自锁齿轮和包括自锁齿轮的人员输送机的制作方法

本发明涉及一种自锁齿轮，特定地说涉及一种构造成用于人员输送机中的自锁齿轮。本发明还涉及一种包括这种自锁齿轮的人员输送机以及一种操作这种人员输送机的方法。

背景技术：

诸如自动扶梯或移动人行道的人员输送机通常包括构造成用于输送人员的诸如托盘或梯级的输送元件链，以及构造成用于驱动输送元件链的驱动单元。由驱动单元提供的扭矩经由传动元件传递到输送元件链，所述传动元件特定地说可以包括链和/或带。

特定地说，在输送元件链在不同高度水平诸如建筑物的不同楼层之间延伸的构型中，存在万一驱动单元和/或至少一个传动元件失效则输送元件将以不受控制的方式向下移动的风险。

希望避免输送元件的这种不受控制的移动。

技术实现要素：

根据本发明的示例性实施方案，自锁齿轮包括：可旋转的输入元件；内齿形外齿轮，其构造成用作输出元件；外齿形内齿轮，其布置在外齿轮内，并具有比外齿轮更小的直径和更少的齿；以及平行于输入元件延伸的多个偏心元件。每个偏心元件布置在形成在内齿轮内的对应的圆形开口中，使得偏心元件可围绕延伸通过相应的圆形开口的中心的第一轴线旋转。输入元件驱动地耦接到至少两个偏心元件，例如使所述至少两个偏心元件中的每一个围绕相应的第二轴线旋转，相应的第二轴线平行于并偏心于相应的偏心元件的第一轴线布置。开口和偏心元件特定地说可以相对于内齿轮的中心对称地布置。

根据本发明的另一示例性实施方案，自锁齿轮包括壳体；内齿形外齿轮，其可相对于壳体旋转并构造成用作输出元件；外齿形内齿轮，其布置在外齿轮内并具有比外齿轮更小的直径和更少的齿；第一偏心元件，其包括构造成用作输入元件的第一部分和第二部分，所述第二部分相对于第一部分偏心并连接到内齿轮，使得当输入元件围绕第一部分的轴线旋转时内齿轮沿着偏心路径移动。自锁齿轮还包括平行于第一偏心元件延伸的第二和第三偏心元件。第二和第三偏心元件中的每一个包括具有第一轴线的第一圆柱形部分和具有第二轴线的第二圆柱形部分，所述第二轴线相对于第一轴线平行且偏心地延伸。第二圆柱形部分布置在形成在内齿轮内的对应的环形开口中，使得相应的偏心元件可围绕第二轴线旋转。自锁齿轮还包括第四偏心元件，所述第四偏心元件附接到壳体并包括空腔，其中第三偏心元件的第二圆柱形部分可旋转地布置在所述空腔内。特定地说，第四偏心元件可以附接到壳体，使得其可围绕轴线旋转，所述轴线相对于第三偏心元件的第二轴线偏心。

根据本发明的示例性实施方案的人员输送机包括构造成用于输送人员的输送元件链；驱动单元，其构造成用于驱动输送元件链；以及根据本发明的示例性实施方案中的一个的自锁齿轮。驱动单元连接到自锁齿轮的输入元件，并且输送元件链连接到自锁齿轮的输出元件，使得输送元件链由驱动单元经由自锁齿轮驱动。

特定地说，人员输送机可以是自动扶梯，其中输送元件链是包括多个梯级的梯级链。

一种操作根据本发明的示例性实施方案的人员输送机的方法包括操作驱动单元以便经由自锁齿轮驱动输送元件链。

一种操作根据本发明的示例性实施方案的人员输送机的方法还包括当不经由输入元件提供扭矩时，即当驱动单元不经由自锁齿轮驱动输送元件链时通过自锁齿轮来制动输送元件链。

根据本发明的示例性实施方案的自锁齿轮构造成在正常驱动操作中，即当通过由驱动单元提供的扭矩驱动输送元件链时，将扭矩从输入元件传递到输出元件。

然而，如果不经由自锁齿轮的输入元件提供扭矩，例如由于驱动单元或至少一个传动元件发生故障，则自锁齿轮锁定以便制动输出元件。通过锁定自锁齿轮来制动输出元件避免了机械连接到输出元件的输送元件链的不希望的不受控制的移动。

