs befinden, ebenfalls sicher gefördert werden - die Kette also ausreichend gespannt ist.
Der verwendete Motor ist vorzugsweise ausgeführt als (standardmäßiger)
Getriebemotor und direkt auf der Antriebswelle angebracht. Der Motor ist gegebenenfalls mit integrierter oder zusätzlich angebrachter Schwungmasse ausgestattet zur Erhöhung der Trägheit bzw. zur Veränderung des
Beschleunigungs- und Bremsverhaltens der Fahrtreppe. Vorzugsweise ist der Motor mittig im Innern der Fahrtreppe (Figur 6). Denkbar ist jedoch auch, dass man ihn außen anbringt um ihn z.B. bei Bedarf leichter auswechseln zu können.
Der Handlaufantrieb kann dort ebenfalls integriert werden und ist vorzugsweise auf derselben Welle wie Motor und Kettenräder untergebracht. Diese Anordnung vereint in einfacher Weise mehrere Funktionen, hat einen klaren Aufbau und ist äußerst kostengünstig. Es muss nichts nachgeschmiert werden. Durch Wegfall einiger Rollenkettenvorgelege und nicht zuletzt durch Reduktion bewegter Massen und lastarmes Abknicken / Umlenken der Stufenketten bietet dieses Konzept hervorragende Energieeffizienz. Die Baukosten sind also niedrig und die
Folgekosten ebenfalls.
Die Führung der Ketten ist gewährleistet durch die an der Kette oder an den Achsen angebrachten außen liegenden Rollen. In der Nähe eines Antriebs können zusätzlich eine oder mehrere ortsfest angebrachte Rollen angeordnet sein, welche auf die Oberseite der Laschen wirken, um eine radiale Aufwärtsbewegung der Ketten - und sei es nur für Bruchteile eines Millimeters - zu vermeiden.
Bedingt durch die erforderlichen im Wesentlichen senkrechten Flächen an den Gelenkbuchsen sollten die Ketten nicht mit Schonrollen (welche bei gewöhnlicher Bauweise die Relativbewegung zum Kettenrad verhindern) ausgestattet werden.

Claims

Patentansprüche
1 . Gelenkkette (GK) aus mehreren in Kettengelenken (GE) miteinander
verbundenen Kettengliedern (KG), enthaltend mindestens einen
Krafteinleitungskörper (BU, ZB) mit einer Kontaktfläche (F), an welcher ein Antriebskettenrad (AKR) kraftübertragend angreifen kann,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kontaktfläche (F) nicht die Form eines Zylinders oder Teilzylinders hat.
2. Gelenkkette (GK) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (F) eben ist.
3. Gelenkkette (GK) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (F) zumindest stellenweise gekrümmt ist.
4. Gelenkkette (GK) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (F) mit der
Laufrichtung (LR) der Gelenkkette einen Winkel (ß) zwischen ca. 70° und ca. 90° bildet.
5. Gelenkkette (GK) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Krafteinleitungskörper durch einen Gelenkbolzen, eine Gelenkbuchse (BU), und/oder einen
Zwischenbolzen (ZB) gebildet wird.
6. Gelenkkette (GK) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Krafteinleitungskörper (BU, ZB)
mindestens zwei Kontaktflächen (F) aufweist, die spiegelsymmetrisch zu einer zur Laufrichtung (LR) der Gelenkkette senkrechten Achse und/oder zu einer zur Laufrichtung der Gelenkkette parallelen Achse liegen.
7. Gelenkkettenantrieb, insbesondere für eine Fahrtreppe (100, 200) oder einen Fahrsteig, enthaltend eine Gelenkkette (GK) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6 und mindestens ein in die Gelenkkette (GK) eingreifendes Antriebskettenrad (AKR).
8. Gelenkkettenantrieb nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebskettenrad (AKR) beweglich gelagerte Zwischenkörper (ZK) als Zähne aufweist, wobei mindestens ein Zwischen körper vorzugsweise kreiszylindrisch und/oder drehbeweglich gelagert ist.
9. Gelenkkettenantrieb nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebskettenrad (AKR) mindestens zwei unterschiedlich ausgestaltete Zähne für ein Zusammenwirken mit
verschiedenen Krafteinleitungskörpern (BU, ZB) der Gelenkkette (GK) aufweist.
10. Gelenkkettenantrieb nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Teilung mindestens eines Zahnes des Antriebskettenrades (AKR) einstellbar ist.
1 1 . Gelenkkettenantrieb nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Teilung des Antriebskettenrades (AKR) kleiner ist als die Teilung der Gelenkkette (GK).
12. Transportmittel, insbesondere in Form einer Fahrtreppe (100, 200),
Fahrsteiges, Plattenbandes, Rollenbandes, Zellenbandes,
Ketten becherwerkes oder dergleichen, enthaltend einen Gelenkkettenantrieb nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 1 1 .
13. Transportmittel (100, 200) nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Antriebsmotor (M) im mittleren Bereich einer Welle (W) angeordnet ist, an deren beiden Enden
Antriebskettenräder (AKR) zum Antrieb verschiedener Gelenkketten (GK) angeordnet sind.
14. Transportmittel nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass auf der Welle (W) zusätzlich mindestens ein Rad (104) zum Antrieb eines Handlaufs (101 , 201 ) angeordnet ist.
15. Transportmittel (100, 200) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass Führungsrollen (106) vorgesehen sind, welche die Bewegung der Gelenkkette (GK) im Bereich des Eingriffes zu einem Antriebskettenrad (AKR) begrenzen.
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