TW200817269A - Driving system for passenger transportation - Google Patents

Description

200817269 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明有關於一種驅動及/或轉向元件，用於一鏈條、 特別爲運送人員或旅客及其手提行李用連續運送器之一驅 動及/或運送鏈條者。 【先前技術】 現今，無數變化形式之鏈條可用於一機器及系統之結 構中，作爲譬如運送人員用連續運送器、特別爲電扶梯、 輸送帶、或自動人行道之驅動鏈條等。 複數個驅動元件係沿循環方向驅動鏈條、或梯級鏈 條、或托板（pallet)鏈條，而同時藉由旋轉，複數個轉向元 件可將其各個平移傳送帶區段傳送至對方處。較佳、但非 必須地，複數個驅動元件與複數個轉向元件係相一致，且 以譬如鏈輪楔型圓盤型式實施。爲此，以下將針對嚙合元 件作簡短討論，該嚙合元件係藉由確動及/或非確動嚙合著 由其驅動及/或轉向之鏈條或梯級鏈條，而與該鏈條或梯級 鏈條相嚙合。 這種嚙合元件將因所謂多邊形效應，而造成鏈帶在縱 向方向（即鏈條運動方向）上、及沿法線橫向方向上之速度 變動。這係起因於運轉至該鏈輪或嚙合元件上時，各別鏈 節之轉向。當此發生時，由於各別鏈節將經受一突然旋轉 衝擊-轉入急拉或轉入急推，因此該等鏈節將感受垂直於 該鏈帶循環方向之一突加速度。相反地’當轉出時，這種 旋轉衝擊將造成該鏈條沿該嚙合元件旋轉方向滾入。 爲了更深入地了解，可因其引發振動而爲有善加保養 200817269 之鏈條的主要振動生成源、使鏈條磨耗、且在人員運送器 上感受爲一不舒適之不規則運動的多邊形效應，應參考相 關之專家文獻，譬如P. Fritz於1 998年所著，由德國工程 師協會出版之「動態快速運動鏈條驅動裝置」（Dynamik schnelllaufender Kettentriebe，VDI-Verlag，1 998)，其全文皆 已納入參考。 在第1圖槪略圖示說明之一習知嚙合元件100中，一 鏈條200係沿切線地轉入至一節距圓500，使複數個鏈銷 300在具有半徑Rmo之節距圓500上相繼地運轉。如第1 圖中以理想型式顯示者，當在以點線顯示之一垂直平面中 的一銷首次與元件 100相嚙合時，將由此驅迫其以速度 v = R5〇〇x6J行進，其中ω爲該嚙合元件之固定旋轉速度。其 負載端之沿縱向方向速度L = vxC0S(a)(在第1圖之繪圖平 面中呈水平者），將隨角度a增大而減小。相對應地，該負 載端將以這種漸減之速度L運動，直到次一鏈銷300加入 嚙合且突然地加速至v爲止。如此將導致週期性變動之末 端速度 L = R5〇〇x6；xcos(a)。 爲了避免多邊形效應，國際專利案第W〇00/07924號 係如第2圖槪略顯示者提出，將複數個鏈銷3丨〇，逐步地自 一鏈條2 1 0可沿切線轉入其中之一較小有效圓（第2圖中以 點線顯示者）、經過一局部彎曲導軌（未顯示）而轉換至一較 大節距圓510(第2圖中以點線顯示者）上。簡言之，倘若可 引導轉入鏈銷310之半徑Γ，係以比例r(a ) = R5()()/c〇s(a ) 增大’即可生成一固定末端速度L = R5〇〇X0，且同時該鏈銷 之速度W將對應地增加至w = R51()Xa;。 