Antriebseinrichtung für Fahrtreppenstufe

Abstract

 Bei dieser Fahrtreppe besteht das Stufenband aus motorisierten Stufen (3) und aus freilaufenden Stufen. An Querträgern (9) der Tragkonstruktion sind Laufschienen (10) angeordnet, die je eine Lauffläche (10.1) für die Stufenrollen (11) und eine Lauffläche (10.2) für die Kettenrollen aufweisen. Die Stufenrollen (11) sind mittels Ausleger (12) mit dem Stufenkörper (13) verbunden. Der Sekundärteil (14.2) eines Linearmotors (14) ist mittels Stufenzapfen (15) mit dem Stufenkörper (13) verbunden. Entlang des Vorlaufteils oder Rücklaufteils der Fahrtreppe ist mittig an den Trägern (9) eine Führungsschiene (16) vorgesehen, die der Führung und dem Antrieb der Stufe (3) dient, wobei der Primärteil (14.1) des Linearmotors (14) in der Führungsschiene (16) integriert ist. Jede Motorstufe (3) ist mit einer Bremse (17) versehen, die auf die Führungsschiene (16) einwirkt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Fahrtreppe oder einen Fahrsteig bestehend aus einer Tragkonstruktion, einem-Stufenband mit motorisierten Stufen und freilaufenden Stufen bzw. Palettenband mit motorisierten Paletten und freilaufenden Paletten für den Transport von Personen und/oder Gegenständen und einer mittels eines Balustradensockels gehaltenen Balustrade mit Handlauf.

[0002] Aus der Offenlegungsschrift JP 2001163562 ist eine Fahrtreppe bekannt geworden, bei der einzelne Stufen des Stufenbandes mit einem Antrieb versehen sind. Der Antrieb umfasst einen im Stufenkörper integrierten Elektromotor, der je Seite eine vorauseilende und eine nacheilende Achse antreibt, wobei ein einenends an der Achse angeordnetes Zahnrad in eine feststehende Zahnstange eingreift. Die Stromzuführung für den Elektromotor erfolgt mittels Stromschienen und Schleifkontakten.

[0003] Nachteilig bei dieser Antriebseinrichtung ist, dass die zwei je Stufe vorgesehenen Zahnräder beim Kämmen mit den Zahnstangen übermässig Geräusche verursachen. Die Stufe muss präzise geführt werden, damit die Zahnräder sauber mit den Zahnstangen im Eingriff stehen. Ausserdem ist die Antriebsmechanik mit Pulleys, Riemen oder Ketten, Achsen, Zahnrädern und Zahnstangen mechanisch aufwendig, kostspielig und wartungsintensiv. Gleichlaufprobleme entstehen wegen den angetriebenen Stufenrollen und den angetriebenen Kettenrollen.

[0004] Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung, wie sie in Anspruch 1 gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, die Nachteile der bekannten Einrichtung zu vermeiden und eine Antriebseinrichtung zu schaffen, die auf einfache Art und Weise eine Stufe bzw. eine Palette eines Stufenbandes bzw. eines Palettenbandes antreibt.

[0005] Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass die für den Vortrieb der Stufe bzw. der Palette notwendige Kraftübertragung an einem Punkt erfolgt, was gewährleistet, dass die Stufe bzw. die Palette vom Antrieb her nicht verkanten kann. Ausserdem sind für die Motorisierung der Stufen bzw. Paletten nur wenige zusätzliche Fahrtreppen- bzw. Fahrsteigteile notwendig. Die mittig angeordnete Fahrbahn bzw. Führungsschiene zur Fortbewegung der motorisierten Stufe dient auch als Bremsschiene für die je motorisierte Stufe vorgesehene Bremse.

