专利名称：齿条和形成该齿条的方法
技术领域：
本发明涉及一种齿条和形成该齿条的方法。特别是，但并非专门地，本发明涉及一 种包括多个层压件的齿条(例如，适用于齿轮系统类型的，如齿条和小齿轮)。本发明的实 施例适用于楼梯升降机的轨道中。
背景技术：
楼梯升降机运送人们(或轮椅或类似物)上下楼梯，协助上下楼梯存在困难的人 和特别是行动受限的人。一般，将轨道安装到一段楼梯上或者安装到其附近，并且通过滑架 将椅子(或用于轮椅的平台)安装到轨道上。用户通过控制装置可以控制滑架沿轨道移动 和上下楼梯。根据楼梯升降机要上下移动到其处的楼梯间的结构，轨道可以是直的或弯曲 的。楼梯升降机轨道通常是由铝或钢制成的，并且可按多种不同的横截面来提供。通 常，楼梯升降机轨道通过挤压形成。然而，这样楼梯升降机轨道的生产可能是缓慢的和昂贵 的。它们可能是重型的，这样就具有制造的隐含成本并且妨碍安装。结果，通常以相对较短 的长度来制造它们-特别是用于家用设施-意味着可能需要将多段轨道相互连接在一起以 形成所需要的轨道长度。将不连续的轨道段相互连接在一起就可能产生问题，因为不容易 提供用于滑架移动的平滑且连续的轨道时。特别是对于按半径和螺旋形弯曲成的弯曲的楼 梯升降机的轨道。在段接头处的任何变形或缺陷可能在移动期间不理想地导致接头的移 动，这对于楼梯升降机的用户来说可能是不舒服的或甚至是痛苦的。
发明内容
本发明是基于上述目的而设计的。根据本发明的第一方面，提供一种如权利要求1所限定的形成齿条的方法。根据本发明的第二方面，提供一种如权利要求18所限定的层压齿条。在本发明的第一和第二方面的每一个中，通过多个层压件来形成楼梯升降机的齿 条，而不是通过传统的机加工工艺，这样就有利地能够以较长的长度来制造，意味着制造和 安装两者都更便宜和容易。另外，有利的是，齿条基本上是勻质和等厚度的。此外，可以利用连续加工来完成生产。也就是说，加工流水线可以连续地运行以提 高效率_而不像传统的机加工工艺，其限制了一次加工的长度和段数。此外，对于操作者来 说，必须要装卸传统的机加工工艺，加重了低效率缺陷。在一实施例中，所述方法可以包括从每个条带上除去部分材料以减少其质量。因 此，这有利地减少了所生产出的齿条的质量、简化了齿条的制造和安装。各条带可以被成型(profiled)。优选地，所述成型包括形成多个齿。更优选地，将 条带固定在一起包括对齐各轮廓，以便层压件的叠层具有相同的轮廓。这就生产出适用于 与如在楼梯升降机中的齿轮/辊一起使用的齿条。有利的是，对齐所述层压件在齿根侧面 加强了齿条并且能够按均勻的方式横过层压件施加载荷。
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为了减小每个层压件的质量，还可以从各层压件的“中立区”除去材料，从而减小 了齿条的总体质量。有利地，与传统的铣削加工相比，这能够在生产中加快材料的处理。在一实施例中，条带的固定包括钎焊，并且优选地是感应钎焊。最优选地是使用铜 焊。在一实施例中，也使用干涉钎焊。在一实施例中，这涉及到在某些或所有条带上设置能 与其邻近的条带配合的结构特征，以协助感应钎焊。有利的是，铜焊能够使层压的叠层各向 同性地弯曲，从而能够生产出供弯曲的楼梯升降机轨道中使用的弯曲的齿条。可以在轨道的一侧或两侧上设置护罩。护罩可以包括连接(例如，通过钎焊)到 叠层的一侧或两侧上的细长条带。优选地是，护罩的大小可做成使得叠层的大部分被容纳 在护罩内部。有利地，这覆盖了各带齿的层压件的轮廓，确保轨道的使用安全。可以操作、弯曲齿条以形成一曲形的或弯曲的齿条。有利地，在操作或弯曲轨道期 间，各相邻条带的位置关系基本上维持不变。可以提供一复合的齿条，其由相互连接在一起的多个齿条段形成，以形成一段齿 条。可以使用直的和/或弯曲的齿条段。当用于楼梯升降机的应用中时，这使得用于楼梯 升降机的一轨道系统能够提供在任何楼梯或楼梯间中，适应于任何拐角、转角或弯曲处。可以提供多条端对端连接的齿条以形成适用于楼梯升降机齿条的连续齿条。在一 实施例中，叠层内的一个或多个层压件可以彼此交错排列以助于确保在其间的接头处的平 稳过渡并且确保载荷沿轨道均勻地分布。也可以使交错排列的各层压件的轮廓对齐以形成 没有节距误差的连续齿条。
