Fahrsteige bzw. Fahrtreppen mit Antirutschbeschichtung sowie Verfahren zum Aufbringen einer Antirutschbeschichtung

[001] Die Erfindung betrifft eine Fahrtreppe oder einen Fahrsteig mit einem Stufenband mit Stufen bzw. mit einem Palettenband mit Paletten für den Transport von Personen und/oder Gegenständen und mit einer Antirutschbeschichtung versehene Stufen bzw. Paletten.

[002] Fahreinrichtungen im Sinne der Erfindung, die auch als Fördereinrichtungen bezeichnet werden können, sind Fahrtreppen und Fahrsteige mit einer Vielzahl von Tritteinheiten bzw. Stufen oder Fahrsteigpaletten, die zu einem Endlosförderer verbunden sind. Benutzer der Fahreinrichtungen stehen auf Trittflächen der Tritteinheiten bzw. Stufen oder sie gehen auf den Fahrsteigpaletten bzw. Fahrtreppenstufen in gleicher Bewegungsrichtung wie die Fahreinrichtungen fahren bzw. sich fortbewegen.

[003] üblicherweise kommen wegen des geringen Gewichts

Aluminiumstufen bzw. Metallstufen oder Aluminiumpaletten bzw. Metallpaletten zum Einsatz. Diese Stufen oder Paletten sind meistens mit Rippen in der allseits bekannten Art und Weise versehen. Trotz dieser Rippen, sind die Stufen oder Paletten rutschig. Befindet sich die Fördereinrichtung im Aussenbereich, oder in einem Bereich, der nahe eine Aussentür gelegen ist, so können die Stufen oder Paletten nass oder staubig werden. In verschiedenen Fällen oder im Herbst kann auch Laub oder Matsch oder Flugsand oder Erdreich oder Schutt oder Staub auf die Fördereinrichtung gelangen. Besonders in diesen Situationen erweisen sich die Stufen oder Paletten als besonders rutschig und gefahrvoll.

[004] Besondere Probleme können je nach Schuhwerk der Benutzer auftreten. So sind zum Beispiel Schuhe mit Ledersohlen, oder Gummistiefel besonders rutschig.

[005] Daher kommen teilweise Antirutschbeschichtungen zum Einsatz. Aus DE 100 85 003 Tl bzw. EP 1 169 256 Bl ist eine Anti-Rutsch Leiste bekannt, die auf den Stufen einer Fahrtreppe eingesetzt wird.

[006] Es wurden Versuche mit dem Aufbringen von Fluorharz gemacht. Durch diese Massnahme konnte aber die Sicherheit nicht dauerhaft gewährleistet werden. Weiterhin hat sich gezeigt, dass Fluorharz zu kostspielig und aufwendig in der Handhabung ist. Mit Fluorharz beschichtete Stufen oder Paletten haben sich als zu teuer erwiesen. Es gab jedoch zusätzliche Probleme, wie einen Mangel von Dauerhaftigkeit, da das Fluorharz die Tendenz hat schnell zu verschleißen und leicht abzutragen. Die Arbeit des Auseinanderbauens der gesamten Fahrtreppe und das Entfernen der zu reparierenden Stufen werden notwendig, um abgetragenes Fluorharz wieder neu aufzubringen. Dadurch ergeben sich erhöhte Unterhaltungskosten und vor allem ist die Fahrtreppe bzw. der Fahrsteig während einer solchen Wartung nicht einsatzbereit.

[007] Ein wesentlicher Nachteil der bisher verwendeten Beschichtungen wird darin gesehen, dass die Wirkung der

Beschichtung relativ schnell nachlässt. Das führt in der Praxis dazu, dass die Stufen bzw. Paletten ausgebaut und neu beschichtet werden müssen, wie erwähnt. Der damit verbundene Aufwand bzw. Arbeitszeitaufwand ist jedoch zu hoch. Um die Dauerhaftigkeit der Beschichtung zu erhöhen, müsste man deutlich dickere Schichten auftragen. Dickere Schichten bringen aber wiederum andere Probleme mit sich. So wird zum Beispiel das Reinigen der entsprechenden Stufen verunmöglicht .

[008] Hier soll die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung, wie sie in Anspruch 1 gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, indem eine spezielle Art der Beschichtung gewählt wird, die entgegen der bisherigen Ansätze deutlich dünner ist. D.h., man geht gemäss Erfindung in eine Richtung, die eigentlich keinen Erfolg versprechen sollte, da der Fachmann eher eine dickere Schicht auftragen würde, um die Wirkung und die Standfestigkeit bzw. Dauerhaftigkeit zu erhöhen.

