EP1237809A1 - Verfahren und einrichtung zur reduzierung des polygoneffektes im umlenkbereich von personenförderanlagen - Google Patents

Verfahren und einrichtung zur reduzierung des polygoneffektes im umlenkbereich von personenförderanlagen

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EP1237809A1
EP1237809A1 EP00974476A EP00974476A EP1237809A1 EP 1237809 A1 EP1237809 A1 EP 1237809A1 EP 00974476 A EP00974476 A EP 00974476A EP 00974476 A EP00974476 A EP 00974476A EP 1237809 A1 EP1237809 A1 EP 1237809A1
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chain
deflection
speed
frequency converter
deflection wheel
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    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
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    • B66B23/02—Driving gear
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    • B66B23/02—Driving gear
    • B66B23/022—Driving gear with polygon effect reduction means

Definitions

  • the invention relates to a method for reducing the polygon effect which occurs in the course of the deflection of a chain which can be used for a passenger conveyor, in particular an escalator or a moving walk.
  • the polygon effect is created by the square shape of the chain on the sprocket. As the angle of rotation increases, the effective radius on the sprocket varies, causing the chain speed to fluctuate between a maximum and a minimum value. When the sprocket is engaged, the chain rollers and the teeth of the sprocket have different speeds, which results in shocks.
  • the circulation effect is a consequence of the angular momentum that is transmitted from the chain wheel to the chain links and thus to the steps or pallets. After the chain has run out of the chain wheel, this angular momentum is initially retained by the inertia of the system, which leads to the so-called rolling of the chain. The angular momentum is reduced by friction in the chain or, in the presence of a chain guide element, by impacts between the chain and the guide.
  • EP 0 71 1 725 discloses a device for guiding a belt continuum for escalators or moving walks, in which the chain rollers are guided with a track by means of a support rail and with a track by means of a compensating rail. At the entrance of a chain wheel deflecting the belt continuum, the chain rollers come from the rectilinear track of the support rail onto the curved track of the compensation rail and from there at a tangent point into engagement with the chain wheel.
  • the chain rollers are moved in the direction perpendicular to the direction of travel by a distance from the chain wheel measured transversely to the direction of travel, which should have an advantageous effect on the smooth running of the belt continuum.
  • This special curve shape of the connecting part is also intended to reduce the polygon effect.
  • the object of the invention is to provide a method and a device by means of which the polygon and circulation effects can be reduced substantially while maintaining conventional circulation conditions, in order to optimize the smooth running of the passenger conveyor system, in particular the escalator or the moving walkway.
  • This goal is achieved on the one hand by a method for reducing the polygon effect occurring in the course of the chain deflection of a chain which can be used for a passenger conveyor, in particular an escalator or a moving walkway, in that a different kind of the rotational speed of the deflection wheel acts directly or indirectly on the deflection wheel Speed is superimposed.
  • a device for reducing the polygon effect occurring in the course of the deflection of a chain that can be used for a passenger conveyor, in particular an escalator or a moving walkway, with at least one electric drive motor, possibly connected to at least one transmission, which is central or acts directly on the deflection wheel, the drive motor having at least one power supply unit, in particular a frequency converter, is connected so that the drive motor can be driven at a non-constant speed.
  • AC asynchronous motors are usually used, which are brought into operative connection with a power supply unit, such as a frequency converter, so that the motor can be controlled in such a way that it rotates at a non-constant speed, which then, if necessary with the inclusion of a gear, in a corresponding manner Acts on the respective deflection wheel.
  • a power supply unit such as a frequency converter
  • the varying chain speeds that are present at the chain run-in are largely compensated for by the subject matter of the invention or there is an adaptation to them, so that the shocks given so far in the system are compensated for.
  • Measured values are fed to a control device which, in a corresponding manner, forwards them to the frequency converter.
  • those measured values can already be used which were measured in older escalators and moving walks which, prepared in a corresponding manner, result in a certain frequency in the heart, via which they are then controlled accordingly of the electric drive motor can be superimposed on the speed of the respective deflection wheel.
  • the subject of the invention in addition to reducing the polygon effect, also considerably increases the smooth running of the passenger conveyor system without having to carry out any modifications on the mechanical side.
  • Manufacturing tolerances of the deflection wheel and / or the chain can be saved by interpolation of the control device or the power supply unit, the monitoring of the phase angle or the chain rotation speed occurring in the operating state giving further intervention options which have a particularly positive effect if the transport speed between 0 and Maximum varies.
  • the subject of the invention can be used in a variety of ways and is to be regarded as less expensive than conventional mechanical modifications in view of the constantly falling electrical or electronic components.
  • the single figure shows a schematic diagram of an only indicated passenger conveyor system, for example an escalator 1.
  • the following components can be seen:
  • a deflection wheel 2 which is equipped with a plurality of teeth 3, a link chain 5 consisting of a plurality of links 4, and an electric drive motor which, if necessary, is in operative connection with a transmission (not shown here).
  • the connection between the drive motor 6 and the deflection wheel 2 is through the drive member 7 shown.
  • the running direction of the chain 5 or the deflection direction of the deflection wheel 2 is indicated by arrows.
  • the polygon effects that occur when the chain 5 enters the deflection wheel 2 are now reduced according to the invention in that the speed of the deflection wheel 2 is superimposed on a different speed, so that the deflection wheel 2 rotates at a non-constant speed that corresponds to the mathematical function of the chain 5 Entry into the deflection wheel 2 corresponds as far as possible, whereby the impacts occurring due to the polygon effect in the overall system are minimized.
  • a frequency converter 8 is operatively connected to the drive motor 6, which drives the drive motor 6 in such a way that it rotates at a non-constant speed and transmits this non-constant speed via the drive element 7 in an overlapping manner to the deflection wheel 2 becomes.
  • a plurality of control parameters can be stored in a control device 9, which contain basic patterns of already existing escalators or moving walks, so that these basic settings can be used in standard designs.
  • the frequency converter 8 can now be supplied with electrical measured values in such a way that the drive motor 6 is continuously controlled, for example at different rotational speeds of the chain 5 , can be brought about.

