Beschreibung

STUFE FüR FAHRTREPPE ODER PALETTE FüR FAHRSTEIG SOWIE FAHRTREPPE ODER FAHRSTEIG UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG

Technisches Gebiet

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stufe für eine Fahrtreppe oder eine Palette für einen Fahrsteig umfassend ein aus Blechteilen gefertigtes Stufenskelett oder Palettenskelett als Träger für mindestens ein Trittelement gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Stand der Technik

[0002] Bisher war das Trittelement einer Stufe oder einer Palette aus Aluminium gegossen oder aus dickem Stahlblech gerollt. Bei dieser Bauweise ist die Steifigkeit des Steg-/Rillenprofils auch im Spaltbereich in jedem Fall genügend groß. In den Spalt zwischen Trittelement und Setzelement der benachbarten Stufe eindringende spitze Gegenstände können dem Steg-/Rillenprofil aus Aluminium oder dickem Stahlblech allerdings schaden.

[0003] Die gattungsbildende GB 2216825 A offenbart eine Stufe einer

Fahrtreppe, die ein Skelett aufweist und dessen Trittelement durch ein Steg-/Rillenprofil gebildet ist, das aus einem Blech hergestellt ist.

[0004] Die JP 54159990 A bezieht sich im Wesentlichen auf die Erhöhung der Festigkeit und ökonomie der Herstellung von Stufen durch Korrugieren eines Blechs. Das dabei verwendete Blech ist allerdings relativ dick, nämlich 3 mm. Bei diesem Verfahren werden die Rippen und Vertiefungen durch Pressen hergestellt. Trotz der relativ hohen Dicke des Blechs ist dieser Schrift der Vorschlag zu entnehmen, einen aus dem dicken, korrugierten Blech hergestellten Bauteil mit einem ebenen Bauteil zu verbinden, z.B. durch Punktschweißen. Damit wird allerdings der Materialbedarf und somit das Gewicht der Stufe noch zusätzlich erhöht und der Herstellungsaufwand vergrößert.

[0005] Die JP 62270224 A beschreibt ein aufeinander folgendes Tiefziehen von jeweils einer Anzahl von Rillen, das zur Herstellung eines Trittelements verwendet werden kann.

Darstellung der Erfindung

[0006] Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine möglichst leichte Stufe oder Palette für eine Fahrtreppe bzw. einen Fahrsteig zu schaffen, die aber dennoch ausreichend stabil ist, also insbesondere im Normalfall keinen Schaden nimmt, wenn in den Spalt zwischen Trittelement und Setzelement der benachbarten Stufe spitze Gegenstände eindringen.

[0007] Diese Aufgabe wird durch eine Stufe oder Palette der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

[0008] Die Erfindung, wie sie in Anspruch 1 gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, ein aus Tiefziehblech gefertigtes Trittelement für eine Stufe oder Palette zu schaffen, das Extrembelastungen im Spaltbereich gerecht wird.

[0009] Die Herstellung solch einer Stufe ist in Anspruch 9 gekennzeichnet. Die Herstellung ist sehr einfach, verglichen mit dem oben erwähnten Punktschweißen: im einfachsten Fall bringt man die Füllung einfach mit einer Spachtel im Randbereich des Trittelements auf.

[0010] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.

