DE4413759A1 - Getriebe für Anlagen zur Personenbeförderung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe für Anlagen zur Personenbeförderung, insbeson­ dere, Rolltreppen, Fahrsteige oder Aufzüge. Getriebe dieser Art werden allgemein durch Elektromotoren angetrieben. Meist ist ihnen ein Ein- oder Zweikreis-Brems­ aggregat vorgeschaltet, das zwischen Motor und Getriebe angeordnet ist. An die Getriebe sind hohe Anforderungen gestellt, beispielsweise in Bezug auf lange Nutzungsdauer, besonders niedrige Geräuschentwicklung und hohe Sicherheit der Bauteile im Antriebsstrang zwischen Bremse und Abtrieb.

Übliche Bauarten für diese Anwendung sind Schneckengetriebe mit Schneckenrä­ dern aus Bronze. Ihr Vorteil liegt in der einfachen, kompakten Bauweise, der hohen möglichen Übersetzung in einer Stufe und der sehr geringen Geräuschentwicklung. Ihr Nachteil besteht in einem relativ niedrigen Wirkungsgrad mit der Folge hoher Energiekosten und unter anderem einer hohen Temperaturbelastung des Getriebeöles. Antriebseinheiten mit Getrieben dieser Bauart können auf speziellen Plattformen angeordnet sein, wobei Getriebe, Bremsaggregat und Motor separat befestigt und über elastische Kupplungen miteinander verbunden sind. Schneckenwelle, Brems­ trommel oder Bremsscheibe und Motorwelle liegen dabei hintereinander in gleicher horizontaler Achse.

Eine besonders raumsparende Bauweise ist bei vertikal stehender Schneckenwelle gegeben, wobei Bremsaggregat und Motor mit ebenfalls vertikaler Achse auf der Oberseite des Getriebegehäuses befestigt sind. Insbesondere bei Rolltreppen und Fahrsteigen sind dabei die zur Verfügung stehenden Einbauhöhen häufig sehr beschränkt und begrenzen damit die möglichen Leistungsgrößen dieser Antriebsein­ heiten. Eine Leistungserweiterung wird dann beispielsweise dadurch erreicht, daß zwei Antriebe nebeneinander angeordnet und ihre Abtriebswellen hintereinander gekuppelt sind. So kann die doppelte Leistung an einer der Abtriebswellen abgege­ ben werden. Hierzu ist ein verhältnismäßig geringer Änderungsaufwand an einer der Abtriebswellen, ihrer Lagerung und den Lagerdeckeln erforderlich. Meist ist diese Weise der Leistungsverdoppelung kostengünstiger als der Einsatz einer größe­ ren Antriebseinheit mit kleiner Fertigungsstückzahl.

Die zunehmende Forderung nach Energieeinsparung und geringerem Getriebe­ volumen bei höheren Leistungen hat zur Entwicklung neuer Bauformen geführt.

Zusätzlich führten beschränkte Einbauräume und geforderte Wartungsfreiräume im Getriebebereich, insbesondere bei Rolltreppenanlagen zur Suche nach besonders kompakten Bauformen der Getriebe und räumlichen Anordnungen mit geringem zusätzlichen Raumbedarf.

In Bezug auf vorteilhafte räumliche Anordnung sind Getriebe bekannt, deren Bauform speziell auf den Antrieb in Rolltreppen abgestimmt ist und die beispielsweise zwischen der auf- und ablaufenden Stufenkette direkt in die Hauptantriebswelle der Stufenkette eintreiben. Dem Vorteil der günstigen Nutzung eines vorhandenen Freiraumes steht der Nachteil der ausschließlich spezialisierten Einsetzbarkeit dieser Getriebe und der ungünstigen Zugänglichkeit gegenüber.