200817269 該嚙合元件可實施爲，具有固定節距圓510之一鏈輪 110。彎曲導軌區域中之鏈滾子將抬起而脫離該鏈輪之齒底 部、即其相對於該嚙合元件漸趨向該節距圓上者，將導致 生成噪音以及過早發生之磨耗，而可視爲不佳者。由第2 圖之解說所顯示者係鏈銷3 1 0於最低點轉入至齒底部之嚙 合情形。在簡化之圖示說明中，可忽略因實際接觸幾何所 導致之較早起始嚙合，而不致影響基本原理。可由該圖式 左側部中之未塡滿齒間看出，鏈銷3 1 0係自該較小有效圓 變換至較大節距圓5 1 0，且因此相對於鏈輪1 1 〇之齒向上滑 動。 【發明內容】 因此，本發明之目的係達成一種無多邊形效應、及/或 僅引發一微小衝擊且可避免前述缺點的鏈條、或梯級鏈 條、或托板（pallet)鏈條用驅動及/或轉向元件。 可由一種依據申請專利範圍第1項之嚙合元件來達成 本目的。 依據本發明，該嚙合元件或鏈輪具有一第一節距圓及 一第二節距圓，其具有不同直徑，使該第一節距圓上之複 數個第一鏈銷與該第二節距圓上之複數個第二鏈銷可交替 地與該嚙合元件相嚙合、或受其嚙合。 「交替地」係指可交替或混合地嚙合該嚙合元件之一 任意既定鏈銷順序。 最好使一第一鏈銷於該第一節距圓上加入嚙合，且該 鏈條之接續鏈銷於該第二節距圓上加入嚙合（順序 1-2-1-2.··)。 200817269 然而，亦可能不僅使第一個鏈銷、而可使其一個或更 多接續鏈銷皆於該第一節距圓上加入嚙合，且僅在其後， 一個或更多接續鏈銷方於該第二節距圓上嚙合。當二連續 鏈銷在該第一節距圓上及接續於後之二鏈銷在該第二節距 圓上的情況下，將導致一順序：1-1-2-2-1-1-2-2...。相似地， 當三連續鏈銷在該第一節距圓上及接續於後之三鏈銷在該 第二節距圓上的情況下，將導致一順序： 1-1-1-2-2-2-1-1-1-2-2-2···。不言可喻地，不規則順序亦屬 可能，其譬如爲，在該第一節距圓上之二連續鏈銷係由該 第二節距圓上之僅一單一鏈銷接續著（順序： 1-1-2-1-1-2··.)，或反之爲，在該第一節距圓上之一單一鏈 銷係由該第二節距圓上之二鏈銷接續著（順序： 1-2-2-1-2-2..·)。藉由本發明之知識，第一與第二鏈銷之其 他任意順序及其組合，皆將可能消除多邊形效應。 與國際專利案第 WO 00/07924號作用方法相似之原 理，於大幅簡化後顯示於第3圖中。一鏈銷3A在外節距圓 6上之嚙合，將導致如同國際專利案第WO 00/07924號者之 相同效果，即基於較小之節距圓半徑，將可因此藉固定之 負載端速度L拖入接續鏈銷3B。然而，當該鏈銷3B與該 嚙合元件相嚙合時，該鏈銷將不同於國際專利案第WO 0 0/07924號者，而仍保持在較小節距圓5上。然而’由於 次一鏈銷3C亦提升至較大節距圓6上，因此該銷3C除感 受其縱向速度外，亦感受一垂直分量，使其總速度、即拉 入該負載端之速度增加。基於已參考第1圖作解說之鏈銷 3B縱向速度分量降低，即得以補償該負載端之速度降低。 200817269 鏈銷3 C將加速至較大節距圓6之旋轉速度，而其接著將以 該速度嚙合（如第3圖中槪略顯示者）。 