楼梯升降机的改进或与其相关的改进的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种用于楼梯升降机的座椅的调平系统，该系统的典型特征在于提供一种安全备用或锁定机构，该机构将在调平驱动器内部发生故障时，锁定座椅的位置。优选地，所述锁定机构包括锁定轮，其与所述调平驱动器的齿轮形成部部分啮合。在所述驱动器内部发生故障时，所述锁定轮啮合以锁定所述座椅的位置。
【专利说明】楼梯升降机的改进或与其相关的改进
【技术领域】
[0001]本发明涉及楼梯升降机，特别是涉及一种楼梯升降机的安全系统。
【背景技术】
[0002]安装弯曲的楼梯升降机时，楼梯升降机的导轨的角度相对于水平面发生变化。由于楼梯升降机的托架沿着过渡弯曲(位于垂直面的弯曲)移动，安装在托架上的座椅必须保持水平。在我们的欧洲专利号0738232中描述的楼梯升降机的实施例中，所述座椅可枢转地安装在所述托架上，并且在导轨角度变化时，运行座椅调平电机来保持座椅水平。
[0003]欧洲专利号0738232中所示的型号的配置带来了一个问题，即，在座椅调平电机和/或传动装置发生故障时，所述座椅可能不受控制地相对于所述托架旋转。显然，在发生此类故障的情况下，坐在座椅中的人会受伤。考虑到此类故障的可能性，EP0738232中还描述了采用备用安全装置，当座椅的角度达到预定的偏离水平的上限时，所述备用安全装置中的一对水银开关在中心水平位置的任何一侧触发并释放锁销。接下来，所述锁定销延伸到座椅接口中的定位孔内，从而相对于所述托架锁定所述座椅的位置。所述锁定机构还触发了主安全电路，从而停止托架。
[0004]自EP0738278提交以来，采用单一模拟倾角传感器替代水银开关已变得司空见惯，然而，与水银开关一样，当达到偏离水平的极限时，倾角传感器仅发出输出信号。
[0005]上述偏离水平极限通常为5°，但是，在检测到故障之前以及在所述锁定机构被触发并进行啮合之前，所述座椅可能已经形成了相当大的动量，因此，适用标准规定必须在垂直方向上的15°内使所述座椅停止。
[0006]上述问题已经在我们的国际专利申请W02008/142372中得到了解决。本专利申请介绍了一种装置，其中采用编码器对调平驱动器的移动和座椅的旋转运动分别进行监控。在编码器读数不同的情况下，采用螺线管释放弹簧加载销，从而使所述弹簧加载销与形成于附着在座椅上的分度环中的插槽相嵌合。所述分度环设有一系列的插槽，用以当释放所述锁定销时，其可与距离其最近的插槽相嵌和。
[0007]虽然本方案对其之前的方案做出了明显的改进，但是，仍存在以下问题:
[0008]I)发生故障时，响应时间至关重要。必须检测出调平系统的任何故障，以及，在所述座椅垂直方向上15°的移动范围内，释放锁销并将其嵌合在所述分度环的插槽中。在连贯的基础上，这已经被证明难以实现。
[0009]2)在某些情况下，由于编码器中一个或两个的齿隙误差，导致了响应时间迟缓，而且，所述编码器的误差也由于磨损而加大。
[0010]3)由螺线管释放时，锁销可能跳过分度环中最靠近的插槽，仅与第二或第三个可用插槽相嵌合。这使得响应时间变得非常难以预测。可以加设更多的插槽来解决这个问题，但是，对于具有给定直径的分度环来说，这必须要降低插槽的宽度以及锁销的直径。这麼做将使得，当停止转动的座椅而遭受巨大的冲击载荷时，将任由锁销发生故障。同样，在分度环中加设插槽会减少相邻插槽间的材料，从而削弱分度环本身。在如楼梯升降机的托架这样的紧凑装置中，显着增加分度环的直径并不可取。