根据本发明的示例性实施方案的自锁齿轮可以以这样的构型实施，所述构型可以集成在链轮的主驱动轴中，所述链轮提供用于驱动人员输送机的输送元件链。这种构型允许将自锁齿轮集成到人员输送机中，而不增加链轮所需的空间。因此，可以将根据本发明的示例性实施方案的自锁齿轮添加到现有的人员输送机设计中。

附图说明

在下文中，参考附图更详细地描述本发明的示例性实施方案。

图1示出了根据本发明的示例性实施方案的人员输送机的示意性侧视图。

图2示出了根据本发明的第一示例性实施方案的自锁齿轮装置的透视截面前视图。

图3示出了图2所示的自锁齿轮装置的平面前视图。

图4示出了图2和图3所示的自锁齿轮装置的平面后视图。

图5示出了图2到图4所示的自锁齿轮装置的横截面图。

图6a示出了根据本发明的第二示例性实施方案的没有其外壳的自锁齿轮装置的透视截面前视图。

图6b示出了图6a所示的具有其外壳的自锁齿轮装置的透视截面前视图。

图7示出了图6a和6b所示的自锁齿轮装置的透视后视图。

图8示出了图6a、6b和图7所示的自锁齿轮装置的平面后视图。

图9示出了图6a、6b、图7和图8所示的自锁齿轮装置的横截面视图。

具体实施方式

图1示出了在两个层站11之间延伸的人员输送机10的示意性侧视图。在图1所示的示例性实施方案中，人员输送机10是包括多个梯级13的自动扶梯。然而，技术人员将理解，本发明的示例性实施方案可以包括不同种类的人员输送机10，特别是移动人行道，其包括多个托盘而不是梯级13。梯级13布置为输送元件链12。输送元件链12与安装到旋转轴8的链轮16啮合。驱动单元14构造成用于经由传动元件18驱动旋转轴8并因而驱动链轮16和输送元件链12，所述传动元件可以是链、带或齿轮系。

根据本发明的示例性实施方案的自锁齿轮装置20、40布置在旋转轴8内，使得其在图1中不可见。以下将关于图2到图9更详细地描述自锁齿轮装置20、40的示例性实施方案。

特定地说，旋转轴8可以是自锁齿轮装置20、40的输出元件8。传动元件18可以连接到自锁齿轮装置20、40的输入元件4。在这种构型中，由驱动单元14提供的扭矩经由传动元件18传递到自锁齿轮装置20、40的输入元件4。自锁齿轮装置20、40构造成将扭矩传递到其输出元件8和安装到输出元件8的链轮16。

图2示出了根据本发明的第一示例性实施方案的自锁齿轮装置20的透视截面前视图。图3示出了其平面前视图，图4示出了平面后视图，并且图5示出了图2到图4所示的沿着轴线A的自锁齿轮装置20的横截面视图。

根据第一示例性实施方案的自锁齿轮装置20包括管状内齿形外齿轮22和外齿形内齿轮24。外齿形内齿轮24布置在外齿轮22内。特定地说，外齿形内齿轮24设置成在垂直于管状外齿轮22的轴线取向的平面中延伸的圆盘的形式。内齿轮24具有比外齿轮22（略）小的直径和较少的齿。这允许内齿轮24沿着外齿轮42内的圆形路径偏心地移动。

四个开口25形成在内齿轮24内。每个开口25平行于管状外齿轮22的轴线A延伸。四个开口25相对于内齿轮24的中心对称地布置。因此，两个相邻开口25之间的角距离为90°。自锁齿轮装置20还包括四个偏心元件26。每个偏心元件26的第一圆柱形部分26a布置在相应的开口25中，使得每个偏心元件26的第一圆柱形部分26a可围绕轴线B1（参见图3和图5）旋转，所述轴线是相应的第一圆柱形部分26a和对应的开口25的共同轴线。

尽管图2到图5所示的自锁齿轮装置20的示例性实施方案包括四个开口25和四个偏心元件26，但是本领域技术人员将理解，也可以采用不同数量的开口25和偏心元件26。当然，在具有不同数量的开口25和偏心元件26的构型中，相邻开口25和偏心元件26之间的角距离将不同于90°。