是以，在專利案第WQ 00/07924號中，每一鏈銷起初 皆嚙合較小有效圓且接著滑動至較大節距圓上之齒間內， 而依據本發明，該等鏈銷則係交替地嚙合於不同節距圓 中。該等鏈銷因此必須不致相對於該嚙合元件或鏈輪朝外 或向上滑動，而保持於不同之節距圓中，如此將減少因該 等鏈銷與該嚙合元件之間的相對運動而發生之磨耗及磨 損、以及噪音。 在一較佳具體實施例中，於整個轉向期間，該等鏈銷 皆靠具體實施爲一鏈輪之該嚙合元件的齒底部上。這將不 僅導致一更穩定之導引，且亦可減弱及減小該鏈條之正交 及垂直振盪。 經由減小或消除多邊形效應，可使依據本發明之一種 具嚙合元件之鏈條驅動裝置的噪音及磨耗行爲大幅改善。 由於多邊形效應近乎與鏈條節距（鏈銷之間的距離）成比 例，因此藉由減小或消除多邊形效應，而可實現較大節距、 或較小嚙合元件直徑或鏈輪直徑。鏈輪之直徑係與其齒數 成比例、即與節距圓成正比，因此較大節距意味著較小齒， 及較簡單或可更簡單加工之鏈輪。如此將導致關於材·料花 費、製造、及連續生產方面之優點。 該等鏈銷最好包含鏈滾子、或鋼滾子、或塑膠滾子、 或著襯套，其係藉已知之方式以可旋轉式支載著，且該等 鏈銷可藉此嚙合該嚙合元件。當此後提及鏈銷時，即包含 這種環繞鏈滾子或鏈襯套，而由於其係以滾動摩擦來代替 200817269 滑動摩擦，因此有助於減少摩擦及磨耗。 如已在以上解說基本原理時陳述者，在本發 佳具體實施例中，該嚙合元件係實施爲一具齒型 中該等鏈銷可嚙合於該鏈輪之齒間中。如此在鏈 元件之間容許確動且可靠之嚙合。較優者係使該 地具有在該第一節距圓上之複數個第一齒間、及 距圓上之複數個第二齒間。「交替地」係指可交 或混合成一任意順序之一任意既定齒間順序。 在另一可選用之具體實施例中，該嚙合元件 (: 實施爲一楔型輪對，其中鏈銷係與楔型輪確動接 形成不同的節距圓，該等楔型輪可具有交替之複 區域，具一第一楔角，及複數個第二區域，具不 一楔角之一第二楔角，其中該第一節距圓係由該 銷與該等第一區域之接觸點定義，而該第二節距 等第二鏈銷與該等第二區域之接觸點定義。儘管 輪一方面需要一最小推壓力來產生所需之確動嚙 方面亦容許以相同之驅動單元達成無段設定的不

U 徑及驅動比，而無需額外齒輪或多級齒輪傳動裝 依據本發明，可具體實施至少二個不同節距 等鏈銷交替地於其上運轉。然而，依據本發明之 件可具有一第三節距圓，使該第一節距圓上之該 銷、該第二節距圓上之該等第二鏈銷、與該第三 之該等第三鏈銷交替地與該嚙合元件相嚙合。該 另一節距圓將因此表示中間級，可在依然符合該 圓基本原理之前提下，容許對鏈條作一更細之分 明之一較 鏈輪，其 銷與嚙合 齒型交替 該第二節 替地配置 可相同地 觸。爲了 數個第一 同於該第 等第一鏈 圓則由該 該等楔型 合，另一 同轉向半 置。 圓，由該 一嚙合元 等第一鏈 節距圓上 第三、或 交替節距 割。 -10- 200817269 在本發明之一特別較佳具體實施例中，一嚙合元件包 含一第一及/或第二導軌，其各自在該第一或第二節距圓上 各別導引該第一或第二鏈銷。特別地，在較大節距圓上導 引鏈銷之導軌，可將正交於縱向速度之一額外垂直速度傳 遞予該等鏈銷，且因此可補償先行鏈銷之縱向分量縮減。 