接下来将参照以下附图描述本发明的实施例，其中图Ia-Ic显示用于本发明实施例中的成型条带处于制造过程中的不同阶段；图Id是图Ic的一部分的放大图；图2a_2d显示根据本发明实施例的用于形成供楼梯升降机轨道使用的层压齿条 的各加工阶段；图3a和3b显示图2c和2d中所示阶段的备选视图；图4a_4c显示根据本发明的层压齿条的不同实施例；图5显示位于直楼梯升降机轨道段内部的处于原位的示例性层压齿条；图6显示直楼梯升降机轨道段的示例性层压齿条接头组件；图7a示出本发明另一个实施例的层压齿条；图7b示出本发明又一个实施例的层压齿条；和图8显示用于复杂的多段楼梯组中的根据本发明实施例的层压齿条段。
具体实施例方式参见图la，显示了两个细长的条带(或层压件)10。条带10被成型为具有尖峰12 和沟槽14以产生一“齿状”轮廓。可以在条带10上设置孔16，以减少条带10的质量。条 带优选由如低碳钢或不锈钢的金属形成。条带10中的沟槽14可以被刮削以减小如图Ib所示位置18处的齿根半径。这在 条带10中制造出了倒圆的沟槽14’。优点是，两个条带可以一起被制造成对称轮廓，然后进一步加工以制造齿根半径。齿根半径优选用于强度以由此减小应力水平。可选地，假如负 荷是可接受的，可以使用平底轮廓，这就没必要进一步加工以生产出半径18。条带10可以由位于卷材上的连续金属片形成。可以使用理想尺寸的坯料形式的 金属片(但是受质量限制，例如一般为1-3吨的卷材)。为了形成条带10，金属被展开并弄 直，并且被“进料”通过一连续加工装置，例如以便对它进行成型。在加工流水线的末端，可 以将金属重新缠绕到线轴上，将其切割成所要求的规定长度，或者进一步将其加工成层压 件以形成楼梯升降机齿条。可以将连续生产过程分成可控制的模块。因此，型材(profile) 可以首先被切削，然后存储到卷材上。然后，可以使这些卷材进入到铜焊的连续生产线中， 用于合并多个层压件层、钎焊并且切割成段。比较起来，目前制造传统挤压齿条的机器在相同的时间下所加工的单元的长度和 数量上都受到限制。不利的是，还必须由操作者来执行装卸工作。图Ic和Id示出压制出的结构特征20、22与24，其用来在相邻的条带10之间形成 干涉配合。所述条带被压制以形成突起20和相应的孔或洞22、24，突起20的大小被做成能 配合到该相应孔或洞中。如果要求对称，突起20可被做成背对背地配合在一起，虽然相对 于工具设计，这是更复杂的。突起20和洞22、24有助于条带10结合在一起。突起20和洞 22还有助于保持条带的相互对齐，以保持其位置关系。然而，其它结合方式(如钎焊)可能 是合乎需要的，这将在下面更详细描述。图Ic还示出条带10的主表面21，其具有小的厚度 21。图Id是图Ic的放大图，其更详细地示出突起20和洞22(或孔24)。图2a到2d示出用于楼梯升降机轨道中使用的齿条30的各生产阶段。图2a示出由单个、更大的条带26压制成的两个细长条带10。可选地，每个条带 10都可以由单个条带来独立地制造，或者多个条带可以由宽条带26来制造。在图2a示出 的实施例中，生产出两个条带10，其各具有带齿的轮廓。还可以在连续生产过程的该阶段再 利用传统的压制技术来生产出孔16。类似地，在条带10中压制出干涉结构特征20、22、24。在加工的下一阶段将重新定位(re-pitch)(即对正)结构特征22和24，并且将已 经形成的两个条带10分开-如图2b所示。图2b还示出进一步的压制过程，执行该压制过 程以减小沟槽14的齿根半径(如以上关于图Ib的描述)。在该阶段，在条带10的表面上 施加钎焊料如铜膏27用于随后的铜焊。可选择地，可以使用结合两种材料的任何工艺(例 如线焊接或激光焊接)。