[0011]4)在楼梯升降机领域，优选机械式而非电气/电子式安全设备。
[0012]本发明的目的在于为楼梯升降机提供一种安全的方法和装置，以在至少某些程度上解决上述问题，或者，至少提供一种新颖、有效的选择。
【发明内容】
[0013]因此，一方面，本发明提供一种为楼梯升降机安装安全设备的方法，所述楼梯升降机具有可沿导轨移动的托架；可枢转地安装在所述托架上的座椅；可使所述座椅相对于所述托架枢转的调平电机；以及，使所述调平电机的输出连接到所述座椅的传动装置，所述方法的特征在于，其包括提供一个随所述座椅的枢转运动而移动的齿轮面，和一个与所述齿轮面至少部分啮合的锁定机构，从而在所述传动装置发生故障时，所述齿轮面和所述锁定机构哨合。
[0014]另一方面，本发明提供一种楼梯升降机，其具有可沿导轨移动的托架；可枢转地安装在所述托架上的座椅；可使所述座椅相对于所述托架枢转的调平电机；以及，使所述调平电机的输出连接到所述座椅的传动装置，所述楼梯升降机的特征在于，其还包括一个可随所述座椅的枢转运动而移动的齿轮面，和一个与所述从动齿轮至少部分啮合的锁定机构，从而在所述传动装置发生故障时，使所述齿轮面和所述锁定机构啮合。
[0015]优选地，所述锁定机构可操作地连接到所述传动装置。
[0016]优选地，所述齿轮面包含在轮子内部，所述轮子的轴线与所述座椅的枢轴重合。
[0017]优选地，所述轮子与所述传动装置啮合或构成所述传动装置的一部分。
[0018]优选地,所述锁定机构包括或包含转动齿轮,所述转动齿轮的速度与所述传动装置的转速相关。
[0019]优选地，所述锁定机构和所述传动装置包括基本上相同的与蜗轮啮合的蜗齿轮。
[0020]优选地，所述蜗齿轮设置成可与所述蜗轮的不同弧线啮合。
[0021]优选地，所述蜗齿轮设置成，在所述轮子的直径上相对的端部上，与所述蜗轮啮
入
口 ο
[0022]优选地，所述蜗齿轮通过皮带驱动器相互连接，所述皮带驱动器用于实现所述锁定齿轮相对于所述变速齿轮的反向转动。
[0023]在一个实施例中，所述传动装置包括第一驱动级和第二驱动级。
[0024]优选地，所述锁定机构连接到所述第二驱动级。
[0025]优选地，所述锁定机构和所述第二驱动级分别包括围绕一个实质上的共轴线转动的蜗齿轮。
[0026]优选地，所述第二驱动级不可回绕。
[0027]下面，将会向本【技术领域】的技术人员介绍可实现本发明的多个变型。下面的描述仅示出实现本发明的两种可能的方式，缺少对变更或等同物的描述不应被认为是限制性的。在可能的情况下，对一个特定元素的描述应被视为包括任何及所有等同物，无论存在于现在或将来。
【专利附图】
【附图说明】[0028]参照附图，下面将会对本发明的一个优选方式进行描述，其中
[0029]图1示出了本发明的楼梯升降机的示意性后视图。
[0030]图2示出了图1中示意性所示的“A”的放大图。
[0031]图3进一步示出了图2中圆形“B”中的包含物的放大图。
[0032]图4示出了本发明的水平驱动和安全备用系统的正常操作配置的视图。
[0033]图5示出了与图4类似的图，其中以第一模式激活安全备用装置。
[0034]图6示出了与图4和图5类似的图，其中以第二模式激活安全备用装置。
[0035]图7示出了沿图4中线路7-7的视图。
[0036]图8示出了本发明的水平驱动和安全备用系统的第二实施例的等距视图。
[0037]图9示出了图8所示部分的局部剖面前视图。
[0038]图10示出了图8和图9所示装置的垂直位移剖面。
[0039]图11至13示出了图8至10所示的装置的不同操作状态。
【具体实施方式】