然而，僅由該嚙合元件本身，例如由相對應節距圓上所導 引之一鏈輪齒間者，即可相同地導引該等鏈銷，其中根據 幾何而仍存有一輕微多邊形效應，然已較習知系統大量減 小。因此，可更進一步防止該等鏈銷相對於該嚙合元件之 (:] 滑動。 根據接觸幾何，這種相對滑動需要無法完全避免，但 因其係發生於不同節距圓上，而可原則上減小。 在以上特別較佳具體實施例之進一步發展中，該第一 與第二導軌各自於該第一與第二節距圓上，分別導引該第 一與第二鏈銷，直到該等鏈銷自該嚙合元件脫離爲止。因 此’可避免或至少減小該鏈條之滾入。此外，亦可因此減 小或完全消除該等鏈銷相對於該嚙合元件之滑動。 在依據本發明之一嚙合元件中，可藉由其本身爲已知 者的一方式’來較佳地實現上述中，於該節距圓上對該等 鏈銷之一導引’其中該等第一及/或第二鏈銷係各自分別於 該等第一及第二導軌上運轉者。在本發明之一特別優良的 進一## s中’一導引件係設於該鏈帶之循環平面中，而 區分成二半’其中一第一半係形成該第一導軌、及對立於 該第一半之一第二半係形成該第二導軌。在該正面側之該 第一半上’該等第一鏈銷、特別爲一第一鏈滾子具有一較 -11 - 200817269 大直徑，且因此運轉於該第一導軌上，而相似地，對立側 上之該等第二鏈銷、特別爲一第二鏈滾子具有一較小直 徑，且因此運轉於該第二導軌上。 爲了避免正交或垂直方向上之額外激勵，較佳地將依 據本發明之一嚙合元件具體實施爲，使該鏈條沿切線方向 運轉至該第一及/或第二節距圓上，且沿切線方向自該第一 及/或第二節距圓轉離者。 【實施方式】 €, 以下將參考一鏈輪來更加詳細地解說本發明。然而， 由其他嚙合元件、特別爲以上已提及之楔型輪對、圓環面 對（toroid pair)、或著相似傳動裝置或機器組件，亦可相同 地實現本發明。 第4圖係顯示出，自一側端觀看，呈一鏈輪1型式之 依據本發明的一嚙合元件。其相對側端亦以非塡滿輪廓線 顯示。 鏈輪1係在一上方負載端與一下方無載端端之間，通 t 過一 180°角度來使鏈條2轉向，且藉由該嚙合元件之一（未 顯示）驅動裝置來驅動該鏈條。轉向角及纒繞角、以及轉入 方向與轉出方向僅純粹作爲解說用，依據本發明之嚙合元 件亦可相同地實現其他角度及方向。 該鏈輪具有直徑不同的一第一節距圓5及一第二節距 圓6。在解說用具體實施例中’譬如該第二節距圓之直徑 係較大者。該鏈輪可譬如具體實施爲，具有交替齒間深度 之漸開線齒輪機構7，其中第一齒間8 A、8 C定義第一節距 圓5、第二齒間8B、8D定義第二節距圓6，且該等者係於 -12- 200817269 一起自鏈輪軸線或中心之不同徑向距離處實施，但在其他 方面，則具有相似或完全相同之齒型幾何（例如關於過切、 頭部修圓（head-rounding)、及相似物者）。 鏈條2包含複數個鏈銷，其上安裝有複數個可旋轉或 可滑動或可轉動鏈滾子、或著轉輪或鏈轉輪3A、3B、3C、 3D，該等者係經由複數個鏈板或鏈節4而互相接合。第一 鏈銷3A、3C僅在第一側上具有鏈滾子，而與前者交替之第 二鏈銷3B、3D僅在第二側上具有鏈滾子。 ^、 藉由配置於該鏈條及該嚙合元件中間平面（在第4圖中 係位於該圖式平面下方且因此以輪廓線顯示）第一側上且 第一鏈銷3A、3C於其上運轉之一第一導軌9,可將該等第 一鏈銷沿切線導引至第一節距圓5，且使其從嚙合元件1 之垂直中間平面嚙合該第一節距圓。該等第一鏈銷因此感 受一固定圓周速度ν = Ι15χω，其中R5爲第一節距圓5之半 徑，及ω爲鏈輪1之旋轉速度。 以相似方式配置於鄰近嚙合元件1之該中間平面相對 立第二側上者係一第二導軌1 〇，第二鏈銷3 Β、3D係於其 1/ 上運轉，且可沿切線地將第二節距圓6導引至該處，使得 該等第二鏈銷可從嚙合元件1之垂直中間平面嚙合該第二 節距圓。該等第二鏈銷因此感受一固定圓周速度W = R6X6J， 其中R6爲第二節距圓6之半徑。 在未顯示出之本發明另一具體實施例中，鏈銷3 A、 3B、3C、3D在鏈板4內，具有連續或分離之鏈滾子。第一 鏈銷3A、3C係凸出至該第一側，且第二鏈銷3B、3D係凸 出至該第二側。該等鏈銷分別於配置在該等側上之第一與 -13- 200817269 第二導軌9與10上運轉。 在圖式顯示出之解說用具體實施例中，交替之第一與 第二齒間8A、8C與8B、8D各自分別連續地配合有第一與 第二鏈銷或鏈滾子3A、3B、3C、3D。藉由導軌9、10，該 等鏈銷可沿切線地加入嚙合各別之節距圓5或6，而不致 因此滑動或移動入該等齒間內。較優地，該等鏈銷係可連 貫地靜置於該齒底部上，且因此減小相對於鏈帶2行進方 向呈垂直或正交之向上或向下振動。 ^ 如已參考第3圖作原則解說者，由於前述外鏈銷3B、 3D係於外節距圓6上轉向，因此該等內鏈銷3A、3C將由 各自之前述外鏈銷3B、3D拉入該鏈輪中，而在第一導軌9 上具有固定之縱向速度。相反地，經由將外鏈銷3 B、3 D 帶至外節距圓6上，該等外鏈銷3B、3D亦沿垂直方向加速， 使得儘管拖拉該等鏈銷之內鏈銷3A及3C縱向速度分量將 隨該鏈輪旋轉之推進而下降，該等銷沿該（等）導軌6之總 速度仍將保持定値。 # 因此，可防止或大幅減小多邊形效應。 【圖式簡單說明】 由申請專利範圍及解說用具體實施例，將可發現本發 明之更進一步目的、特徵、及優點，其中： 第1圖係解說一習知嚙合元件中之多邊形效應的槪略 圖示； 第2圖係依據目前技藝水準之一鏈輪槪略圖示，其中 多邊形效應係藉鏈銷於齒間中之滑動而減小； 第3圖係相對應於第1、2圖，依據本發明一具體實施 -14- 200817269 例之一嚙合元件的簡化側視圖； 第4圖係依據本發明另一具體實施例之一鏈輪槪略側 視圖；及 第5A、5B圖係依據第4圖之鏈輪的三維視圖，其中具 有第一及第二導軌、一部份鏈條、及位於鏈帶另一端處之 依據本發明的另一鏈輪。 【主要元件符號說明】 1 驅動及/或轉向元件 鏈輪 嚙合元件 2 鏈條 3 鏈銷 3A 鏈銷 3B 鏈銷 3C 鏈銷 3D 鏈銷 4 鏈板 鏈節 5 第一節距圓 6 (外）節距圓 第二節距圓 7 漸開線齒輪機構 8 A 第一齒間 8B 第二齒間 8C 第一齒間 -15 - 200817269 8D 第二齒間 9 第一導軌 10 第二導軌 100 習知嚙合元件 1 10 鏈輪 200 鏈條 210 鏈條 300 鏈銷 3 10 鏈銷 500 節距圓 510 (較大）節距圓 L 速度 r 半徑 V 速度 w 鏈銷速度 a 角度 ω 固定旋轉速度 R 5 0 0 半徑 R 5 1 0 半徑 -16 -