每个偏心元件26还包括第二圆柱形部分26b，所述第二圆柱形部分布置在自锁齿轮装置20的“后侧”上的内齿轮24的外部，其示于图4中。自锁齿轮装置20的“后侧”示出为位于图2和图5中的右侧。

每个偏心元件26的第二圆柱形部分26b的轴线B2相对于第二圆柱形部分26a的轴线B1移位，使得两个轴线B1、B2彼此不同轴但偏心地布置（参见图5）。因此，当第二圆柱形部分26b围绕轴线B2旋转时，第一圆柱形部分26a的轴线B1沿着围绕第二圆柱形部分26b的轴线B2的圆形路径移动。

偏心元件26的第二圆柱形部分26b在它们的周边外表面上设置有第一外齿32。第一外齿32可以与第二圆柱形部分26b的外周边表面一体地形成。另选地，具有第一外齿32的正齿轮可以安装到偏心元件26的第二圆柱形部分26b。

偏心元件26的第一外齿32与形成在输入元件4上的对应的第二外齿34啮合，所述输入元件与轴线A同轴地布置在外齿轮22的中心中。第二外齿34可以与输入元件4的外周边表面一体地形成。另选地，具有第二外齿34的正齿轮可以安装到输入元件4。

在正常的驱动操作中，输入元件4通过马达（未示出）例如人员输送机50的驱动单元14的马达（参见图1）而围绕其与外齿轮22的轴线A同轴布置的轴线旋转。

输入元件4的旋转经由啮合的第一和第二外齿32、34传递到四个偏心元件26，然后，所述四个偏心元件围绕它们相应的第二圆柱形部分26b的第二轴线B2旋转。因此，偏心元件26的第一圆柱形部26a的第一轴线B1沿着围绕所述第二轴线B2的圆形路径移动。同时，偏心元件26的第一圆柱形部分26a在形成在内齿轮24内的开口25内围绕其第一轴线B1旋转。

因此，内齿轮24沿着外齿轮22内的偏心路径移动。内齿轮和外齿轮24、24啮合而不具有滑动速度，这是由于形成在内齿轮24的外周边上的外齿与外齿22的内周边上的（略）大数量的内齿的啮合，内齿轮24的所述移动使得外齿轮22以小于输入元件4的旋转速度的旋转速度旋转。内齿轮24和外齿轮22的旋转速度的比率取决于所述齿轮24、22之间的齿数差。外齿轮22与输出元件8一体地形成或机械连接到所述输出元件，所述输出元件提供自锁齿轮装置20的旋转输出。

当不经由输入元件4提供旋转输入（扭矩）使得其不旋转，例如，由于驱动单元14和/或传动装置18的故障，而是经由输出元件8 /外齿轮22提供旋转输入（扭矩）时，内齿轮24和偏心元件26将移动到某个位置，在所述位置中，作用在偏心元件26上的力阻挡偏心元件26，从而防止外齿轮22和内齿轮24作任何进一步移动。因此，可靠地防止了输出元件8和输送元件链12的任何不受控制的移动。

图6a和6b分别示出了根据本发明的第二示例性实施方案的自锁齿轮装置40的透视截面前视图。图7示出了其透视后视图，图8示出了平面后视图，并且图9示出了自锁齿轮装置40的横截面视图。为了简化附图，仅在图6b中示出了自锁齿轮装置40的壳体54。

根据第二示例性实施方案的自锁齿轮装置40包括管状整体齿形外齿轮42和外齿形内齿轮44。外齿形内齿轮44布置在外齿轮42内。特定地说，外齿形内齿轮44设置成在垂直于管状外齿轮42的轴线取向的平面中延伸的圆盘的形式。内齿轮44具有比管状外齿轮42（略）小的直径和较少的齿。这允许内齿轮44沿着管状外齿轮42内的圆形路径偏心地移动。