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Abstract

Verfahren zur Reduzierung des im Verlauf der Umlenkung einer für einen Personenförderer, insbesondere eine Rolltreppe oder einen Rollsteig, einsetzbaren Kette auftretenden Polygoneffektes, indem über den auf das Umlenkrad mittel- oder umittelbar einwirkenden elektrischen Antrieb der Drehzahl des Umlenkrades eine andersartige Drehzahl überlagert wird.

Description

Verfahren und Einrichtung zur Reduzierung des Polygoneffektes im Umlenkbereich von Personenförderanlagen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung des im Verlauf der Umlenkung einer für einen Personenförderer, insbesondere eine Rolltreppe oder einen Rollsteig, einsetzbaren Kette auftretenden Polygoneffektes.
Bei der Umlenkung der Ketten von Personenförderanlagen, insbesondere von Rolltreppen und Rollsteigen, mittels eines Kettenrades treten Polygon- und Umlaufeffekte auf, die sich insbesondere auf die Laufruhe der Rolltreppe oder des Rollsteiges negativ auswirken.
Der Polygoneffekt entsteht durch die viereckförmige Auflage der Kette auf dem Kettenrad. Mit wachsendem Drehwinkel variiert der wirksame Radius am Kettenrad, wodurch die Kettengeschwindigkeit zwischen einem Maximal- und einem Minimalwert schwankt. Beim Kettenradeingriff weisen die Kettenrollen und die Zähne des Kettenrades unterschiedliche Geschwindigkeiten auf, was Stöße zur Folge hat. Der Umlaufeffekt ist eine Folge des Drehimpulses, der vom Kettenrad auf die Kettenglieder und somit auf die Stufen oder Paletten übertragen wird. Nach Ablauf der Kette aus dem Kettenrad bleibt dieser Drehimpuls zunächst durch die Trägheit des Systems erhalten, was zu dem sogenannten Einrollen der Kette führt. Der Drehimpuls wird durch Reibung in der Kette bzw. bei Vorhandensein eines Kettenführungselementes durch Stöße zwischen Kette und Führung abgebaut.
Bei herkömmlicher Anordnung, wenn der Kettenradantrieb gleichzeitig die Kette umlenkt, wird die Kette dem Kettenrad tangential zugeführt. Dadurch weisen Kettenrad und Kette beim Kettenradeingriff unterschiedliche Geschwindigkeiten auf. Es kommt zu Stößen zwischen Kette und Kettenrad in Kettentrumrichtung, die sich in der Praxis als Beschleunigungen der jeweiligen Transportelemente, wie zum Beispiel der Stufen oder Paletten von Rolltreppen bzw. Rollsteigen messen lassen. Abgesehen von der Geräuschentwicklung führen diese periodisch auftretenden Stöße zu hohen Belastungen an Kette, Kettenrad und Antrieb.
Durch die EP 0 71 1 725 ist eine Einrichtung zur Führung eines Bandkontinuums für Fahrtreppen oder Fahrsteige bekannt geworden, bei welchem die Kettenrollen mittels einer Stützschiene mit einer Laufbahn und mittels einer Ausgleichsschiene mit einer Laufbahn geführt werden. Am Eingang eines das Bandkontinuum umlenkenden Kettenrades gelangen die Kettenrollen von der geradlinigen Laufbahn der Stützschiene auf die kurvenförmige Laufbahn der Ausgleichsschiene und von dieser an einen Tangentenpunkt in den Eingriff mit dem Kettenrad.
Von der Laufbahn der Stützschiene bis zum Tangentenpunkt werden die Kettenrollen in der zur Laufrichtung rechtwinklig verlaufenden Richtung um einen quer zur Laufrichtung bemessenen Abstand zum Kettenrad hin verfahren, was sich vorteilhaft auf die Laufruhe des Bandkontinuums auswirken soll. Durch diese spezielle Kurvenform des Anschlußteiles soll darüber hinaus der Polygoneffekt vermindert werden.