[0006] Die Motorisierung der Stufe mittels Linearmotor stellt eine wesentliche Vereinfachung und Verbesserung des Antriebssystems dar. Der Linearmotor bietet einen direkten Kraftaufbau, eine hohe Geschwindigkeit und hohe Beschleunigung sowie eine hohe statische und dynamische Laststeifigkeit. Ausserdem ist der Linearmotor ein wartungsfreier und spielfreier Antrieb. Das einfach aufgebaut Prinzip des Linearmotors mit einem verebneten, permanentmagneterregten Synchron-Motorsystem mit Primärteil und Sekundärteil ist wesentlich präziser und schneller in der Positionierung der Motorstufe.

[0007] Durch die unkomplizierte, einfache Montage der motorisierten Stufe bzw. der Motorstufe kann wertvolle Arbeitszeit gespart werden. Aufgrund der wenigen Teile und der einfachen Teile ist erfindungsgemässe Motorstufe sehr ökonomisch. Dementsprechend ist die neue Motorstufe einfacher, leichter, billiger und unkomplizierter. Schnelleres und leichteres Montieren bzw. Demontieren und die wenigen Teile sind ein zusätzlicher Vorteil der erfindungsgemässen Motorstufe.

[0008] Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnungen näher erläutert.

[0009] Es zeigen:

Fig. 1
eine Seitenansicht einer Fahrtreppe,

Fig. 2
Einzelheiten einer motorisierten Stufe,

Fig. 3
eine Seitenansicht des Stufenbandes mit motorisierter Stufe und freilaufenden Stufen,

Fig. 4
die motorisierte Stufe mit Tragmagneten im Motorbereich und

Fig. 5
die motorisierte Stufe mit Tragmagneten im Motorbereich und im Rollenbereich.

[0010] Fig. 1 zeigt eine eine erste Etage E1 mit einer zweiten Etage E2 verbindende Fahrtreppe 1 oder einen Fahrsteig mit einem aus motorisierten Stufen 3 und freilaufenden Stufen 3.1 bestehenden Stufenband 4 bzw. mit einem aus Paletten bestehenden Fahrsteig bezeichnet. Je nach Fahrtreppe bzw. Fahrsteig ist beispielsweise alle drei bis zwölf oder mehr freilaufenden Stufen 3.1 eine motorisierte Stufe 3 vorgesehen. Ein Handlauf 5 ist an einer Balustrade 6 angeordnet, die am unteren Ende mittels eines Balustradensockels 7 gehalten wird. Der Balustradensockel 7 wird von einer Tragkonstruktion 8 der Fahrtreppe 1 bzw. des Fahrsteiges getragen.

[0011] Im weiteren Beschreibungsverlauf wird anstelle des Begriffs "Fahrtreppe bzw. Fahrsteig" lediglich "Fahrtreppe" verwendet, die Ausführungen gelten jedoch sinngemäss auch für einen Fahrsteig.

[0012] Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4 und Fig. 5 zeigen Einzelheiten der motorisierten Stufe 3 bzw. der Motorstufe 3. An Querträgern 9 der Tragkonstruktion 8 sind Laufschienen 10 angeordnet, die je eine Lauffläche 10.1 für die Stufenrollen 11 und eine Lauffläche 10.2 für Kettenrollen 11.1 einer Stufenkette 11.2 aufweisen. Im Umlenkbereich und im horizontalen Bereich der Fahrtreppe ist eine Lauffläche 10.1 für die Stufenrollen 11 und eine Lauffläche 10.2 für die Kettenrollen 11.1 getrennt vorgesehen. Die Stufenrollen 11 sind mittels Ausleger 12 mit dem Stufenkörper 13 verbunden. Der Sekundärteil 14.2 eines Linearmotors 14 ist mittels Stufenzapfen 15 mit dem Stufenkörper 13 verbunden. Entlang des Vorlaufteils oder Rücklaufteils der Fahrtreppe 1 ist mittig an den Querträgern 9 eine Fahrbahn 16 bzw. eine Führungsschiene 16 vorgesehen, die der Führung und dem Antrieb der Stufe 3 dient, wobei der Primärteil 14.1 des Linearmotors 14 in der Führungsschiene 16 integriert ist.