Claims (1)

1. 200817269 十、申請專利範圍： 1.一種用於一鏈條（2)之驅動及/或轉向元件（1)，該鏈條具有 複數個第一與第二鏈銷或鏈滾子（3A，3B，3C，3D)、及 接合該等鏈銷之複數個鏈板或鏈節（4)，特別爲一種運送 人員用連續運送器之驅動及/或運送鏈條者，其中該驅動 及/或轉向元件具有一第一節距圓（5)及一第二節距圓 (6)，使該第一節距圓（5)上之該等第一鏈銷（3A，3C)與該 第二節距圓（6)上之該等第二鏈銷（3B，3D)交替地與該驅 動及/或轉向元件相嚙合。 (2.如申請專利範圍第1項之驅動及/或轉向元件，其中該等 鏈銷具有複數個可旋轉、或可滑動、或可轉動式支承鏈 滾子或鏈轉輪，該等鏈銷係藉此與該驅動及/或轉向元件 相嚙合。 3 ·如前述任一項申請專利範圍之驅動及/或轉向元件，其係 被作成一具齒型（7)之鏈輪，該等鏈銷或鏈滾子係分別嚙 合於該鏈輪之複數個齒間（8A、8B、8C、8D)中。 4 .如申g靑專利軔圍弟3項之驅動及/或轉向兀件，該齒型交 替地具有位在該第一節距圓（5)上之複數個第一齒間 (8A，8C)，及位在該第二節距圓（6)上之複數個第二齒間 (8B ， 8D)。 5 ·如申請專利範圍第1項或第2項之驅動及/或轉向元件， 其係被作成一楔型輪對，該等鏈銷或鏈滾子係分別與該 等楔型輪確動接觸。 6.如申g靑專利軔圍弟5項之驅動及/或轉向元件，宜中該等 楔型輪具有交替之複數個具一第一楔角之第一區域，及 複數個具一不同之％ 一楔角之第二區域，該第一節距圓（5) 係由該等第一鏈銷與該等第一區域之接觸點定義，而該 -17- 200817269 第二節距圓（6)係由該等第二鏈銷與該等第二區域之接觸 點定義。 7 ·如前述任一項申請專利範圍之驅動及/或轉向元件，尙具 有一第三節距圓，使該第一節距圓（5)上之該等第一鏈銷 (3A ’ 3C)、該第二節距圓（6)上之該等第二鏈銷（π，3D)、 與該第三節距圓上之該等第三鏈銷交替地與該驅動及/或 轉向元件相嚙合。 8 ·如前述任一項申請專利範圍之驅動及/或轉向元件，其具 有一第一導軌（9)，導引在該第一節距圓上之該等第一鏈 銷’及/或具有一第二導軌（1〇)，導引在該第二節距圓上 之該等第二鏈銷。 9.如申請專利範圍第8項之驅動及/或轉向元件，其中該第 一或第二導軌各自導引分別在該第一或第二節距圓上之 該第一或第二鏈銷，直到該等鏈銷自該驅動及/或轉向元 件脫離爲止。 1 0 ·如申請專利範圍第8項或第9項之驅動及/或轉向元件， 該等第一及/或第二鏈銷係分別於該第一或第二導軌上 運轉或滑動者。 1 1 ·如前述任一項申請專利範圍之驅動及/或轉向元件，該鏈 條係沿切線方向轉入至該第一及/或第二節距圓上者。 1 2 ·如前述任一項申請專利範圍之驅動及/或轉向元件，該鏈 條係沿切線方向自該第一及/或第二節距圓轉出者。 1 3 · —種鏈條系統，特別爲一種用於人員運送之連續運送系 統’具有一鏈條（2)，其又具複數個第一與第二鏈銷（3A ，3B，3C，3D)、及接合該等鏈銷之複數個鏈板（4),以 及如前述任一項申請專利範圍之一驅動及/或轉向元件 -18-