分别平行于管状外齿轮42的轴线延伸的三个圆形开口45、47、49形成在内齿轮44内。第一开口45位于靠近内齿轮44的中心处但稍微偏离所述中心。第二和第三开口47、49形成在沿径向方向与内齿轮44的中心相距较大的距离处。特定地说，第三开口49位于正交地延伸通过虚拟线L1的中心C的虚拟线L2上，所述虚拟线连接第一和第二开口45、47（参见图8）。

第一偏心元件46布置在第一开口45内。特定地说，第一偏心元件46包括面向自锁齿轮装置40的前侧的第一圆柱形部分46a，其示出为位于图6、图7和图9的左侧。第一偏心元件46的第一圆柱形部分46a与管状外齿轮42的轴线（自锁齿轮装置40的轴线）同轴布置，并且构造成用作自锁齿轮装置40的输入元件4。

第一偏心元件46还包括可旋转地布置在第一开口45内的第二圆柱形部分46b。第一和第二圆柱形部分46a、46b的轴线A1、A2（参见图9）相对于彼此偏移，即第一和第二圆柱形部分46a、46b的轴线A1、A2不彼此同轴布置。因此，当第一偏心元件46（输入元件4）的第一圆柱形部分46a围绕其轴线A1旋转时，内齿轮44在管状外齿轮42内进行偏心运动。

由于形成在内齿轮44的外周边上的外齿与形成在外齿轮42的内周边上的（略）大数量的内齿啮合，所以内齿轮44的所述移动使得外齿轮42以比用作输入元件4的第一偏心元件46的第一圆柱形部分46a的旋转速度小很多的旋转速度旋转。外齿轮44和内齿轮42啮合而不具有滑动速度，外齿轮52与输出元件8一体地形成或机械地连接到所述输出元件，所述输出元件提供自锁齿轮装置40的旋转输出。

第二和第三偏心元件48、50可旋转地布置在分别形成在内齿轮44内的第二和第三开口47、49内。

第二和第三偏心元件48、50中的每一个包括面对自锁齿轮装置40的前侧的第一圆柱形部分48a、50a，其在图6、图7和图9中示出为位于左侧；以及面对自锁齿轮装置40（参见图8）的后侧并且布置在形成在内齿轮44内的对应的开口47、49内的第二圆柱形部分48b、50b。

第一和第二圆柱形部分48a、48b、50a、50b的轴线B1、B2、C1和C2相对于彼此偏移，即第一圆柱形部分48a、50a的轴线B1、B2和第二圆柱形部分48b、50b的轴线C1、C2分别不彼此同轴布置。

因此，当通过使用作输入元件4的第一偏心元件46旋转来移动内齿轮44时，第二和第三偏心元件48、50的第二圆柱形部分48b、50b围绕它们各自的第二轴线B2、C2旋转。此外，所述第二轴线B2、C2围绕第一圆柱形部分48a、50a的轴线B1、C1的圆形路径移动。

第三偏心元件50的第一圆柱形部分50a插入形成在第四偏心元件52内的空腔中。

第四偏心元件52包括面对自锁齿轮装置40的前侧的第一圆柱形部分52a，其在图6、图7和图9中示出为位于左侧；以及相对的第二圆柱形部分52b，其包括可旋转地容纳第三偏心元件50的第一圆柱形部分50a的圆柱形空腔。

第一圆柱形部分52a的轴线D1相对于空腔/第二圆柱形部分52b的轴线D2偏移，即，第一圆柱形部分52a的轴线D1不与空腔和第二圆柱形部分52b的共同轴线C1、D2同轴布置。

第二和第四偏心元件48、52的第一圆柱形部分48a、52a附接到自锁齿轮装置40的壳体54（参见图6b），使得它们可围绕它们相应的第一轴线B1、D1旋转。因此，当第一偏心元件46（输入元件4）旋转并移动内齿轮44时，与第四偏心元件52的空腔/第二圆柱形部分52b的轴线D2同轴的第三偏心元件50的第一部分50a的轴线C1沿圆形路径移动。

然而，当不经由输入元件4（第一偏心元件46）提供旋转输入（扭矩）使得其不旋转，而是经由输出元件8向外齿轮42提供旋转输入（扭矩）时，内部齿轮44和偏心元件46、48、50移动到死点位置，其中作用在偏心元件46、48、50上的力阻挡偏心元件46、48、50，从而防止外齿轮和内齿轮42、44的任何进一步移动。因此，可靠地防止了输出元件8和输送元件链12的任何不受控制的移动。