[0013] Der Linearmotor 14 besteht aus einem Primärteil 14.1 mit bewickelten Blechpaketen (Langstator) und einem Sekundärteil 14.2 mit Permanentmagneten (Magnetleiste). Der Primärteil bzw. Langstator 14.1 ist in die Führungsschiene 16 integriert. Der Linearmotor 14 arbeitet wie ein konventioneller Elektromotor, mit dem Unterschied, dass der Stator aufgeschnitten und in gestreckter Form entlang der gesamten Führungsschiene 16 verlegt ist. Anstelle eines magnetischen Drehfeldes erzeugt nun elektrischer Strom mittels des Primärteils 14.1 ein magnetisches Wanderfeld, das die Motorstufe 3 wie an einer unsichtbaren Leine hinter sich herzieht. Die Geschwindigkeit lässt sich über die Frequenz stufenlos mittels Frequenzumrichter regeln. Eine Änderung der Kraftrichtung des Wanderfeldes macht den energieverbrauchenden Motor zu einen energieliefernden Generator, was zu einem berührungsfreien Abbremsen der Motorstufe 3 führt.

[0014] Als Variante kann der Primärteil 14.1 des Linearmotors 14 am Stufekörper 13 und der Sekundärteil 14.2 des Linearmotors 14 an der Führungsschiene 16 angeordnet sein.

[0015] Die Motorstufe 3 ist schwebend ausgeführt, wobei die Stufe 3 mittels regulierbaren Elektromagneten bzw. Tragmagneten 18 schwebt. Die Tragmagnete 18 sind an den Langstator 14.1 untergreifenden Tragarmen 19 angeordnet. An den Tragarmen 19 sind auch Führungsmagnete 20 vorgesehen. Die seitlichen Führungsmagnete 20 halten die Motorstufe 3 in der Spur. Bei Stromzufuhr werden die Tragmagnete 18 von unten an die ferromagnetischen Statorpakete des Langstators 14.1 gezogen und die Motorstufe 3 somit in einen Schwebezustand versetzt. Zum Schweben braucht die Motorstufe dabei nicht viel Energie. Aufgrund dieser Genügsamkeit könnte das Schwebesystem seinen Energiebedarf auch aus einem Batteriesystem beziehen, das Strom bereitstellt und während der Stufenfahrt aufgeladen wird. Damit kann die Motorstufe selbst bei Stillstand noch einige Zeit schweben. Die Spaltbreite bzw. der lichte Luftspalt 14.3 zwischen Primärteil 14.1 und Sekundärteil 14.2 ist ein bis zwei Millimeter und wird auch bei Belastung der motorisierten Stufe 3 mittels der regulierbaren Tragmagnete 18 aufrecht erhalten, wobei das Signal eines Spaltbreitensensors mittels Regler erfasst wird, der die Tragmagnete ansteuert.

[0016] Als Variante kann mindestens ein Tragmagnet 18 oberhalb der Führungsschiene 16 am Sekundärteil 14.2 angeordnet sein, wobei die Tragarme 19 entfallen.

[0017] Bei der in Fig. 5 gezeigten Motorstufe 3 ist der Stufenkörper 13 im Linearmotorbereich und im Rollenbereich schwebend ausgeführt. Nichtmotorisierte bzw. freilaufende Stufen 3.1 sind im Rollenbereich ebenso schwebend ausgeführt. An Laufschienen 10 untergreifenden Tragarmen 19 angeordnet sind Führungsmagnete 20 zur seitlichen Führung und Tragmagnete 18 vorgesehen, die im Linearmotorbereich den lichten Luftspalt 14.3 und im Rollenbereich den lichten Luftspalt 14.4 gewährleisten, wobei die Führungsschiene 16 etwas höher gebaut ist. Die Stufenrollen 11 und die Kettenrollen 11.1 sind entlang der Führungsschiene 16 von der Lauffläche 10.1 bzw. 10.2 abgehoben. Im Endbereich der Führungsschiene 16 wird der Luftspalt 14.3 bzw. 14.4 derart geregelt, dass die Rollen 11,11.1 von der Laufschiene 10 abheben bzw. auf der Laufschiene 10 aufsetzen. Zudem können Entlastungskurven aus Kunststoff oder Stahl ein leises, gleitendes Aufsetzen der Rollen 11,11.1 zusätzlich bewirken.