[009] Es kommt eine Beschichtungstechnik zum Einsatz, die für eine sehr dünne und haftfeste Verbindung zwischen der Beschichtung und der Aluminiumstufe bzw. Metallstufe oder der Aluminiumpalette bzw. Metallpalette sorgt. Ausserdem wurden Beschichtungsmaterialien gewählt, die eine besonders innige und zuverlässige Beschichtung der Metallteile bzw. Aluminiumteile bzw. Stahlteile bzw. NIROSTA-Teile bzw. Kupferteile bzw. Messingteile, Magnesiumteile ermöglichen.

[0010] Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im Wesentlichen darin zu sehen, dass die Oberflächenstruktur der

Stufen oder Paletten durch das Aufbringen der Beschichtung nicht beeinträchtigt wird. Ausserdem und weiterhin ist ein wesentlicher Vorteil der Erfindung, dass die Funktion und der sichere, ruhige, saubere, ruckfreie Lauf der gesamten Fördereinrichtung nicht durch die Beschichtung beeinträchtigt werden. Weiter ist als wichtig hervorzuheben, dass die Beschichtung eine sehr lange Dauerfestigkeit bzw. Abtrittsfestigkeit bzw. Haltbarkeit bzw. Verschleissfestigkeit aufweist .

[0011] Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemässen Fördereinrichtung (en) sind durch die abhängigen Ansprüche definiert .

[0012] Die Erfindung wird im Folgenden an Hand von Beispielen und mit Bezug auf die Zeichnung ausführlich beschrieben. Es zeigen:

Fig . 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemässen Fahrtreppe;

Fig . 2 eine Seitenansicht eines erfindungsgemässen

Fahrtsteiges;

Fig . 3 eine Draufsicht auf eine Palette oder Stufe einer erfindungsgemässen Fördereinrichtung;

FFiigg.. 44 ein Aufriss einer Palette mit Antirutschbeschichtung einer erfindungsgemässen Fördereinrichtung;

Fig . 5 eine Draufsicht auf einen Endteil bzw. Kopf einer erfindungsgemässen Fördereinrichtung;

Fig . 6 eine Seitenansicht auf die Kammplatten und auf die Bodenabdeckungen einer erfindungsgemässen

Fördereinrichtung.

[0013] Fig. 1 zeigt eine Fahrtreppe 1, die eine erste Etage El mit einer zweiten Etage E2 verbindet. Die Fahrtreppe 1 weist ein aus Stufen 4 bestehendes Stufenband auf. Im Fall eines Fahrsteiges 1, wie in Fig. 2 gezeigt, weist dieser ein aus Paletten 4 bestehendes Palettenband auf. Ein Handlauf 3 ist an einer Balustrade 2 angeordnet, die am unteren Ende mittels eines Balustradensockels gehalten wird.

[0014] Fig.3 zeigt eine schematische Darstellung einer Palette oder Stufe auf welcher zwischen zwei bis sechs Streifen Antirutschbeschichtung 4.1 aus Karbid aufgebracht bzw. aufgespritzt sind.

[0015] Fig.4 zeigt eine Palette 4 mit einer

Antirutschbeschichtung 4.1 aus einer Hartmetallschicht, bei der karbidische Hartstoffe (Wolframkarbid, Chromkarbid, Titankarbid, Nickelkarbid oder Siliziumkarbid) in einer metallischen Matrix

eingelagert sind. Die Karbid-Schicht ist auf dem Trittbereich der Fahrsteigpalette 4, über die ganze Länge, aufgetragen. Vorzugsweise werden zwei Karbid-Längsstreifen aufgespritzt.

[0016] Fig.5 zeigt einen Endteil El, E2 bzw. einen Kopfteil eines Fahrsteiges 1 bzw. Fahrtreppe 1 mit Antirutschbeschichtung 4.1, die auf den Paletten 4 bzw. Stufen 4 aufgebracht ist. Ausserdem ist eine Antirutschbeschichtung 4.1 auf den Kammplatten 7,8 sowie auf den Bodenabdeckungen 9 vorhanden. Darüber hinaus und zusätzlich ist eine Antirutschbeschichtung 4.1 streifenweise auf den Kämmen vorhanden. Diese Ausführung ermöglicht den optimalen Schutz gegen Weggleiten bzw. Ausrutschen. Die Karbid-Schicht wird in zwei bis sechs Streifen pro Bodenabdeckung 9 bzw. Kammplatte 7,8 aufgesprüht bzw. gespritzt.