In Bezug auf ein kompaktes Getriebesystem ist eine Bauart bekannt, mit achsgleicher Anordnung von Motor, Bremsscheibe, bzw. Bremstrommel, Getriebe und umlaufendem Abtriebsgehäuse. Dies wird durch ein Getriebesystem mit zwei Planetenstufen erreicht, deren innere Anbindung ein Planetenkoppelgetriebe darstellen. Dem Vorteil des sehr hohen Wirkungsgrades und der sehr kompakten Bauweise, steht der Nachteil einer systembedingt erforderlich hohen Genauigkeit in den Toleranzen der Planetenräder und dem Fluchten der zueinander gekoppelten inneren Getriebeachsen gegenüber. Zur Eindämmung der Geräusche sind schrägver­ zahnte Stirnräder erforderlich, eine für die innenverzahnten Hohlräder teuere Ferti­ gung. Dem weiteren Vorteil, des einfachen Anpassens dieses Getriebetyps an den Einsatz für Aufzüge oder Rolltreppen, steht der Nachteil gegenüber, daß das Getriebe nicht dem bisherigen Einbauraum der kompakten Schneckengetriebe ange­ paßt werden kann. Die Austauschbarkeit ist damit erschwert und eine konstruktive Veränderung des Einbauraumes erforderlich. Auch ist die relativ einfache Verdop­ pellung der Abtriebsleistung wie bei Schneckengetrieben, zumindest für den Einsatz in Rolltreppen in der Mehrzahl der standardisierten Einbauräume nicht gegeben.

Eine andere bekannt gewordene Bauart ist als Kegel-Stirnradgetriebe ausgeführt, mit einem bogenverzahnten Kegeltrieb als schnelle erste Stufe und einem nachge­ schalteten schrägverzahnten Stirnradsatz. Sie hat den Vorteil, daß sie die bisher bekannten Bauräume von Schneckengetrieben nutzen kann und ihnen gegenüber einen erheblich besseren Wirkungsgrad aufweist. Der Nachteil besteht im wesentli­ chen in einer höheren Geräuschentwicklung aus dem schnell drehenden Kegeltrieb.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe für Anlagen zur Personenbeförderung zu schaffen, das mit geringem Anpaßaufwand sowohl für Rolltreppen und Fahrsteige als auch beispielsweise für Aufzüge eingesetzt werden kann. Es soll als kompakte Bauform mit hohem Leistungsdurchsatz und hohem Wirkungsgrad gestaltet sein, sowie den Bauraum bisheriger Schneckengetriebe nutzen und eine weitestgehende Austauschbarkeit mit diesen Getrieben ermög­ lichen. Weiterhin soll eine Geräuschentwicklung erreicht werden, die nicht über derjenigen der leisen Schneckengetriebe liegt, sowie auf einfache Weise eine Abstimmung der Verzahnungsfrequenzen derart, daß sie nicht schwingungsanregend beispielsweise auf das Treppengestell wirken. Letztendlich soll eine preiswert zu fertigende Bauart erreicht werden.

Diese Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß mit einem Getriebe für Anlagen zur Personenbeförderung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Anordnungen oder Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen genannt.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß ein der Aufgabenstellung entsprechendes Getriebe derart gestaltet sein muß, daß kostengünstige und qualitätsoptimierte Fertigungsmethoden aus der Groß-Serienproduktion von Getrieben genutzt werden können. Weiterhin muß das Getriebe eine Verzahnung mit Minimierung der Geräusche und Schwingungsanregungen, insbesondere im schnellen Eintriebsbereich aufweisen. Auch muß das Getriebegehäuse derart gestaltet sein, daß die Schwingungsanregungen und die Geräusche über alle Lastbereiche hinweg einen niedrigen Wert beibehalten. Zusätzlich muß das Getriebe einerseits eine besonders niedrige Bauhöhe und andererseits eine Lage der Abtriebswelle in Verbindung mit der äußeren Gehäusegestaltung besitzen, die weitgehende Maßgleichheit zu herkömmlichen Schneckgetrieben für den gleichen Einsatzfall aufweist.

Diese erfindungsgemäßen Bedingungen werden durch ein Getriebe für Anlagen zur Personenbeförderung, erfüllt, das folgende Kombination und Anordnung von Merkmalen aufweist:

• a) das Getriebe ist als Hypoid-Stirnradgetriebe ausgebildet, mit einem Hypoidtrieb in der ersten, schnellen Übersetzungsstufe und einer oder zwei nachfol­ genden Stirnradstufen;
• b) Ritzelwelle und Tellerradwelle des Hypoidtriebes sind zwischen näher beieinander stehenden Seitenwänden des Getriebegehäuses angeordnet, mit einem kurzen Abstand für die Lagerung der Tellerradwelle;
• c) die nachfolgenden ein oder zwei Stirnradstufen sind zwischen weiter ausein­ ander stehenden Seitenwänden des Getriebegehäuses angeordnet, mit entsprechend langem Abstand der Wellenlagerungen.