[0040]参照图1，本发明提供了一种楼梯升降机5，其包括通过滚轴8支撑在导轨7上的托架6。所述托架6内安装有主驱动电机9，其具有安装在其输出上的驱动小齿轮10。
[0041]驱动小齿轮10与齿条11相啮合，从而在驱动电机转动时，沿导轨7驱动托架6。
[0042]座椅12安装在托架6上，从而使座椅可相对于所述托架6枢转。如图所示，所述座椅安装在座椅接口 14上，所述座椅接口 14直接可枢转地连接到所述托架。
[0043]座椅12相对于托架6的枢转运动由电机和传动装置实现，这将在下文详述。所述电机和传动装置，以及也在下文详述的安全备用装置，均包含在图1的框A中。
[0044]下面参照图2和图3，具有直角输出轴16的座椅调平电机15安装在壳体17的下缘。所述壳体17适配性地安装在小齿轮18上，然后，所述小齿轮18与所述接口 14的枢转轴同轴地固定到所述座椅接口 14。因此，相对于所述托架6，所述小齿轮18的旋转带动了所述接口 14和座椅12的枢转运动。
[0045]传动装置用于将所述电机15的旋转传动到所述小齿轮18。在所示的方式中，该传动装置包括安装在电机15的输出轴16上的、与设置在小齿轮18 (以下称作蜗轮)周围的轮齿20完全啮合的第一蜗齿轮19。对于如本文所述的楼梯升降机座30的调平应用，所述蜗轮18将做最大90°的顺时针和逆时针旋转。
[0046]我们的欧洲专利(EP)0738232描述了一种控制电机15运转的方法，以在所述导轨7的角度相对于水平面发生变化时，确保所述座椅保持水平，然而，其他形式的调平也是可能的，本发明并不限于EP0738232中所描述的调平装置的应用。
[0047]本发明的提出，是为了在所述座椅调平电机15内部发生故障时，保持所述输出轴16和所述第一蜗齿轮19之间或所述第一蜗齿轮19和所述蜗轮18之间的安全性。在缺少合适的安全机制的情况下，任何此类故障都会导致所述座椅12的不受控制的旋转以及对坐在座椅中的人的可能伤害。
[0048]根据本发明，设有一个安全备用装置，其包括与齿轮面至少部分啮合的锁定机构。因此，所述齿轮面和所述锁定机构随着座椅的枢转运动而移动，以一种保持所述两部件部分啮合的方式并同时保持所述两部件之间的间隙的方式。然而，在所述座椅调平驱动器内部发生故障时，所述锁定机构和所述齿轮面可相对于所述托架啮合并锁定所述座椅的位置。
[0049]我们发现，可以方便地将所述备用装置的齿轮面并入所述蜗轮18，并将所述锁定机构设置为第二蜗齿轮21。所述第二蜗齿轮21与所述第一蜗齿轮19同步旋转,而这,通过将所述蜗齿轮设置为与蜗轮18的直径的相对端部啮合，并且，为了确保同步性，将所述齿轮相互连接，可以很容易地实现。在所示的方式中，通过交叉皮带22将所述蜗齿轮相互连接，所述交叉皮带22在固定到所述齿轮19和21的上缘的滑轮23之间运行。该种设置导致第二蜗齿轮21相对于所述第一蜗齿轮19做反向转动。或者，所述齿轮之间，可以通过齿轮传动链或柔性驱动装置相互连接。作为另一选择，所述蜗齿轮21可以通过独立电机和齿轮箱来驱动，并且受其控制，以一种与所述电机15和蜗齿轮19的转速相关的速度反向运行。
[0050]从图2可以看出，虽然所述蜗齿轮19与所述蜗轮18完全啮合，但是，所述蜗齿轮21仅为部分啮合。这可在图3得到更清楚的显示，图3中，以更大的比例示出了所述第二蜗齿轮21和所述蜗轮18之间的连接，但必须理解的是，由于所述蜗轮18的轮齿为扇形(参照图7)，所述间隙并不完全显而易见。通过同步反向转动所述第二蜗齿轮21和所述第一蜗齿轮19，我们可以保证，所述蜗齿轮21和所述蜗轮之间即使存在最小间隙，也无需在所述蜗齿轮21和所述蜗轮18之间设置驱动器。但是，可以理解的是，在所述调平驱动器发生故障时，在因部分啮合产生的重叠导致所述蜗轮18与所述第二蜗齿轮21啮合之前，所述蜗轮只会做极少量的转动。