[0017] Fig.6 zeigt die schematische Darstellung der Kammplatten 7,8 sowie der Bodenabdeckungen 9 mit Antirutschbeschichtung 4.1 aus Karbid. Die Hartmetallschicht 4.1, aus karbidischen Hartstoff, umklammert die Metallteile bzw. Aluminiumteile und lagert sich in der vorhandenen metallischen Matrix ein. Die Oberfläche der Bauteile bzw. Metallteile ist feinkörnig und witterungsbeständig, durch die Antirutschbeschichtung 4.1, umschlossen. Diese wird mittels Hochgeschwindigkeitsflammspritzprozess streifenweise aufgebracht. Dadurch bildet sich eine rutschfeste Oberfläche die exzellent ein Abgleiten bzw. ein Abrutschen verhindert.

[0018] Im weiteren Beschreibungsverlauf wird anstelle des Begriffes "Fahrtreppe" bzw. „Fahrsteig" der Begriff Fördereinrichtung verwendet.

[0019] Im Folgenden sind verschiedene erfindungsgemässe Verfahren zum Aufbringen einer Antirutschbeschichtung 4.1 auf

die Stufen 4 einer Fahrtreppe 1 oder auf die Paletten 4 eines Fahrsteiges 1 beschrieben.

[0020] Gemäss Erfindung wird ein metallisches Pulvermaterial mittels eines Spritzprozesses beschleunigt und erhitzt. Dann wird ein Strahl des erhitzten und beschleunigten Pulvermaterials mittels einer Spritzpistole auf die zu beschichtende Fläche gerichtet. Dies geschieht so, dass sich beim Auftreffen auf die zu beschichtende Metallfläche bzw. Legierungsfläche bzw. Aluminiumfläche eine homogene und feinkörnige Schicht aus einem karbidischen Hartstoff ergibt, der in die metallische Matrix eingelagert ist.

[0021] Bei dem metallischen Pulvermaterial, das zum Einsatz kommt, handelt es sich vorzugsweise um ein Material das Wolfram und/oder Chrom und/oder Titan und/oder Nickel und/oder Silizium umfasst .

[0022] Besonders bevorzugt ist ein Hochgeschwindigkeitsflammspritzprozess , bei dem ein Gemisch aus Sauerstoff und einem Brennstoff, vorzugsweise einem Brenngas (Propan oder Propylen) , eingesetzt wird, um das Pulvermaterial zu erhitzen und zu beschleunigen. Als Brennstoff kann statt des Brenngases aber auch ein flüssiger Brennstoff (z.B. Kerosin) eingesetzt werden. Vorzugsweise wird der Spritzwerkstoff unter Verwendung von Stickstoff als Trägergas in Pulverform koaxial durch eine Düse geführt, von der Flamme umhüllt und daher gleichförmig angeschmolzen, sowie aus der Spritzpistole geleitet .

[0023] Beim erfindungsgemässen

Hochgeschwindigkeitsflammspritzen wird das Pulvermaterial mit sehr hoher Geschwindigkeit auf das zu beschichtende Metallwerkstück bzw. Legierungswerkstück bzw. Aluminiumwerkstück gespritzt. Die Wärme zum Aufschmelzen des Pulvermaterials wird