Der DE-Zeitschrift Klepzig Fachberichte 79 ( 1 971 ), H 8, M 200, Seiten 437 bis 439 sind Bewegungsprobleme bei großgliedrigen Kettentrieben zu entnehmen. Der Beitrag setzt sich mit Auswirkungen des Polygoneffektes auseinander, wobei eine Reihe von Lösungsmöglichkeiten auf mechanischer Seite vorgeschlagen werden. Unter anderem wird auf die Umlenkung einer Kette durch einen Kettenstern mit Ausgleichsgetriebe verwiesen, wobei der Kettenbolzen seine horizontale Bewegung und Geschwindigkeit so lange beibehält, bis die nächste Rolle in Eingriff kommt und somit ein volles Kettenglied in den Kettenstern eingelaufen ist. Erst danach wird die Umlenkung dieses Kettengliedes herbeigeführt.
Beiden Druckschriften ist ein ziemlich hoher mechanischer Aufwand entnehmbar, um die Auswirkungen des Polygoneffektes beim Umlauf der Kette um ein Umlenkrad zu reduzieren.
Ziel des Erfindungsgegenstandes ist es, ein Verfahren und eine Einrichtung bereitzustellen, mittels welchen die Polygon- und Umlaufeffekte im wesentlichen unter Beibehaltung herkömmlicher Umlaufgegebenheiten reduziert werden können, um auf diese Weise die Laufruhe der Personenförderanlage, insbesondere der Rolltreppe bzw. des Rollsteiges, zu optimieren.
Dieses Ziel wird einerseits erreicht durch ein Verfahren zur Reduzierung des im Verlauf der Kettenumlenkung einer für einen Personenförderer, insbesondere eine Rolltreppe oder einen Rollsteig einsetzbaren Kette auftretenden Polygoneffektes, indem über den auf das Umlenkrad mittel- oder unmittelbar einwirkenden elektrischen Antrieb der Drehzahl des Umlenkrades eine andersartige Drehzahl überlagert wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den zugehörigen Unteransprüchen zu entnehmen.
Dieses Ziel wird darüber hinaus erreicht durch eine Einrichtung zur Reduzierung des im Verlauf der Umlenkung einer für einen Personenförderer, insbesondere eine Rolltreppe oder einen Rollsteig, einsetzbaren Kette auftretenden Polygoneffektes, mit mindestens einem, gegebenenfalls mit mindestens einem Getriebe verbundenen elektrischen Antriebsmotor, der mittel- oder unmittelbar auf das Umlenkrad einwirkt, wobei der Antriebsmotor mit mindestens einem Leistungsversorgungsaggregat, insbesondere einem Frequenzumrichter, verbunden ist, so daß der Antriebsmotor mit einer nicht konstanten Drehzahl antreibbar ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind den zugehörigen Unteransprüchen zu entnehmen.
Abweichend von den bisher zum Einsatz gelangten Modifizierungen auf der mechanischen Seite wird durch den Erfindungsgegenstand nun ein Konzept vorgestellt, welches eine Lösung von der elektrischen, nämlich der Antriebsseite her, beinhaltet.
Üblicherweise kommen Wechselstromasynchronmotoren zum Einsatz, die mit einem Leistungsversorgungsaggregat, wie einem Frequenzumrichter, in Wirkverbindung gebracht werden, so daß der Motor dergestalt angesteuert werden kann, daß er mit einer nicht konstanten Drehzahl umläuft, die dann, ggf. unter Einbeziehung eines Getriebes, in entsprechender Weise auf das jeweilige Umlenkrad einwirkt. Die variierenden Kettengeschwindigkeiten, die beim Ketteneinlauf gegeben sind, werden durch den Erfindungsgegenstand weitestgehend ausgeglichen bzw. es findet eine Anpassung daran statt, so daß die bisher gegebenen Stoße im System kompensiert werden.