[0011] Eine Stufe führt gegenüber der Stufenkette, auch Transportkette genannt, in vertikaler Richtung eine Relativbewegung aus, insbesondere beim übergang vom geneigten Fahrtreppenabschnitt zum horizontalen Fahrtreppenabschnitt. Die Stufen struktur der Fahrtreppe wird in eine Bandstruktur übergeführt. Die Relativbewegung wird durch einen entsprechenden Verlauf der Führungsbahnen für die Stufenrollen erzeugt. Außerdem hat die Stufe in Fahrtrichtung geschnitten etwa einen dreieckförmigen Querschnitt, wobei eine Seite etwa kreissegmentförmig ist. Eine Palette führt gegenüber der Palettenkette keine Relativbewegung aus. Der aus Paletten bestehende Fahrsteig ändert bei einer Richtungsänderung seine Bandstruktur nicht, eine ebene Bandstruktur als Transportfläche ist immer vorhanden. Eine Palette ist vergleichbar mit einer Stufe aufgebaut und hat in Fahrtrichtung geschnitten etwa einen viereckförmigen Querschnitt ohne sichtbares Setzelement. Eine Fahrtreppe weist mindestens eine erfindungsgemäße Stufe auf, wobei die übrigen Stufen beispielsweise herkömmliche Aluminiumstufen oder

Blechstufen sind. Im weiteren Verlauf wird der besseren Lesbarkeit wegen lediglich eine mittels Tiefziehverfahren hergestellte Stufe beschrieben. Die Ausführungen gelten aber sinngemäß für eine mittels Tiefziehverfahren hergestellte Palette.

[0012] Mit der skelettartigen Blechkonstruktion der Stufe sind

Gewichtseinsparungen und Kosteneinsparungen machbar. Leichtere Stufen bedeuten auch eine kleinere Antriebsleistung für den Fahrtreppenantrieb. Die wesentlichen Bauteile der Stufen, wie beispielsweise Stufenwangen, Trittelement und Setzelement werden mittels eines Tiefziehverfahrens aus dünnem Tiefziehblech hergestellt. Trotz des dünnen Blechs genügt die erfindungsgemäße Stufe den Vorgaben und Belastungstests der europäischen Norm EN 115 sowie der amerikanischen Norm ASME A17.1-2004, gemäß welchen die Stufe einem statischen Test und einem dynamischen Test genügen muss. Beim statischen Test wird die Stufe mit einer senkrecht zum Trittelement wirkenden Kraft von 3000 N mittig belastet, wobei eine Auslenkung von höchstens 4 mm auftreten darf. Nach der Kräfte in Wirkung darf die Stufe keine bleibende Deformation aufweisen. Beim dynamischen Test wird die Stufe mit einer pulsierenden Kraft mittig belastet, wobei die Kraft zwischen 500 N und 3000 N variiert mit einer Frequenz zwischen 5 Hz und 20 Hz und mindestens 5x10 ⁶ Zyklen. Nach dem Test darf die Stufe eine bleibende Deformation von höchstens 4 mm aufweisen.

[0013] Weiter vorteilhaft ist, dass die Bauteile ab einer mittels

Abwickeleinrichtung gehaltenen und abwickelbaren Blechrolle von beispielsweise 2 bis 4 m Durchmesser, im Weiteren Blechcoil genannt, fertigungsoptimiert hergestellt werden können. Mit Mehrfach- Abwickeleinrichtungen kann der Arbeitsfluss unterbruchsfrei gestaltet und die Fertigungszeit weiter reduziert werden.

[0014] Die erfindungsgemäße Stufe mit skelettartiger Blechkonstruktion ist leichter und wesentlich kostengünstiger als eine Druckgussstufe aus Aluminium, insbesondere bei steigendem Aluminiumpreis. Eine 600 mm breite Stufe wiegt etwa noch 8,6 kg, eine 800 mm breite Stufe wiegt etwa noch 10,8 kg und eine 1000 mm breite Stufe wiegt etwa noch 13,1 kg.

Weiter vorteilhaft ist bei dieser Bauweise, dass die Stufenbreite oder auch der Umrüstvorgang bei geringen Stückzahlen keine aufwendigen Mehrarbeiten erfordert. Eine auf minimales Gewicht und maximale Belastung gemäß oben genannter Norm EN 115 optimierte Stufe ist mit dünnen Tiefziehblechen von beispielsweise 1 ,1 bis 1 ,9 mm Dicke machbar, die mittels Tiefziehverfahren eine maximale Aussteifung der tragenden Bauteile ermöglichen. Präge- oder Biegeverfahren wären auch denkbar, die fertige Stufe wäre aber wesentlich schwerer, weil bei diesen Herstellungsverfahren größere Blechdicken (mindestens 4 mm Blechdicke) notwendig sind.