[0018] Die Spaltbreite bzw. der lichte Luftspalt 14.3 zwischen Primärteil 14.1 und Sekundärteil 14.2 ist ein bis zwei Millimeter und wird auch bei Belastung der motorisierten Stufe 3 mittels der regulierbaren Tragmagnete 18 aufrecht erhalten, wobei das Signal eines Spaltbreitensensors mittels Regler erfasst wird, der die Tragmagnete 18 ansteuert. Gleiches gilt für den Luftspalt 14.4. Bei Stromzufuhr werden die Tragmagnete 18 von unten an ferromagnetische Blechpakete 18.1 gezogen und die motorisierte Stufe 3 bzw. die freilaufende Stufe 3.1 somit in einen Schwebezustand versetzt.

[0019] Jede Motorstufe 3 ist mit einer mit Bremse 17 versehen, die auf die Führungsschiene 16 oder Laufschiene 10 einwirkt. Die Bremse 17 besteht aus einem Bremsmagneten 17.1, der Bremszangen 17.2 entgegen einer Federkraft lüftet, wobei die Bremszangen 17.2 um eine Drehachse 17.3 bewegbar sind. Bremsbacken 17.4 der Bremse 17 erzeugen beidseitig der Führungsschiene 16 eine Bremskraft. Bei Halt, Nothalt oder bei unerlaubten Abwärtsbewegungen des Stufenbandes 4 greifen die Bremszangen federbeaufschlagt an der Fahrbahn 16 bzw. an der Führungsschiene 16 an.

[0020] Die Stromversorgung der Motorstufe 3 kann beispielsweise entlang der im Vorlaufteil oder im Rücklaufteil der Fahrtreppe 1 vorgesehenen Fahrbahn bzw. Führungsschiene 16 mittels berührungsloser, induktiver Energieübertragung sichergestellt werden. Ein feststehender Primärteil induziert Energie auf einen mit der motorisierten Stufe 3 mitfahrenden Sekundärteil, an den eine Batterie und/oder der Bremsmagnet 17.1 angeschlossen sind. Steuersignale werden funktechnisch auf die oder von der motorisierten Stufe 3 übertragen.

[0021] Die Stromversorgung kann auch mittels entlang einer Stromschiene geführten Schleifkontakten bzw. Bürsten sichergestellt werden.

[0022] Die Integration des Langstators 14.1 in die Führungsschiene 16 bietet Vorteile. Zum einen braucht man nur den Teil des Fahrweges der Fahrtreppe 1 mit Strom zu versorgen, auf dem die Motorstufe 3 sich gerade befindet. Das spart Strom und Energie. Zum anderen ist die Motorleistung anpassbar und ist auch für den Schwerfahrtreppenbau im U-Bahn- und S-Bahnbereich ausreichend.

[0023] Aufgrund der geringen Reibungsverluste, des niedrigen Führungswiderstandes bzw. Fahrwiderstandes und des hohen Wirkungsgrads des Langstator-Linearmotors 14 verbraucht die Motorstufe 3 wesentlich weniger Energie als ein konventioneller Fahrtreppenmotor. Ausserdem weisen Fahrtreppen mit der erfindungsgemässen Motorstufe 3 bei gleicher Geschwindigkeit aufgrund des Schwebeprinzipes eine wesentlich bessere Laufruhe auf als herkömmliche Fahrtreppen.