Vorzugsweise wird die Phasenlage des Kettenrades und/oder die
Umlaufgeschwindigkeit der Kette gemessen, wobei der Meßwert bzw. die
Meßwerte einer Regeleinrichtung zugeleitet werden, die diese in entsprechender Weise aufbereitet an den Frequenzumrichter weiterleitet.
Zum Zwecke der Einstellung einer Grundüberlagerung können bereits diejenigen Meßwerte zum Einsatz gelangen, die bei älteren Rolltreppen und Rollsteigen gemessen wurden, die, in entsprechender Weise aufbereitet, eine bestimmte Frequenz in Herz ergeben, über welche dann über entsprechende Ansteuerung des elektrischen Antriebsmotors eine Drehzahlüberlagerung auf das jeweilige Umlenkrad bewirkt werden kann.
Durch den Erfindungsgegenstand wird neben einer Reduzierung des Polygoneffektes auch die Laufruhe der Personenförderanlage beträchtlich erhöht, ohne daß Modifikationen auf der mechanischen Seite durchzuführen sind. Fertigungstoleranzen des Umlenkrades und/oder der Kette können durch Interpolation der Regeleinrichtung bzw. des Leistungsversorgungsaggregates abgespeichert werden, wobei die im Betriebszustand auftretende Überwachung des Phasenwinkels bzw. der Kettenumlaufgeschwindigkeit weitere Eingriffsmöglichkeiten gegeben sind, die sich insbesondere dann positiv auswirken, wenn die Transportgeschwindigkeit zwischen 0 und Maximum variiert.
Der Erfindungsgegenstand ist vielseitig einsetzbar und im Hinblick auf die ständig im Preis fallenden elektrischen bzw. elektronischen Bauteile gegenüber herkömmlichen mechanischen Modifikationen als preiswerter anzusehen.
Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben.
Die einzige Figur zeigt eine Prinzipskizze einer nur angedeuteten Personenförderanlage, beispielsweise einer Rolltreppe 1 . Erkennbar sind folgende Bauteile:
ein Umlenkrad 2, das mit mehreren Zähnen 3 ausgerüstet ist, eine aus mehreren Gliedern 4 bestehenden Laschenkette 5 sowie einen elektrischen Antriebsmotor, der bedarfsweise mit einem hier nicht weiter dargestellten Getriebe in Wirkverbindung steht. Die Verbindung zwischen dem Antriebsmotor 6 und dem Umlenkrad 2 ist durch das Antriebsorgan 7 dargestellt. Die Laufrichtung der Kette 5 bzw. die Umlenkrichtung des Umlenkrades 2 ist durch Pfeile angedeutet. Die beim Einlauf der Kette 5 in das Umlenkrad 2 entstehenden Polygoneffekte werden erfindungsgemäß nun dadurch reduziert, daß der Drehzahl des Umlenkrades 2 eine andersartige Drehzahl überlagert wird, so daß das Umlenkrad 2 mit einer nicht konstanten Drehzahl umläuft, die der mathematischen Funktion der Kette 5 beim Einlauf in das Umlenkrad 2 weitestgehend entspricht, wodurch die, bedingt durch den Polygoneffekt auftretenden Stöße im Gesamtsystem minimiert werden.
Diese Überlagerung wird dadurch herbeigeführt, daß mit dem Antriebsmotor 6 ein Frequenzumrichter 8 in Wirkverbindung steht, der den Antriebsmotor 6 dergestalt ansteuert, daß dieser mit einer nicht konstanten Drehzahl umläuft und diese nicht konstante Drehzahl über das Antriebsorgan 7 in überlagernder Weise auf das Umlenkrad 2 übertragen wird. In einer Regeleinrichtung 9 können mehrere Ansteuerungsparameter abgespeichert sein, die Grundmuster bereits bestehender Rolltreppen oder Rollsteige beinhalten, so daß bei Standardausführungen auf diese Grundeinstellungen zurückgegriffen werden kann.