然后，通过卷材进给(如参照与连续生产过程的描述有关的以上内容)，将细长条 带10的多个30组合在一起(主表面相互邻接)。如图2c和3a中所描述的，驱动条带通过 夹送滚轮32。从动齿轮34确保实时对齐条带的轮廓以保证尖峰12和沟槽14’相互排列 好。齿轮34具有一系列间隔开的齿36，齿36的大小做成配合到叠层30的沟槽14’内部。 这样，干涉结构特征20、22、24被相互压在一起。在这些图中，齿条是由两排交错排列的不 对称突起(从齿的顶端看)组成的，从而使干涉结构特征20、22、24配合在一起以在齿条的 每个侧面上形成光滑的外表面并且是对称的。可选择地，如果需要，可以生产出全部面对相 同的突起方向的一排条带。当从齿的顶端看时，这将生产出不对称的轮廓。图2c和3a示出相互交错排列的两组层压件30a、30b。接下来将参照以下的图6 和7来描述其重要性。
图2d和3b表示叠层30的最后的感应加热。在该阶段，将铜膏熔化到与其邻接的 条带10上。在铜焊期间，铜在干涉结构特征或非常靠近的表面即主要结构特征22与24之 间流动/走动。然后在压力下通过一组夹送滚轮38将条带或层压件10的叠层30钎焊在 一起形成齿条45 (例如，如图4a所示)。在钎焊加工期间，从动齿轮40的齿42实时对准成 型后的叠层30。与图2c和3a相反，图2d和3b示出相互对齐-即不交错排列的层压件30a、30b 的组。将参照图5来进一步详细描述该布置。图3b还示出了护罩44，其可以被加到叠层30的外表面上。应当注意到，可以将护 罩44设置在叠层30的一侧或两侧上。图4a示出没有任何护罩的叠层30，图4b示出沿一 侧设置有护罩44的叠层，并且图4c示出在两侧设置有护罩44的叠层30。从而，图4a表示 加工好的齿条45，没有任何护罩，其可以被用于楼梯升降机的轨道中(例如参见图5)。图 4b和4c表示用于楼梯升降机轨道(未示出)中使用的具有护罩44的加工好的齿条46。设 置在楼梯升降机滑架内部的轮子、齿轮或滚轮(未显示)构造成沿齿条45、46运行。所述 轮子/齿装置控制楼梯升降机沿齿条45、46的运动。例如，可以使用如前所述的铜膏将护罩钎焊到叠层30上。可选择地，可以简单地 焊上护罩44。可选择地，可以将护罩44夹紧在叠层30的外部条带10上或者压入到其中， 压入到设置在其上的腔中例如孔16或其他专用腔(未示出)。公知的楼梯升降机轨道需要 在挤压成形的齿条上加工出坡口以用于附加上护罩。因此，将护罩固定到层压齿条上的上 述方式和公知轨道相比有利地节省了费用且简化了制造。此外，从卫生和安全的观点来看护罩是有益的。叠层30的齿可能是锋利的，并且 如果外露出来，则可能是危险的。因此，采用护罩44包围带齿的齿条并且遮掩叠层30的尖 峰12是有利的。护罩还可以协助将轮子或齿轮保持在楼梯升降机的齿条上。可选择地，处于层压件形式的齿条45可在没有护罩的情况下被用于轨道装置中。 图5和6示出设置在楼梯升降机轨道外壳50内部的层压齿条45的实例。可以将轨道50 安装(例如螺接)到楼梯的踏板(未示出)上。支承轨道50 —般可以由挤压成形的铝形 成。支承轨道50的支架52卡紧层压件30。在所述实施例中，铜焊可能会成为可选择的，因 为轨道50内部的卡紧可以将层压件10固定在一起并且就地固定在轨道50的内部。然而， 可以利用干涉结构特征20、22、24来协助将层压件固定在一起。在图5中，可以将楼梯升降机的椅子(未示出)安装在滑架上，该滑架包括被驱动 (例如通过电动机)以沿轨道传送滑架(例如上下一段楼梯)的滚轮或齿轮。图5的楼梯升降机轨道50可以由多个不连续段形成。图6示出在两个楼梯升降 机的轨道段50a、50b之间的示例性接头。至于图5的实施例，可以使用支架52来将层压件 10相互固定在一起并且固定到轨道50的内部而不需要铜焊。另外，可以通过交错排列/重 叠多组层压件10来结合成层压件50，以便确保沿轨道50的长度正确的定位和对齐。例如， 在图6中，第一段楼梯升降机轨道50a包括相互交错排列的第一组层压件30a和第二组层 压件30b。此外，第二段楼梯升降机轨道50b包括同样相互交错排列的第一组层压件30c和 第二组层压件30d。第一轨道段50a的层压件30a、30b的交错排列与第二轨道段50b的层 压件30c、30d的相反。这允许层压件30a、30c端到端地对准并且同时允许层压件30b、30d 端到端地对准以有效地形成连续的层压齿条45。可以利用如铆钉或销钉54的紧固装置来