Dabei können die näher beieinander stehenden Seitenwände des Getriebegehäuses einen Innenraum derart bilden, daß das Gehäuse in diesem Bereich eine parallele Außenwandung mit geringem Abstand zum Innenteil aufweist.

Ein Getriebe dieser erfindungsgemäßen Bauart verbindet den Vorteil des geräusch­ armen Laufes eines Hypoidtriebes u. a. aufgrund des seitlichen Achsversatzes zwi­ schen Ritzel und Tellerrad mit dem Vorteil einer kostengünstigen Fertigung. Alle Verzahnungsteile, insbesondere der Hypoidtrieb, sind den optimierten Fertigungs­ methoden des Kraftfahrzeug-Getriebebaues angepaßt. Damit wird auch eine preis­ werte Optimierung des Wirkungsgrades für das Getriebe erreicht. Der seitliche Achsversatz des Hypoidtriebes gestattet eine raumsparende Anordnung der Getriebewellen sowohl in der Breite wie auch in der Höhe. Der kurze Lagerabstand der Tellerradwelle und die steife Ausbildung des Gehäuses, insbesondere im Bereich des Hypoidtriebes ermöglichen eine Verzahnungsauslegung mit besonders niedrigen Geräuschen und Schwingungsanregungen und einem hohem Wirkungsgrad über den gesamten Belastungsbereich hinweg. Diesem Ziel dient auch die erfindungsgemäße Schrägverzahnung der Stirnradstufen.

Durch die Verbreiterung des Getriebegehäuses in den nachfolgenden, langsam drehenden Stufen, können entsprechend kleine Lagerungen verwendet werden und es ist der nötige Freiraum für eine einfache Montage der vormontierten Wellen, ein­ schließlich der Tellerradwelle gegeben. Erfindungsgemäß erfolgt diese Montage durch eine seitliche Öffnung im Getriebegehäuse, die durch einen Deckel verschlos­ sen wird, der zusätzlich als Lagerdeckel für die jeweiligen Wellen der Stirnrad­ stufen ausgebildet ist. Auf diese Weise bleibt eine hohe Steifigkeit des Gesamtge­ häuses trotz Montageöffnung erhalten.

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Erfindung ist darin gegeben, daß die Ritzelwelle des Hypoidtriebes mit ihrer Lagerung zu einer fest verbundenen Einheit, beispielsweise in einen separaten Lagertopf hinein, vormontiert ist und daß diese Einheit insgesamt, beispielsweise über Paßscheiben gegenüber dem Gehäuse in axia­ ler Richtung verschiebbar positioniert, und mit diesem lösbar verbunden, beispiels­ weise verschraubt ist. Hierdurch wird eine einfache Montage, Einstellbarkeit des Hypoidritzels und mögliche Demontage, beispielsweise für eine Tragbildkontrolle ohne Gefahr der Veränderung der Einstellung erreicht.

Dem Ziel einer einfachen und optimierten Einstellung dient auch das erfindungs­ gemäße Merkmal, daß das Tellerrad des Hypoidtriebes alleine oder gemeinsam mit der Tellerradwelle axial einstellbar angeordnet und die Tellerradwelle direkt oder indirekt von außen zugänglich, über Paßscheiben positioniert ist.

Für den Einsatz des Getriebes mit vertikal stehender Welle des Hypoidritzels weist das Getriebe erfindungsgemäß eine Rotationspumpe auf, die von einer der Getriebe­ wellen, beispielsweise der Tellerradwelle angetrieben wird, wobei sie im zugehörigen Lagerdeckel untergebracht ist oder einen zugehörigen Lagerdeckel nach P 39 24 071 bzw. PCT/EP91/00122 bildet. Die Pumpe dient der Versorgung des entfernt liegen­ den oberen Lagers der Welle des Hypoidritzels mit umlaufendem Getriebeöl. Hier­ durch kann der Ölstand im Getriebe und entsprechend der Planschverlust der drehenden Verzahnungen entsprechend niedrig gehalten werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist dem Getriebe eine Bremstrommel oder Bremsscheibe vorgeordnet, die direkt oder indirekt formschlüssig mit der Welle des Hypoidritzels verbunden ist und motorseitig eine elastische Kupplung aufweist. Sie ist beispielsweise innerhalb eines mit dem Getriebegehäuse einstückig verbundenen Gehäuseflansches angeordnet. Dies hat den Vorteil, daß die zugehöri­ gen Teile des Bremsaggregates am Getriebegehäuse angebracht und mit ihm, unab­ hängig vom Motor vormontiert und voreingestellt werden können. Am Gehäuse­ flansch kann damit auf einfache Weise ein weitestgehend nach Norm gestalteter Motor aufgesetzt werden.

Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Getriebe für Anlagen zur Personenbeför­ derung, anhand einer Ausführungsform in den Fig. 1 bis 3 beispielhaft dargestellt und näher beschrieben:

Fig. 1 zeigt den Querschnitt durch das Gehäuse (8) eines solchen Getriebes in Sei­ tenansicht. Dem Hypoidtrieb (1) sind die Stirnradstufen (2, 3) nachgeordnet. Die Seitenansicht zeigt den Seitenversatz des Hypoidtriebes zwischen den sich kreuzenden Achsen der Ritzelwelle (4) und der Tellerradwelle (5) und die dadurch mögliche kompakte Anordnung aller Wellen und Räder des Getriebes. Die Ritzel­ welle (4) ist in einem Lagertopf (15) vormontiert eingebaut. Der am Getriebe­ gehäuse angeschraubte Lagertopf kann mit Hilfe der Paßscheiben (16) in der erfor­ derlichen Höhe eingestellt werden. Über zugehörige Flansche ist eine vorgeordnete Bremstrommel (23) formschlüssig mit der Ritzelwelle (4) verbunden. Die Brems­ trommel ist mit einer elastischen Kupplung (24) versehen und von einem Gehäuse­ flansch (25) umgeben, der einstückig mit dem Getriebegehäuse verbunden ist.

In Fig. 2 ist ein Querschnitt durch das Gehäuse in Draufsicht dargestellt. Die in Fig. 1 und 3 sichtbare Ritzelwelle (4) und die Tellerradwelle (5) des Hypoidtriebes sind zwischen den näher beieinander stehenden Seitenwänden (6, 7) angeordnet, mit einem kurzen Abstand für die Lagerung (9) der Tellerradwelle. Die näher bei­ einander stehenden Seitenwände bilden einen Innenraum (13) derart, daß das Gehäuse in diesem Bereich eine parallele Außenwandung (14) mit geringem Abstand zum Innenteil aufweist. Die nachfolgenden zwei Stirnradstufen sind zwischen weiter auseinander stehenden Seitenwänden (7, 10) des Getriebegehäuses angeordnet, mit entsprechend langem Abstand der Wellenlagerungen (11, 12).

Das Tellerrad (17) des Hypoidtriebes ist gemeinsam mit der Tellerradwelle axial einstellbar angeordnet und beispielsweise indirekt über eine Stützhülse (26) und ein Druckstück (27) durch Paßscheiben (18), von außen zugänglich, positioniert.

Durch eine seitliche Öffnung (19) sind die Tellerradwelle und die Wellen der Stirn­ radstufen (2, 3), vormontiert mit ihren Rädern, in das Gehäuse eingebracht. Die seitliche Öffnung ist durch einen Deckel (20) verschlossen, der als Lagerdeckel für die Wellen der Stirnradstufen ausgebildet ist. Durch die Tellerradwelle wird eine Rotationspumpe (21) angetrieben, die in einem zugehörigen Lagerdeckel (22) unter­ gebracht ist. Die Draufsicht auf das Getriebegehäuse zeigt außerdem ein Ketten­ ritzel (28) als Beispiel für den Antrieb einer Rolltreppe.

In Fig. 3 ist ein Querschnitt des Getriebes in Frontansicht durch den Hypoidtrieb und einen Teilabschnitt eines aufgesetzten Motors (29) gezeigt. Der Motor ist über die elastische Kupplung (24) mit der Bremstrommel (23) verbunden. In dieser Ansicht ist erkennbar daß die Rotationspumpe (21) beispielsweise über Kanäle (30) Getriebeöl ansaugt und zum oberen Lager (31) des Hypoidtopfes (15) befördert. Auf diese Weise ist eine ausreichende Ölversorgung dieses entfernt liegenden Lagers sichergestellt.