[0015] Das aus dünnem von beispielsweise 0,25 bis 1 ,25 mm Dicke auf 10 bis 15 mm tiefgezogene Tiefziehblech hergestellte Trittelement weist erfindungsgemäß im Spaltbereich eine Aussteifung aus, die dem mittels Tiefziehverfahren hergestellten Steg-/Rillenprofil genügend Steifigkeit bei Extrembelastungen verleiht. Trotz erhöhter Steifigkeit bleibt das Gewicht des Trittelementes aber klein, weil sich diese Aussteifung nicht über das gesamte Trittelement erstreckt.

[0016] Bei einer Blechdicke von 0,4 mm wiegt das Trittelement bei einer

Stufenbreite von 600 mm 2,2 kg, bei einer Stufenbreite von 800 mm 2,9 kg und bei einer Stufenbreite von 1000 mm 3,6 kg.

[0017] Die Festigkeit des Trittelementes ist abhängig vom Material. Bei einem aus dem Tiefziehblech mit der Bezeichnung H380 hergestellten Trittelement liegt die elastische Grenze im Bereich von 380 bis 480 N/mm ² . Danach kommt das Material in den plastischen Bereich. Die Bruchgrenze liegt im Bereich von 440 bis 580 N/mm ² . Bei einem aus dem Tiefziehblech mit der Bezeichnung H400 hergestellten Trittelement liegt die elastische Grenze im Bereich von 400 bis 520 N/mm ² . Danach kommt das Material in den plastischen Bereich. Die Bruchgrenze liegt im Bereich von 470 bis 590 N/mm ² . Bei einem aus dem Tiefziehblech mit der Bezeichnung H900 hergestellten Trittelement liegt die elastische Grenze bei 790 N/mm ² . Danach kommt das Material in den plastischen Bereich. Die Bruchgrenze liegt bei 900 N/mm ² . Bei einem aus dem Tiefziehblech mit der Bezeichnung H1100 hergestellten Trittelement liegt die elastische

Grenze bei 1020 N/mm ² . Danach kommt das Material in den plastischen Bereich. Die Bruchgrenze liegt bei 1100 N/mm ² .

[0018] Das erfindungsgemäße Trittelement kann auch bei Stufen verwendet werden, die anstelle der Mittenwangen brückenartige, die Seitenwangen verbindende Querträger aufweisen.

[0019] Beim Tiefziehverfahren drückt ein Stempel einen Blechzuschnitt in eine vorgefertigte Matrize, wobei der Rand des Blechzuschnittes mittels eines Niederhalters festgehalten wird. Bei der durch Stempel und Matrize bewirkten Kaltumformung des Tiefziehbleches erfolgt unterhalb des Niederhalters eine vorübergehende Plastifizierung und Kaltverfestigung des Tiefziehbleches.