7将层压件30b、30c固定在一起。上述论述涉及直的楼梯升降机轨道，但是本发明的实施例还可以应用于弯曲的楼 梯升降机轨道中。参见图7a和7b，示出了弯曲的导轨段60。为了获得所要求的曲率(半 径和/或螺旋形)和维持所要求的轮廓对准，弯轨60可以是将直的部分(例如如上所述) 通过在专门的折弯机(未示出)上弯曲齿条形成。通过钎焊将层压件固定在一起能够使层 压的叠层30各向同性地弯曲。也就是，正如以上的讨论，通过钎焊将层压件固定在一起确 保了当将齿条弯曲成所要求的形状时层压件不会相互移动一即它们各自的位置关系维持 不变。这对于确保齿条的真实节距不变是很重要的。因此，本发明的实施例是为从多个细 长的条带来制造和操纵基本上等厚的均勻齿条而提供的。层压件30的叠层-其形成了驱动轨道60-可以例如通过焊接连接到轨道60上。 楼梯升降机的滑架(未示出)一般围绕导轨60安装，并且楼梯升降机(未示出)可以通过 设置在楼梯升降机滑架内部的滚轮或齿轮(未示出)沿驱动轨道30移动。导轨60的一端 62可装备有接头塞，其可以被插入到轨道60的末端中，或者可以与其形成整体。所述塞62 可以被插入另一个导轨段60的末端64中。在导轨60中设置了孔66。可以使用固定部件 如螺钉(未示出)通过相邻轨道端部62、64上的孔66来将相邻的段60相互固定在一起。因此，为了形成所要求的轨道长度，可以将不同的弯曲段60结合在一起。该布置 可以有利地应用在楼梯不是直的情况中，例如它们绕拐角弯曲或成曲形。轨道30、60可以 为任何长度并且可以弯曲/成曲形成包括90度(举例来说)的任何角度。例如，图8示出 安装在楼梯间70中的楼梯升降机68。楼梯升降机68沿一对驱动轨道60移动。设置在楼 梯升降机68的滑架内部的轮子、齿轮和/或滚轮(未示出)构造成沿驱动轨道60运行。轨 道60包括多个直的轨道段60a和弯曲的轨道段60b。因此，本发明的实施例提供了一种系 统，其充分地适用于任何楼梯间或任何种类的楼梯中，无论是直的或弯曲的或者各自在不 同位置的混合。对于直的和弯曲的段能够使用相同的齿条确保了沿轨道整个长度的齿条的 均一性，并且在相邻段的接头处提供了平滑过渡。
权利要求
一种形成齿条的方法，所述方法包括提供多个细长的条带；和将所述多个条带固定到一起成为条带叠层以形成所述齿条；其中所述条带被成型以具有所述齿条的轮廓。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述齿条适于用在楼梯升降机的轨道中。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括从每个所述条带上除去部分材料 以便减少其质量。
4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，还包括成型每个条带。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述成型的步骤包括形成多个齿。
6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，将所述条带固定在一起的步骤包括对准 各轮廓，以便所述叠层具有相同的轮廓。
7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述固定步骤包括钎焊。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述钎焊是感应钎焊。
9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述钎焊是铜焊。