[0051]蜗齿轮作为备用锁定齿轮使用的一个优点是，所述蜗齿轮21是自锁的，不会逆向驱动。另外，如果所述驱动蜗齿轮19和所述蜗轮18之间的磨损严重到允许所述蜗轮与所述第二蜗齿轮21接触的程度，由此产生的转矩将会导致皮带22相对于滑轮23打滑或者跳脱，从而导致系统的锁定以及楼梯升降机的停止。
[0052]在调平驱动器内部发生故障时，除了将所述蜗轮18锁定至所述第二蜗齿轮21，本发明还提供了在激活安全备用装置的情况下，将电源切换至所述主楼梯升降机驱动电机10和所述调平电机15的设备。在所示实施例中，该设备允许所述第二蜗齿轮21沿着其轴线线性位移，参照图4至6，可以更好的理解所述第二蜗齿轮21的线性位移的方式。
[0053]图4示出了本发明的的驱动和安全备用系统的正常操作配置。通过安装在所述壳体17内的弹簧加载柱塞25,所述第二蜗齿轮21保持在一个固定的轴向位置,所述柱塞25具有一个球状末端26 (图3)，所述球状末端26与设在所述齿轮21周围的上凹槽27啮合。还设有具有操作臂29的安全断路开关28，所述操作臂29常与设在所述第二蜗齿轮21周围的下部外围槽30相啮合。
[0054]根据楼梯升降机在调平驱动系统内部发生故障时的方向，以及由此引起的所述第二蜗齿轮21和蜗轮18的啮合，所述第二蜗齿轮21将会在轴向向上(图5)或向下(图6)位移。在这两种情况下，所述蜗齿轮21的轴向运动可以克服柱塞25施加的固持力，并且，接着使安全开关28的操作臂29位移离开其凹槽30。位移时，所述操作臂29驱动所述开关28，以切断提供给所述主驱动电机10和所述调平电机15的电源。
[0055]现在参照图8至13，其进一步示出了单元40，其用于实现楼梯升降机的座椅的调平，所述单元40包括安全备用设备，以在所述调平设备内部发生驱动故障时，确保乘客的安全。如上所述的实施例，所述单元40处于图1中框A，并且，如图8所示，大致包括电机
41、传动装置壳体42、和附着有座椅接口 14的输出轮毂43。通过所述托架和所述壳体42之间任何合适的固定件，所述单元固定到所述楼梯升降机的托架6上。
[0056]从广义上讲，所述传动装置壳体42包含第一驱动级、第二驱动级和安全备用级或锁定机构，所述安全备用级或锁定机构用以确保第二驱动级发生故障时的安全。在这个特定的实施例中，当所述第一驱动级发生故障时，所述安全备用级不起到备用作用，除非通过使所述第二驱动级不可反向驱动，来有效的处理所述第一驱动级的故障，也就是说，在第一驱动级内部发生故障时，所述第二驱动级的内部摩擦或阻力使得第二驱动级可有效地实现锁定。
[0057]通过图9至13可以看出，第一驱动蜗齿轮44安装在电机41的输出轴上，以便与之一起转动，所述蜗齿轮44与所述第一驱动蜗齿轮45啮合。所述第一驱动蜗齿轮45安装或形成在第二驱动轴46的内端，所述驱动轴46安装在轴承47和支撑端盖48之间。第二蜗齿轮50从所述蜗齿轮45沿着第二驱动轴46的轴向隔开，然后与第二驱动蜗轮51啮合。第二驱动蜗轮51安装在传动轴52的内端，所述传动轴52具有安装或形成在外端的驱动小齿轮53，其中所述驱动小齿轮53与所述输出轮毂43上的互补齿轮面54相啮合。虽然所述蜗齿轮51、传动轴52和小齿轮53的确切配置从附图中难以确定，本质上，它与图10所示的所述安全备用级的设置相同，该设置将在下面详述。