[0020] Aus dem zweidimensionalen, meist aus einem Blechband bzw. einer

Blechtafel gestanzten Blechzuschnitt wird ein dreidimensionaler Körper geformt mit Boden und umlaufenden Wänden, wobei die Wandstärke geringfügig kleiner ist als die ursprüngliche Blechdicke. Der Boden kann in weiteren Verfahrensschritten, beispielsweise mittels hydraulischem Tiefen in den Stempel oder in die Matrize umgeformt werden. Im unten dargelegten Ausführungsbeispiel werden so die Wangenaugen gefertigt. Nach der Umformung wird der Rand von den Wänden durch Beschneiden beispielsweise mittels Messer oder Laser oder Wasserstrahl abgetrennt. Das Tiefziehblech muss eigens für die Umformung geschaffen sein. Im unten dargelegten Ausführungsbeispiel wird beispielsweise ein Tiefziehblech mit der Bezeichnung H380 oder H400 verwendet. Diese Stahlsorten basieren im Wesentlichen auf der festigkeitssteigernden Wirkung von Mikrolegierungszusätzen wie beispielsweise Niob und/oder Titan und/oder Mangan. Die gegenüber Weichstählen hohen Streckgrenzen dieser Stahlsorten erlauben eine Kaltumformung mit geringer Verformungsbeanspruchung bis zu sehr anspruchsvollen und komplexen Bauteilausformungen. Die Stahlsorten sind auf die jeweiligen Umformbedingungen abgestimmt, damit auch bei geringen Blechdicken die Neigung zu verformungsbedingten Einschnürungen, Faltenbildungen, Reißern oder Formungenauigkeiten durch elastische Rückfederung minimal ist. Das Tiefziehverfahren zeichnet sich aus durch ein großes

Verhältnis der Blechdicke zur Höhe der tiefgezogenen Wand sowie der damit verbundenen hohen Belastbarkeit, Formgenauigkeit und Stabilität.

[0021] Beim Rollumformverfahren, auch kontinuierliches Biegeverfahren genannt, wird ein Blechband vom Blechcoil weg mit Hilfe von mehreren hintereinander angeordneten Walzenpaaren bzw. Rollenpaaren durch Kaltumformung zu stark beanspruchbaren Profilen umgeformt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0022] Anhand der beiliegenden Figuren wird die vorliegende Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Skelett der erfindungsgemäßen Stufe; Fig. 2 die erfindungsgemäße Stufe; Fig. 3 einen Ausschnitt des Trittelementes der Stufe; und Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Aussteifung.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung

[0023] Fig. 1 zeigt ein Stufenskelett 2 der erfindungsgemäßen Stufe 1. Das Stufenskelett 2 besteht aus einer ersten Wange 3, mindestens einer Mittenwange 4 und aus einer zweiten Wange 5. Erste und zweite Wange 3,5 werden auch Seitenwange genannt und sind in Fahrtrichtung spiegelbildlich angeordnet. Für jede Wange 3,4,5 wird aus einem Blechband oder einer Blechtafel ein Blechzuschnitt gestanzt und dieser anschließend mittels Tiefziehverfahren zur Wange umgeformt. Ein Träger 6, eine Brücke 7 und eine Konsole 8 verlaufen quer zur Fahrtrichtung und verbinden die Wangen 3,4,5, wobei die Bauteile schraubenlos, beispielsweise mittels Punktschweißverfahren, Nietverfahren oder Clinchverfahren verbunden werden. Wangen 3,4,5, Träger 6, Brücke 7 und Konsole 8 bilden das Stufenskelett 2. Die Bauteile Träger 6, Brücke 7 und Konsole 8 werden vom Blechcoil weg mittels eines Rollumformverfahrens endlos, beispielsweise mit einer Fertigungsgeschwindigkeit von 10 bis 20 Metern pro Minute hergestellt und je nach Breite der Tritteinheit abgelängt. Für die Bauteile Träger 6, Brücke 7 und Konsole 8 ist rostfreies Stahlblech oder Zinkblech oder Kupferblech oder Messingblech mit einer Dicke von 1 ,1 bis 3,3 mm vorgesehen. Andere Bauteilmaterialien wie beispielsweise

Kunstfaserkomposite oder Naturfaserkomposite oder kohlenstoffverstärkte oder glasfaserverstärkte Kunststoffe (CFK oder GFK) sind auch möglich.

[0024] An der ersten Wange 3 sind eine Stufenrolle 9 und ein Notführungshaken 10 angeordnet. An der zweiten Wange 5 sind eine Stufenrolle 11 und ein Notführungshaken 12 angeordnet. Die Stufenrolle 9,11 führt die Stufe 1 entlang einer Laufbahn der Fahrtreppe. Der Notführungshaken 10,12 stützt sich bei Versagen der Stufenrolle 9,11 auf einer Notführung der Fahrtreppe ab und zwingt die Stufe 1 auf die Laufbahn zurück.