Soll der Komfort weiterhin erhöht werden, besteht die Möglichkeit, durch einen Sensor 1 0 die Phasenlage des Umlenkrades 2 zu ermitteln und diese der Regeleinrichtung 9 zur Verfügung zu stellen. Ein weiterer Parameter kann die Umlaufgeschwindigkeit der Kette 5 sein, die beispielsweise über einen weiteren Sensor 1 1 gemessen wird, wobei auch diese Meßwerte der Regeleinrichtung 9 zur Verfügung gestellt werden. Durch entsprechenden Abgleich der durch die Sensoren 1 0, 1 1 gemessenen Werte in Vergleich mit der bzw. den vorhandenen Grundmustern kann der Frequenzumrichter 8 nun so mit elektrischen Meßwerten versorgt werden, daß eine kontinuierliche Ansteuerung des Antriebsmotors 6, beispielsweise an unterschiedliche Umlaufgeschwindigkeiten der Kette 5, herbeigeführt werden kann.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1 . Verfahren zur Reduzierung des im Verlauf der Umlenkung einer für einen Personenförderer, insbesondere eine Rolltreppe ( 1 ) oder einen Rollsteig, einsetzbaren Kette (5) auftretenden Polygoneffektes, indem über den auf das Umlenkrad (2) mittel- oder unmittelbar einwirkenden elektrischen Antrieb (6) der Drehzahl des Umlenkrades (2) eine andersartige Drehzahl überlagert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der gegebenenfalls mit einem Getriebe verbundene elektrische Antrieb (6) über mindestens ein Leistungsversorgungsaggregat, insbesondere einen Frequenzumrichter (8), dergestalt angesteuert wird, daß der elektrische Antrieb (6) mit einer nicht konstanten Drehzahl(n) umläuft.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenlage des Umlenkrades (2) und/oder die Geschwindigkeit der Kette (5) gemessen wird bzw. werden und dieser Wert bzw. diese Werte einer Regeleinrichtung (9) zugeleitet wird bzw. werden, die mit dem Leistungsversorgungsaggregat, insbesondere dem Frequenzumrichter (8), elektrisch verbunden ist.
4. Einrichtung zur Reduzierung des, im Verlauf der Umlenkung einer für einen Personenförderer, insbesondere eine Rolltreppe (1 ) oder einen Rollsteig, einsetzbaren Kette (5) auftretenden Polygoneffektes, mit mindestens einer, gegebenenfalls mit mindestens einem Getriebe verbundenen elektrischen Antriebsmotor (6), der mittel- oder unmittelbar auf das Umlenkrad (2) einwirkt, wobei der Antriebsmotor (6) mit mindestens einem Leistungsversorgungsaggregat, insbesondere einem Frequenzumrichter (8), verbunden ist, so daß der Antriebsmotor (6) mit einer nicht konstanten Drehzahl antreibbar ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch mindestens einen Sensor ( 1 0) zur Ermittlung der Phasenlage des Umlenkrades (2), der seine Meßwerte einer mit dem Leistungsversorgungsaggregat, insbesondere dem Frequenzumrichter (8), zusammenwirkenden Regeleinrichtung (9) zur Verfügung stellt.
6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5 gekennzeichnet durch mindestens einen Sensor ( 1 1 ) zur Ermittlung der Kettenumlaufgeschwindigkeit, der seine Meßwerte einer mit dem Leistungsversorgungsaggregat, insbesondere dem Frequenzumrichter (8), zusammenwirkenden Regeleinrichtung (9) zur Verfügung stellt.
EP00974476A 1999-12-06 2000-10-28 Verfahren und einrichtung zur reduzierung des polygoneffektes im umlenkbereich von personenförderanlagen Expired - Lifetime EP1237809B1 (de)

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