[0058]通过上述齿轮的组合，所述驱动电机41的旋转可以借此传动轮毂43的旋转，以调平楼梯升降机的座椅。
[0059]所述安全备用级与上述第二驱动级在配置上相似。在所示的方式中，所述安全备用级包括安全主轴55，其与第二驱动轴46同轴。所述安全主轴55的一端通过所述第二驱动轴46支撑，另一端进一步通过支撑端盖56支撑。在所述安全主轴55的内端，设有分叉插口 57，所述分叉插口 57嵌合在设在第二驱动轴46内的轴向孔58内。该设置允许所述安全主轴55相对于所述第二驱动轴46轴向滑动，其中原因将会通过下文的说明显而易见。定位销60安装在所述第二驱动轴46上，直径上突出并穿过孔58和分叉插口 57，以将轴46的转动传动到所述安全主轴55.[0060]可以看出，所述安全主轴55承载一蜗齿轮61，所述蜗齿轮61与安全蜗轮62接触但非接触式地啮合。如在图10中最清楚地看到，所述蜗轮62安装在安全传动轴63的内端，所述传动轴63的内端承载小齿轮面64，其也与轮毂43上的齿轮面54啮合。
[0061]为了确保安全主轴55上的蜗齿轮61仅与所述安全蜗轮62接触及非接触式地啮合，所述齿轮面形成的间隙比第二驱动器侧的间隙要打。另外，通过相对精细的带齿花键接头，所述安全蜗轮62优选地固定在安全传动轴63上，从而调整所述蜗轮62的位置，以确保实现必要的间隙量。
[0062]在正常操作中，从轮毂43上驱动所述安全蜗齿轮62，接着，从所述第二驱动级上驱动所述轮毂43。从所述第二驱动轴46上定时地驱动所述安全主轴55。如上所述，备用的配置是这样的，在正常操作期间，所述安全蜗齿轮61和所述安全蜗轮62之间不存在接触。参照图11至13，下面将对正常操作和安全备用的两种模式的构成进行详细地说明。
[0063]在对不同的操作配置进行说明之前，需要对所述安全备用级的附加特征进行说明。在图11至13清楚地看到，所述安全备用级还包括一个滑块65，所述滑块65支承在所述传动装置壳体42内，并与设在所述安全主轴55的表面上的环形槽66啮合。该设置即为，所述轴55可相对于滑块65旋转，但所述轴55的任何轴向位移将决定所述滑块的位移。
[0064]在图11所示的正常的操作位置，所述滑块65的轴向位置以及所述主安全轴55均由制动活塞67保持固定，所述制动活塞67与所述滑块65的外表面中的制动凹槽68相啮合。电源切断柱塞69也与所述凹槽68相啮合。在第二驱动级内部发生故障时，所述主轴55和滑块65轴向位移，其位移方式将在下文进行说明。
[0065]根据导轨上的托架位置以及所述导轨的配置和结构，在调平驱动器发生故障的情况下，所述座椅接口可能自由下降至右侧，如图12所示，或左侧，如图13所示。在这两种情况下，第二驱动级的故障将会导致所述第二驱动轴46停止转动，从而使所述安全主轴55停止转动。然而，座椅的重量会造成轮毂43的旋转，并导致所述安全蜗齿轮62与安全蜗齿轮61主动啮合。当这种情况发生时,一轴向力施加到所述主安全轴55上，所述主安全轴55克服由制动活塞67施加的阻力，并与所述滑块进行轴向位移。
[0066]如图12所示，如果座椅接口下降到右侧，所述安全主轴55和滑块65偏移到左侧。当达到可移动的极限时，锁定柱塞70与所述滑块中的右侧锁定孔71啮合。在图13所示，如果座椅接口下降到左侧，所述安全主轴55和滑块65偏移到右边。当达到右侧可移动的极限时，所述锁定柱塞70与所述滑块中的左侧锁定孔72相啮合，以锁定所述单元来防止其进一步的移动。