[0025] Die Stufe 1 ist mittels einer Stufenachse 13 mit der Stufenkette der

Fahrtreppe verbunden. Die Stufenachse 13 ist mehrteilig aufgebaut. Ein aus einem Rundmaterial gefertigter Achszapfen 14 ist drehbar in einer als Gleitlager dienenden Buchse 15 der Mittenwange 4 gelagert. An der ersten Wange 3 ist eine als Gleitlager dienende Buchse 16 angeordnet, wobei eine erste Mitnehmerachse 17 einenends in der Buchse 16 drehbar gelagert ist und anderenends mittels einer Bride 18 mit dem Achszapfen 14 der Mittenwange 4 verbunden ist. An der zweiten Wange 5 ist eine als Gleitlager dienende Buchse 19 angeordnet, wobei eine zweite Mitnehmerachse 20 einenends in der Buchse 19 drehbar gelagert ist und anderenends mittels einer Bride 21 mit dem Achszapfen 14 der Mittenwange 4 verbunden ist.

[0026] Die Mitnehmerachsen 17,20 werden vom Blechcoil weg mittels eines

Rollumformverfahrens hergestellt und je nach Stufenbreite abgelängt. Bei gelöster Bride 18,21 wird je Seite der Stufe 1 die Mitnehmerachse 17,20 über einen Kettenbolzen der Stufenkette geschoben und die Bride 18,21 wieder festgezogen, womit die Stufe 1 mit der die Stufe 1 bewegenden Stufenkette verbunden ist.

[0027] Die Stufenachse 13 bildet zusammen mit den Kettenbolzen eine durchgehende Achse von einer Kettenrolle zur gegenüberliegenden Kettenrolle. Die Stufe 1 wird somit einenends von den Kettenrollen und anderenends von den Stufenrollen 9,11 getragen.

[0028] Fig. 2 zeigt die komplette Stufe 1 von unten gesehen, bei der das

Stufenskelett 2 mit einem Trittelement 22, einer Stufenkante 23 und einem Setzelement 24 ergänzt worden ist. Das Trittelement 22 und/oder das

Setzelement 24 kann auch aus mehr als einem Teil bestehen. Beispielsweise kann das einteilige Trittelement 22 oder das einteilige Setzelement 24 längs in Fahrtrichtung gesehen und/oder quer dazu aufgeteilt sein. Das Trittelement 22 wie auch das Setzelement 24 wird in zwei Schritten hergestellt. In einem ersten Schritt wird das ab dem Blechcoil abgezogene Blech gerichtet und mittels einer Zahnwelle zu etwa 50% vorgeformt bzw. vorgewellt und anschließend je nach Auftritt abgelängt. In einem zweiten Schritt wird das vorgeformte Bauteil mittels Tiefziehverfahren zum endgültigen Steg-/Rillenprofil mit Stegen und Rillen umgeformt. Das Trittelement 22 wie auch das Setzelement 24 kann auch in einem Schritt tiefgezogen werden, wobei 3 bis 10 Stege und Rillen tiefgezogen werden, anschließend wird das Tiefziehblech weitergeschoben und wieder 3 bis 10 Stege und Rillen tiefgezogen und so weiter. Gesamthaft wird ein Tiefziehblech von beispielsweise 0,25 mm bis 1 ,25 mm Dicke auf 10 bis 15 mm tiefgezogen. Das Steg-/Nutenprofil des Trittelementes 22 weist trägerseitig an jedem zweiten Steg einen kleinen vorstehenden Zahn 25 auf, der mit dem Steg-/Rillenprofil des Setzelementes 24 der benachbarten Stufe kämmt. Der Spalt zwischen den Stufen ist dadurch vorspringend und zurückspringend. Mit A1 ist ein Ausschnitt des Trittelementes 22 bezeichnet. Das Trittelement 22 des Ausschnittes A1 ist in Fig. 3 näher erläutert.