Ansprüche

1. Fahrtreppe (1) oder Fahrsteig bestehend aus einer Tragkonstruktion (8), einem Stufenband (4) mit motorisierten Stufen (3) und freilaufenden Stufen (3.1) bzw. Palettenband mit motorisierten Paletten und freilaufenden Paletten für den Transport von Personen und/oder Gegenständen und einer mittels eines Balustradensockels (7) gehaltenen Balustrade (6) mit Handlauf (5),
dadurch gekennzeichnet,
dass die motorisierte Stufe (3) bzw. motorisierte Palette mittels Linearmotor (14) antreibbar ist, wobei eine Führungsschiene (16) Teil des Linearmotors (14) ist.

2. Fahrtreppe oder Fahrsteig nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Linearmotor (14) einen Primärteil (14.1) und einen Sekundärteil (14.2) aufweist, wobei der Primärteil (14.1) an der Führungsschiene (16) angeordnet ist und der Sekundärteil (14.2) am Stufenkörper (13) bzw. am Palettenkörper angeordnet ist.

3. Fahrtreppe oder Fahrsteig nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Linearmotor (14) einen Primärteil (14.1) und einen Sekundärteil (14.2) aufweist, wobei der Primärteil (14.1) am Stufenkörper (13) bzw. am Palettenkörper angeordnet ist und der Sekundärteil (14.2) an der Führungsschiene (16) angeordnet ist.

4. Fahrtreppe oder Fahrsteig nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Primärteil (14.1) einen Langstator mit bewickelten Blechpaketen aufweist und der Sekundärteil (14.2) eine Magnetleiste mit Permanentmagneten aufweist.

5. Fahrtreppe oder Fahrsteig nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stufe (3) bzw. Palette mittels Tragmagneten (18) schwebbar ist.

6. Fahrtreppe oder Fahrsteig nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Tragmagnete (18) an den Langstator (14.1) untergreifenden Tragarmen (19) angeordnet sind und an den Tragarmen (19) Führungsmagnete (20) zur seitlichen Führung vorgesehen sind.

7. Fahrtreppe oder Fahrsteig nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Tragmagnete (18) oberhalb der Führungsschiene (16) am Sekundärteil (14.2) des Linearmotors (14) angeordnet sind.

8. Fahrtreppe oder Fahrsteig nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass Bremszangen (17.2) einer an der Stufe (3) bzw. motorisierte Palette angeordneten Bremse (17) an der Führungsschiene (16) oder Laufschiene (10) angreifen.

9. Fahrtreppe oder Fahrsteig nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Führungsschiene (16) im Vorlaufteil oder Rücklaufteil der Fahrtreppe (1) bzw. Fahrsteig vorgesehen ist.

10. Fahrtreppe oder Fahrsteig nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine entlang der Führungsschiene (16) angeordnete Stromversorgung vorgesehen ist.

11. Fahrtreppe (1) oder Fahrsteig bestehend aus einer Tragkonstruktion (8), einem Stufenband (4) mit Stufen (3,3.1) bzw. Palettenband mit Paletten für den Transport von Personen und/oder Gegenständen und einer mittels eines Balustradensockels (7) gehaltenen Balustrade (6) mit Handlauf (5),
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stufen (3,3.1) bzw. Paletten mittels Tragmagneten (18) schwebbar sind.

12. Fahrtreppe oder Fahrsteig nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Tragmagnete (18) an Laufschienen (10) untergreifenden Tragarmen (19) angeordnet sind und an den Tragarmen (19) Führungsmagnete (20) zur seitlichen Führung vorgesehen sind.

13. Fahrtreppe oder Fahrsteig nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass an den Laufschienen (10) ferromagnetische Blechpakete (18.1) angeordnet sind, wobei bei Stromzufuhr die Tragmagnete (18) von unten an die ferromagnetischen Blechpakete (18.1) gezogen werden und die Stufen (3,3.1) bzw. die Paletten in einen Schwebezustand versetzt werden.

Zeichnung