Im Rahmen der Erfindung sind auch noch andere Ausführungsformen des Getriebes für Anlagen zur Personenbeförderung möglich, die den in der Beschreibung, in den Figuren und in den Ansprüchen offenbarten Merkmalen entsprechen.

So kann einem erfindungsgemäßen Getriebe beispielsweise auch eine Bremsscheibe mit geringer Schwungmasse vorgeordnet sein, wie sie beim gesteuerten Abbremsen für Aufzüge eingesetzt wird.

Auch können die erfindungsgemäßen Merkmale vielfach weiter kombiniert werden, beispielsweise derart, daß das Getriebegehäuse im Bereich des Innenraumes (13) eine Gesamtaußenbreite aufweist, die der Außenbreite des Innenraumes entspricht.

Claims (9)

1. Getriebe für Anlagen zur Personenbeförderung, insbesondere, Rolltreppen, Fahrsteige oder Aufzüge mit sich kreuzenden Achsen zwischen Eintriebs- und Abtriebswelle, gekennzeichnet durch folgende Kombination und Anordnung von Merkmalen:

• a) das Getriebe ist als Hypoid-Stirnradgetriebe ausgebildet, mit einem Hypoidtrieb (1) in der ersten, schnellen Übersetzungsstufe und einer oder zwei nachfolgenden Stirnradstufen (2, 3);
• b) Ritzelwelle (4) und Tellerradwelle (5) des Hypoidtriebes sind zwischen näher beieinander stehenden Seitenwänden (6, 7) des Getriebegehäuses (8) angeordnet, mit einem kurzen Abstand für die Lagerung (9) der Tellerradwelle;
• c) die nachfolgenden ein oder zwei Stirnradstufen sind zwischen weiter ausein­ ander stehenden Seitenwänden (7, 10) des Getriebegehäuses angeordnet, mit entsprechend langem Abstand der Wellenlagerungen (11, 12).

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die näher beieinander stehenden Seitenwände (6, 7) des Getriebegehäuses einen Innenraum (13) derart bilden, daß das Gehäuse in diesem Bereich eine parallele Außenwandung (14) mit geringem Abstand zum Innenteil aufweist.

3. Getriebe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die näher beieinander stehenden Seitenwände (6, 7) des Getriebegehäuses einen Innenraum (13) derart bilden, daß das Gehäuse in diesem Bereich die Außenbreite des Innenraumes aufweist.

4. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ritzelwelle (4) des Hypoidtriebes mit ihrer Lage­ rung zu einer fest verbundenen Einheit, beispielsweise in einen separaten Lagertopf (15) hinein, vormontiert ist und daß diese Einheit insgesamt, beispielsweise über Paßscheiben (16) gegenüber dem Gehäuse in axialer Richtung verschiebbar positio­ niert und mit diesem lösbar verbunden, beispielsweise verschraubt ist.

5. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tellerrad (17) des Hypoidtriebes alleine oder gemeinsam mit der Tellerradwelle axial einstellbar angeordnet und die Teller­ radwelle direkt oder indirekt von außen zugänglich, über Paßscheiben (18) positioniert ist.

6. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebegehäuse eine seitliche Öffnung (19) aufweist, durch die hindurch die Tellerradwelle und die jeweiligen Wellen nach­ folgender Stirnradstufen (2, 3), vormontiert mit ihren Rädern, in das Gehäuse eingebracht werden können und daß die seitliche Öffnung durch einen Deckel (20) verschlossen wird, der als Lagerdeckel für die jeweiligen Wellen der Stirnradstufen ausgebildet ist.

7. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die, dem Hypoidtrieb nachfolgenden Stirnradstufen Schrägverzahnung aufweisen.

8. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Rotationspumpe (21) aufweist, die von einer der Getriebewellen, beispielsweise der Tellerradwelle angetrieben wird, wobei sie im zugehörigen Lagerdeckel (22) untergebracht ist oder einen zugehörigen Lagerdeckel nach P 39 24 071 bzw. PCT/EP91/00122 bildet.

9. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine dem Getriebe vorgeordnete Bremstrommel (23) oder Bremsscheibe direkt oder indirekt formschlüssig mit der Welle des Hypoidritzels (4) verbunden ist und motorseitig eine elastische Kupplung (24) aufweist, wobei sie beispielsweise innerhalb eines mit dem Getriebegehäuse einstückig verbundenen Gehäuseflansches (25) angeordnet ist.