以下列出了一些任选特征。除非另有说明，否则这些特征可以在特定实施方案中单独实现或与任何其他特征组合实现。

在第一实施方案的变型中，每个偏心元件可以包括第一圆柱形部分，所述第一圆柱形部分可旋转地接收在形成在内齿轮中的对应的圆形开口内，其中第一圆柱形部分的轴线是第一轴线。在一个实施方案中，所述至少两个偏心元件中的每一个可以包括第二圆柱形部分，其中第二圆柱形部分的轴线是第二轴线。特定地说，第二圆柱形部分可以布置在内齿轮的外部。这种构型提供了能够承受高负载的有效并稳健的偏心元件。

在第一实施方案的变型中，外齿可以形成在每个第二圆柱形部分上。外齿可以与形成在输入元件的外周边上或安装到输入元件的正齿轮上的对应的外齿啮合。啮合外齿允许在输入元件和偏心元件之间有效地传递旋转运动和/或扭矩。

在第一实施方案的变型中，自锁齿轮可以包括至少四个偏心元件；特定地说，自锁齿轮可以包括正好四个偏心元件。四个或更多个偏心元件导致有效的自锁性质。

在第一实施方案的变型中，每个偏心元件由输入元件驱动，以便提供从输入元件到偏心元件的均衡的扭矩传递。

在第二实施方案的变型中，第四偏心元件可以附接到壳体，使得其可围绕相对于第二轴线偏心的第三轴线旋转。这种构型允许提供可靠和紧凑的自锁齿轮。

在第二实施方案的变型中，第三偏心元件可以位于正交地延伸通过第一虚拟线的中心的第二虚拟线上，所述第一虚拟线连接第一和第二偏心元件。偏心元件的这种布置导致自锁齿轮的有效锁定。

在第一或第二实施方案的变型中，内齿轮和外齿轮之间的齿数差小于10。这导致输出元件相对于输入元件的旋转速度的大幅降低。

虽然已经参考示例性实施方案描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行各种改变并且等同物可以替代其元件。此外，可以在不脱离本发明的基本范围的情况下作出许多修改以使特定情形或材料适于本发明的教示。因此，希望本发明不限于所公开的特定实施方案，而是本发明包括落在从属权利要求的范围内的所有实施方案。

参考标记

4　　 　 输入元件

8　　 　 输出元件/旋转轴

10　　 　 人员输送机

11　　 　 层站

12　　 　 输送元件链

13　　 　 梯级

14　 　 驱动单元

16　　 　 链轮

18　　 　 传动元件

20　　 　 自锁齿轮（第一实施方案）

22　　 　 外齿轮

24　　 　 内齿轮

25　　 　 开口

26　　 　 偏心元件

26a　 　 偏心元件的第一圆柱形部分

26b　 　 偏心元件的第二圆柱形部分

32　　 　 第一外齿

34　　 　 第二外齿

40　　 　 自锁齿轮（第二实施方案）

42　　 　 外齿轮

44　　 　 内齿轮

45　　 　 第一开口

46　　 　 第一偏心元件

46a　　 　第一偏心元件的第一圆柱形部分

46b　　 　第一偏心元件的第二圆柱形部分

47　　 　第二开口

48　　 　第二偏心元件

48a　　 　第二偏心元件的第一圆柱形部分

48b　　 　第二偏心元件的第二圆柱形部分

49　　 　第三开口

50　　 　第三偏心元件

50a　　 　第三偏心元件的第一圆柱形部分

50b　 　 第三偏心元件的第二圆柱形部分

52　　 　 第四偏心元件

52a　　 　第四偏心元件的第一圆柱形部分

52b　　 　第四偏心元件的第二圆柱形部分

54　　 　 壳体

A　 　自锁齿轮/外齿轮的轴线

A1、B1、C1、D1　　 第一圆柱形部分的轴线

A2、B2、C2、D2　　 第二圆柱形部分的轴线

C　　 　 第一虚拟线L1的中心

L1　　 　 第一虚拟线

L2　　 　 第二虚拟线。