durch die Reaktion von Sauerstoff und Brennstoff (z.B. Propan, Propylen, Erdgas, Wasserstoff, Kerosin) in der Brennkammer erzeugt. Die Temperaturen, die in der Flamme erreicht werden, betragen bis zu etwa 3000 - 4000 ⁰ C, so dass das Pulvermaterial verspritzt werden kann. Das Gas dehnt sich aus und beschleunigt das Pulvermaterial bis auf Geschwindigkeiten von 400-900 m/s. Die Werkstückoberfläche, d.h. die Metalloberfläche bzw. die Legierungsoberfläche bzw. die Aluminiumstufen oder -paletten 4 müssen vorher nicht sandgestrahlt bzw. aufgeraut werden, weil beim Auftreffen des Pulvermaterials auf das Werkstück ein Art Verschweißung, respektive eine adhäsive Bindung und Verklammerung, zwischen Pulvermaterial und Werkstück stattfindet. Durch die hohe Geschwindigkeit des Pulvers werden beim Hochgeschwindigkeitsflammspritzen eine gute Haftung des metallischen Pulvers auf dem Werkstück und eine niedrige Porosität erzielt. Ausserdem kann durch die Wahl eines geeigneten metallischen Pulvers, ein besserer Werkstoff erzeugt bzw. etabliert werden, der perfekt als Antirutschmaterial geeignet ist. Dadurch wird das Grundmaterial (Messing, Kupfer, NIROSTA, Stahl, Magnesium, Aluminium) der Stufe 4 oder Palette 4 aufgewertet und fehlerfrei perfektioniert. Wenn Wolfram, Chrom, Titan, Nickel oder Silizium als metallisches Pulver zum Einsatz kommt, dann werden beim Hochgeschwindigkeitsflammspritzen optimale Schichten aus Wolframkarbid, Chromkarbid, Titankarbid, Nickelkarbid oder Siliziumkarbid hergestellt. Die Schichtdicke liegt gemäss Erfindung vorzugsweise bei weniger als 0,08mm bis 0,2mm. Die Porosität der Schichten geht gegen Null.

[0024] Die beim erfindungsgemässen Verfahren entstehenden Schichten sind dichter und haften fester als bei anderen Spritzverfahren wie dem kommerziellen Flammspritzen, dem Lichtbogenspritzen oder dem Plasmaspritzen.

[0025] Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich besonders gut für Hartmetallschichten, bei denen karbidische Hartstoffe

(Wolframkarbid, Chromkarbid, Titankarbid, Nickelkarbid oder Siliziumkarbid) in eine metallische Matrix eingelagert sind. Es lassen sich Schichten herstellen, die sich durch eine hohe Verschleissbeständigkeit und/oder Standfestigkeit bzw. Dauerhaftigkeit und/oder Widerstandsfähigkeit bzw. Beständigkeit bzw. Konstanz auszeichnen.

[0026] Beim Hochgeschwindigkeitsflammspritzen wird der ausströmender Gasstrahl dazu benutzt, die einzelnen Partikel des metallischen Pulvermaterials anzuschmelzen und aufzuschmelzen und auf eine hohe Geschwindigkeit zu beschleunigen, die etwa viermal bis fünfmal größer ist als beim herkömmlichen Flammspritzen.

[0027] Der Hochgeschwindigkeitsflammspritzprozess verwendet sehr effektiv die hohe kinetische Energie des Pulvermaterials und in begrenztem Rahmen auch thermische Energie, um dichte, kompakte Schichten mit geringer Porosität und hoher Haftfestigkeit bzw. hoher Haftzugfestigkeit herzustellen. Einige der so hergestellten Schichten haben eine Haftzugfestigkeit von mehr als 83Mpa (entspricht ungefähr 83 N/mm2) und eine ausserordentlich feinkörnige Oberfläche.

[0028] Der Prozess verwendet, wie erwähnt, ein Gemisch aus Sauerstoff und einem Brennstoff, welcher entweder gasförmig oder als Flüssigbrennstoff zugeführt wird. Daher gibt es zwei Arten von Spritzsystemen: Die gasbetriebenen Systeme verwenden Propylen, Propan, Wasserstoff oder Erdgas; bei den Flüssigbrennstoff-Systemen wird Kerosin eingesetzt. Der entsprechende Brennstoff wird innerhalb der Spritzpistole sorgfältig mit Sauerstoff gemischt, tritt durch eine Düse aus und wird dort gezündet. Das Pulvermaterial wird vorzugsweise unter Verwendung von Stickstoff als Trägergas in Pulverform koaxial durch diese Düse geführt, von der Flamme umhüllt und daher gleichförmig angeschmolzen. Durch das mit ausserordentlich

hoher Geschwindigkeit austretende Gasgemisch, werden die Pulverpartikel beschleunigt und mit sehr hoher kinetischer Energie aber moderater Temperatur auf die Werkstück-Oberfläche geschossen bzw. gesprüht bzw. gespritzt. Beim Aufschlag werden die Pulverpartikel stark abgeflacht und umklammern den

Grundkörper. Durch die, im Vergleich zu den anderen thermischen Spritzverfahren, geringe Partikeltemperatur, weisen diese Schichten eine prognostizierbare chemische Zusammensetzung auf und sind nahezu homogen. Ausserdem haben die Schichten einen feinkörnigen Aufbau.