10.如权利要求7-9中任一项所述的方法，其特征在于，所述钎焊是干涉钎焊。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括在某些或所有的条带上设置能与 其相邻条带配合的结构特征以协助感应钎焊。
12.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，还包括将护罩添加到齿条的一 侧或两侧上。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述护罩包括连接到齿条的一侧或两侧 上的细长条带。
14.如权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述护罩的尺寸被做成使得大部分 齿条容纳在所述护罩的内部。
15.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，还包括操作或弯曲所述齿条以 形成弯曲齿条。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，在操作或弯曲齿条期间，各相邻条带的位 置关系基本上维持不变。
17.一种形成复合齿条的方法，包括形成多段如前述任一项权利要求所述的齿条，并且 将所述齿条段连接在一起以形成一段齿条。
18.—种齿条，其包括多个细长条带，所述多个细长条带被固定在一起成为条带叠层以 形成所述齿条，其中所述条带被成型以具有齿条的轮廓。
19.如权利要求18所述的齿条，其特征在于，所述齿条适于用在楼梯升降机的轨道中。
20.如权利要求18或19所述的齿条，其其特征在于，从每个所述条带上除去部分材料 以便减少其质量。
21.如权利要求18-20中任一项所述的齿条，其特征在于，每个条带都被成型。
22.如权利要求21所述的齿条，其特征在于，所述成型出的条带包括多个齿。
23.如权利要求21或22所述的齿条，其特征在于，所述条带的叠层包括多个条带，它们 被固定在一起以使叠层的轮廓对准。
24.如权利要求18-23中任一项所述的齿条，其特征在于，各相邻的条带被钎焊在一起。
25.如权利要求24所述的齿条，其特征在于，各相邻的条带用铜钎焊在一起。
26.如权利要求24或25所述的齿条，其特征在于，某些或全部条带包括相互配合以协 助将它们固定在一起的结构特征。
27.如权利要求18-26中任一项所述的齿条，其特征在于，还包括位于所述齿条的一侧 或两侧上的护罩。
28.如权利要求21所述的齿条，其特征在于，所述护罩包括连接到齿条的一侧或两侧 上的细长条带。
29.如权利要求27或28所述的齿条，其特征在于，所述护罩的尺寸被做成使得大部分 齿条容纳在所述护罩的内部。
30.如权利要求18-29中任一项所述的齿条，其特征在于，所述齿条是成曲线的或弯曲的。
31.一种复合齿条，包括如权利要求18-30中任一项所述的多个齿条段，所述齿条段结 合在一起以形成一段齿条。
32.如权利要求18-31中任一项所述的齿条，其特征在于，所述齿条是等厚度的。
33.一种基本上如以上参考附图所描述的齿条。
全文摘要
本发明涉及一种形成适用于楼梯升降机轨道中的齿条(45)的方法(例如，被用于如齿条-齿轮的齿轮系统中的类型)，包括提供细长的条带(10)的多个(30)并且将多个条带相互固定成条带叠层以形成齿条。所述条带可被成型以具有齿条的轮廓。优选是，该轮廓提供带齿的齿条，供楼梯升降机滑架的齿轮或滚轮在该带齿的齿条上被驱动。可以以连续生产过程来形成齿条。齿条可以是直的或弯曲的。还公开了一种齿条，其包括多个细长的条带，它们被固定在一起成为条带叠层。
文档编号B23K1/002GK101956806SQ20091025304
公开日2011年1月26日 申请日期2009年9月15日 优先权日2008年9月15日
发明者N·G·勒基特 申请人:明尼维特有限公司