[0029] Die beispielsweise aus Keramik oder Naturfaser oder Kunststoff im

Spritzgießverfahren oder aus Aluminium im Druckgussverfahren gefertigte Stufenkante 23 wird auf die Brücke 7 aufgesetzt und von unten mit der Brücke 7 verschraubt oder aufgeklebt oder vernietet oder verclincht. Andere Materialien wie Naturfaserstoffe, Kunstfaserstoffe, CFK, GFK, Kunststoff oder NIRO und Farben wie gelb, rot, schwarz, blau oder Mischfarben sind auch möglich. Die Stufenkante 23 ist so ausgebildet, dass das Trittelement 22 wie auch das Setzelement 24 in die Stufenkante 23 eingeschoben werden kann.

[0030] Fig. 3 zeigt den Ausschnitt A1 des Trittelementes 22 im Spaltbereich, wobei der Abstand zwischen dem Trittelement 22 und dem Setzelement der benachbarten Stufe den Spalt bildet. Wie die Stufe 1 in Fig. 2 ist auch

der Ausschnitt A1 von unten gesehen. Die mit 25 bezeichneten Zähne kämmen das Steg-/Rillenprofil des Setzelementes der benachbarten Stufe, wobei jeweils ein Zahn 25 in eine benachbarte Rille des benachbarten Setzelementes reicht. Der Spalt zwischen dem Trittelement 22 und dem benachbarten Setzelement ist dadurch vorspringend und zurückspringend. Das mittels Tiefziehverfahren umgeformte Tiefziehblech

61 bildet das Steg-/Rillenprofil 66 mit in Fahrtrichtung verlaufenden Stegen

62 und Rillen 63, wobei die Stege 62 und die Rillen 63 das Trittelement 22 bilden. Die Stege 62 bilden die Trittfläche für die Benutzer der Stufe 1 bzw. der Fahrtreppe. Jeder Steg 62 bildet von unten gesehen (in Pfeilrichtung P2) einen Hohlraum 64. Zur Aussteifung des Trittelementes 22 im Spaltbereich B1 wird jeder Hohlraum 64 mit einer Füllung 65 versehen. Der Spaltbereich B1 kann wenige Zentimeter sein oder kann bis in die Stufenmitte in Richtung Stufenkante 23 reichen. Die Füllung 65 kann beispielsweise durch Schäumen, durch Kleben, durch Schweißen, und so weiter in den Hohlraum 64 eingebracht werden. Die Füllung 65 kann beispielsweise bestehen aus Kunststoff, Silikonharz, Keramik, porösen Sintermetallen, Faserverbundstoffen und so weiter.

[0031] Zur Aussteifung des Trittelementes 22 im Spaltbereich können zusätzlich zur Füllung 65 Sicken vorgesehen sein, die vorzugsweise am Fuß eines jeden Steges 62 angeordnet sind und zusammen mit dem Steg-/Rillenprofil 66 beim Tiefziehvorgang aus dem Tiefziehblech gezogen sind.

[0032] Fig. 4 zeigt einen Schnitt F-F der Fig. 3 des Trittelementes 22 mit einer weiteren Ausführungsvariante einer Aussteifung im Spaltbereich B1. Das aus dem Tiefziehblech 61 gezogene Steg-/Rillenprofil 66 ist eingebettet in einen Oberteil 67 und einen Unterteil 68. Oberteil 67 und Unterteil 68 können durchgängig miteinander verbunden sein oder mittels Nieten verbunden sein. Der Unterteil 68 überdeckt das Tiefziehblech 61 und füllt die Hohlräume 64 aus. Oberteil 67 und Unterteil 68 können aus den Materialien bestehen, die unter Fig. 3 erwähnt sind.