[0067]在这两种情况下，当所述滑块65位移时，电源切断柱塞69也从所述制动凹槽68中位移离开，从而切断供至电机10和41的电源。
[0068]因此，应当理解的是，至少在本文所述的实施例中，所述调平驱动和安全备用装置具有一些显着的优点，包括:
[0069]1.在两个实施例中，由于所述备用装置包括至少与蜗轮部分啮合的蜗齿轮，在发生驱动故障时，所述主调平轮或轮毂可以在被安全备用齿轮锁定之前，仅做少量的旋转。通过改变所述备用蜗齿轮和蜗轮的间距，并控制蜗齿轮21的可行的轴向运动，可以以可预测的控制方式对精确的移动量进行调整。
[0070]2.备用装置非常紧凑。
[0071]本文所述的装置实质上为纯机械式，完全符合现有的安全标准。
【权利要求】
1.一种为楼梯升降机安装安全设备的方法，所述楼梯升降机具有可沿导轨移动的托架；可枢转地安装在所述托架上的座椅；可使所述座椅相对于所述托架枢转的调平电机；以及，使所述调平电机的输出连接到所述座椅的传动装置，所述方法的特征在于，其包括提供一个随所述座椅的枢转运动而移动的齿轮面，和一个与所述齿轮面至少部分啮合的锁定机构，从而在所述传动装置发生故障时，所述齿轮面和所述锁定机构啮合。
2.一种楼梯升降机，其具有可沿导轨移动的托架；可枢转地安装在所述托架上的座椅；可使所述座椅相对于所述托架枢转的调平电机；以及，使所述调平电机的输出连接到所述座椅的传动装置，所述楼梯升降机的特征在于，其还包括一个可随所述座椅的枢转运动而移动的齿轮面，和一个与所述从动齿轮至少部分啮合的锁定机构，从而在所述传动装置发生故障时，使所述齿轮面和所述锁定机构啮合。
3.根据权利要求2所述的楼梯升降机，其中所述锁定机构可操作地连接到所述传动装置。
4.根据权利要求2或3所述的楼梯升降机，其中齿轮面包含在轮子内部，所述轮子的轴线与所述座椅的枢轴重合。
5.根据权利要求4所述的楼梯升降机，其中轮子与所述传动装置啮合或构成所述传动装置的一部分。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的楼梯升降机，其中所述锁定机构包括或包含转动齿轮，所述转动齿轮的速度与所述传动装置的转速相关。
7.根据权利要求7所述的楼梯升降机，其中所述锁定机构和所述传动装置包括基本上相同的与蜗轮啮合的蜗齿轮。
8.根据权利要求7所述的楼梯升降机，其中所述蜗齿轮设置成可与所述蜗轮的不同弧线啮合。
9.根据权利要求7或8所述的楼梯升降机，其中所述蜗齿轮设置成，在所述轮子的直径上相对的端部上，与所述蜗轮啮合。
10.根据权利要求7到9中任一项所述的楼梯升降机，其中所述蜗齿轮通过皮带驱动器相互连接，所述皮带驱动器用于实现所述锁定齿轮相对于所述变速齿轮的反向转动。
11.根据权利要求2或3所述的楼梯升降机，其中所述传动装置包括第一驱动级和第二驱动级。
12.根据权利要求11所述的楼梯升降机，其中所述锁定机构连接到所述第二驱动级。
13.根据权利要求12所述的楼梯升降机，其中所述锁定机构和所述第二驱动级分别包括围绕一个实质上的共轴线转动的蜗齿轮。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的楼梯升降机，其中所述第二驱动级不可回绕。
【文档编号】B66B9/08GK103443013SQ201280009495
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2012年3月5日 优先权日:2011年3月4日
【发明者】安德里亚斯·恰巴·斯森缇丝特温尼, 马丁·斯诺克 申请人:斯坦纳座椅电梯有限公司