專利名稱：扶手的復(fù)合結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動扶梯、活動人行道和類似運輸設(shè)備的移動扶手。更具體地說，本發(fā)明涉及由擠塑而成形的扶手。
已經(jīng)為自動扶梯、活動人行道和其它類似的運輸設(shè)備開發(fā)出了移動扶手。即使確切的尺寸可以隨制造商的不同而各不相同，但這種扶手的基本輪廓現(xiàn)在已經(jīng)相當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)化。同樣，所有傳統(tǒng)的扶手都有一些關(guān)鍵性的或主要的組件。
在包括權(quán)利要求書在內(nèi)的本說明書中，描述了處于正常工作位置的朝扶手欄桿的上行線取向的扶手結(jié)構(gòu)。應(yīng)當(dāng)知道，扶手是作為一個連續(xù)的環(huán)圈而形成的。扶手的任何部分都必然環(huán)繞整個環(huán)圈行走，而且在環(huán)繞環(huán)圈地通過時將繞一橫向軸線轉(zhuǎn)過360°。本發(fā)明的和具有傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的扶手的結(jié)構(gòu)都是相對于經(jīng)過扶手的沿水平方向延伸的上部路線而截取的一個垂直剖面來進行描述的。
傳統(tǒng)的扶手有一主要的頂部，它形成扶手的主體。兩個C形或半圓形的唇部從這一頂部向下延伸。主體與唇部限定出一個T形槽，該T形槽向下敞開并且其寬度比其高度大得多。扶手的經(jīng)過主體和唇部的厚度通常相當(dāng)均勻。
作為扶手的主要部件或常見部件，主體和唇部通常都由熱固性材料形成。沿頂部上的中性軸設(shè)置某種形式的抗拉伸物，它通常在T形槽的正上方與之隔開一段距離。此抗拉伸物通常為鋼帶、鋼絲繩、玻璃絲束或凱弗拉繩索。
為了保證扶手容易地沿導(dǎo)軌滑動，圍繞T形槽的外側(cè)設(shè)有襯里。該襯里有時被稱為滑條，而且通常是以合成纖維或天然纖維基的紡織品為基礎(chǔ)的織物。要將襯里選擇成可相對于鋼導(dǎo)軌或其它導(dǎo)軌提供低的摩擦系數(shù)。主體和唇部的外側(cè)包覆以一種為合適的熱固性材料的覆面材料。
在基本的扶手輪廓里面，可以選擇具有如在下文中將詳細(xì)說明的那種多層結(jié)構(gòu)，以為扶手提供所需的特性。
現(xiàn)在，扶手不得不滿足許多不同的要求，其中的許多要求是彼此矛盾的。在傳統(tǒng)的扶手中，除去上面提到的以外或作為上述結(jié)構(gòu)的變型，常常要求引入許多不同的元件。這在用熱固性材料制成的傳統(tǒng)扶手結(jié)構(gòu)中是非常方便的。按照常規(guī)，扶手是對應(yīng)于加壓硫化機的長度分步地或遞增地按每次約3m的長度制造的。這樣，使扶手所需的所有各種各樣的元件例如織物層、未固化的新制備的熱固性材料層、拉伸增強元件都放在一起。如果加入織物層，則它們都用未硫化的橡膠涂覆。因此，所有的各層都有未硫化的、發(fā)粘的橡膠表面，然后由人力用輥子將它們壓在一起或者用組裝設(shè)備將它們壓在一起。將所需長度的這些裝配好的元件放入一個模具中。在該模具上，施加必需的溫度和壓力，以固化熱固性材料，并保證各個元件一起采取了由模具型腔限定的理想輪廓。一旦經(jīng)過固化，就打開模具，將固化好的部分從模具中取出，然后放入下一段已經(jīng)裝配好的元件，以便進行模制。
這種技術(shù)有許多缺點。它很慢，只能按遞增的長度生產(chǎn)扶手，并且會產(chǎn)生不好的帶有模痕的成品。不過，它有這樣的優(yōu)點，即可以裝配比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，其中帶有為產(chǎn)生不同的特性而設(shè)計的許多不同的元件。