[0029] Diese Art der Beschichtungen überleben selbst rauhe Betriebsbedingungen sowie Allwetterbetrieb. Besonders der Abrieb bzw. Verschleiss ist deutlich geringer als bei konventionellen Antirutschbeschichtungen . Daher bietet die erfindungsgemässe Antirutschbeschichtung einerseits einen hervorragenden Schutz der Stufen 4 oder Paletten 4 und andererseits eine Beschichtung, die selbst nach längerem Einsatz nicht oder kaum in der Antirutschwirkung nachlässt. Die Dicke der Karbid-Schicht bleibt mindestens für 5 bis 10 Jahre gleich und es zeigt sich keinerlei Abtragungserscheinung bzw. Verwitterungserscheinung bzw. Korrosionsneigung .

[0030] Ausserdem und weiterhin erlaubt es die neue Beschichtung die Norm - EN 115: Sicherheitsregeln für die

Konstruktion und den Einbau von Fahrtreppen und Fahrsteigen, sowie der AN - American National Standard - ASME A17.1-2004: Safety code for elevators and escalator zu erfüllen. Weitere Untersuchungen zeigen, dass auch die DIN 51130 mit der höchsten Reibungs (kenn) zahl R13 erfüllt wird.

[0031] Die Antirutschbeschichtung verlängert zusätzlich in hervorragender Weise die Lebensdauer der beschichteten Bauteile.

[0032] Die Antirutschbeschichtung weist bereits nach dem Beschichten eine sehr feinkörnige Oberfläche, eine gleichförmige Zusammensetzung sowie geringe Porosität auf und gilt als fertig bearbeitet. D.h., es bedarf keines weiteren Bearbeitungsschrittes bzw. keiner weiteren Oberflächenbehandlung.

[0033] Es ist ein Vorteil der Erfindung, dass man keine Vorbehandlung braucht und dass das aufwendige Sandstrahlen bzw. Glasperlenstrahlen zur Gänze entfallen kann. Dadurch ergibt sich ein grosser Kostenvorteil und ein grosser Fertigungs (ablauf/zyklus) vorteil bzw. Arbeitszeitvorteil.

[0034] Die Karbid-Schichten gemäss Erfindung zeichnen sich durch eine hohe Härte von nahezu 1400 HV (Vickershärte) aus.

[0035] Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der Erfindung, die in Fig.3 dargestellt ist. Gemäss dieser Ausführungsform wird nicht die komplette Oberfläche beschichtet, sondern es werden nur eine Anzahl von Streifen 4.1 (vorzugsweise zwischen zwei bis sechs Streifen pro Palette oder Stufe) mit Streifenbreiten von 20mm bis 75mm, aufgebracht. Durch diese Massnahme reduziert sich die Menge des zum Einsatz kommenden Pulvermaterials. Die Antirutschwirkung ist trotzdem ausreichend, da die Streifen 4.1 ausreichend Haftung bieten.

[0036] Es ist ein weiterer Vorteil der Erfindung, dass die Herstellung der Karbid-Schicht auf der Palette 4 oder auf der Stufe 4 oder auf der Kammplatte 7, 8 oder auf der Bodenabdeckung 9 bzw. auf dem Maschinenraumdeckel einer Fördereinrichtung in einem Arbeitsgang und vollautomatisch möglich ist. Vorzugsweise erfolgt das Auftragen der Karbid-Schicht durch einen Roboter, bzw. durch eine automatisierte Anlagenvorrichtung, bzw. durch einen automatisierten Beschichtungsapparat .

[0037] Durch den Einsatz der erfindungsgemässen Antirutschbeschichtung kann der theoretische Neigungswinkel auf der Palette 4 oder auf der Stufe 4 oder auf der Bodenabdeckung 9, ohne ein Durchrutschen, herausragend deutlich gegenüber bekannten Lösungen erhöht werden. Folglich kann der theoretische Neigungswinkel auf der Palette 4 oder auf der Stufe 4 von 11 Grad auf gut über 40 Grad Neigung anwachsen, da die Karbid- Schicht ein Abgleiten bzw. Abrutschen exzellent verhindert. Weiters ist bei Nässe und/oder Verschmutzung (Staub, Matsch, Flugsand bzw. Sand, Erdreich, Schutt, Laub) ein Weggleiten bzw. ein Ausrutschen durch die Karbid-Schicht bestmöglich vermieden bzw. unterbunden.

[0038] Wie beschrieben, lässt sich die Erfindung auf Fahrtreppen und Fahrsteige gleichermassen anwenden.