本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)開發(fā)出了一種用熱塑性材料擠塑扶手的技術(shù)。該技術(shù)有一個很大的優(yōu)點，即可以基本上連續(xù)地以較大的速度生產(chǎn)扶手。扶手可以有始終一致的優(yōu)良而均勻的外觀，這在作為自動扶梯或扶手設(shè)備的最明顯元件之一并被使用者抓握的產(chǎn)品中是極其希望的。
但是，擠塑出扶手的比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)并不簡單。有些人曾經(jīng)提出擠塑扶手，但是就本發(fā)明人所知，沒有一個是成功的；據(jù)說這是因為難于可靠而始終如一地將各種不同的元件放在一起。特別是，已知的用熱固性材料分批或分段地模制扶手的技術(shù)并不能簡單地結(jié)合在擠塑的扶手中。相反地，這種分批模制的技術(shù)不適用于連續(xù)的擠塑技術(shù)。
更具體一些，那些簡單地教導(dǎo)如何放置附加層以產(chǎn)生所需強度和其它特性的已有技術(shù)不能簡單地應(yīng)用于擠塑的扶手。對于將各個不同的層預(yù)先裝配好的傳統(tǒng)模塑操作而言，加入一個或更多個附加層通常是一件比較簡單的事。這在裝配扶手時可能需要一定程度的小心與技巧，并且可能增加成本，但它是可以做到的，并且不會從根本上改變模塑操作的各個步驟。
相反，作為熱塑性擠塑操作來考慮，基本的扶手結(jié)構(gòu)的擠塑已經(jīng)是一種復(fù)雜的操作，其中涉及許多單獨的元件，而且必須小心翼翼地確保這些元件在最后完成的輪廓中均處于正確的部位；例如，抗拉伸元件必須保持在正確的平面中，而滑動織物的形狀必須被做成與扶手的槽的相當(dāng)復(fù)雜的輪廓一致。因此，加入附加層是極其困難的而且成本非常高，因為這要求通過切口以及可能需要的涂覆粘結(jié)劑來制備額外的層。
現(xiàn)在考慮扶手必須滿足的特性，這些特性主要與扶手的保持在扶手導(dǎo)軌上并被驅(qū)動的能力有關(guān)。例如，扶手的唇部必須有足夠的強度，以防止從扶手導(dǎo)軌上出軌或與之脫離。這通常是通過測量用于唇部的給定側(cè)向偏離的載荷或力而確定的。在扶手的整個使用期內(nèi)，唇在唇的寬度方向上的間距也必須準(zhǔn)確并且是恒定的，或者保持在規(guī)定的公差之內(nèi)。要放入附加的增強層相當(dāng)困難。
至于驅(qū)動特性，在扶手與驅(qū)動裝置之間必須有恰當(dāng)?shù)哪Σ?，而且扶手必須不會被由?qū)動裝置施加的載荷損壞。一種技術(shù)是使扶手繞過直徑較大的且與扶手的內(nèi)表面接合的托輥，并且常常使扶手向后彎，以增加與驅(qū)動輪的接觸。盡管這種技術(shù)能賦予足夠的驅(qū)動特性，但是它有許多缺點。這種驅(qū)動需要比較大的空間，而且使扶手經(jīng)過一反向的彎曲可產(chǎn)生非所希望的應(yīng)力，從而導(dǎo)致縮短扶手的壽命。
另一種技術(shù)為采用所謂的直線驅(qū)動，這在世界上的某些地方是優(yōu)選的系統(tǒng)。在直線驅(qū)動中，使扶手簡單地經(jīng)過一對或更多對壓靠在扶手上的輥子。對于每一對輥子而言，輥子中的一個只簡單地起從動輪或托輥的作用，而另一個則被驅(qū)動并起著驅(qū)動扶手的作用。為了保證適當(dāng)?shù)貍鬟f驅(qū)動力，使托輥對或從動輪對由非常大的力壓在一起。這樣可對扶手產(chǎn)生非常高的內(nèi)應(yīng)力，由此產(chǎn)生許多問題。在一對從動輪之間的間隙中產(chǎn)生的剪切應(yīng)力可在傳統(tǒng)的熱固性橡膠產(chǎn)品中造成層的脫層。對于用絞合的加捻鋼絲繩、玻璃絲和類似物形成的抗拉伸元件而言，該應(yīng)力可產(chǎn)生研磨作用，造成磨蝕疲勞。
但是，出于許多理由，還是希望有直線驅(qū)動特性。它們消除了其它驅(qū)動裝置所具有的反向彎曲問題。它們比較緊湊，因此例如在有透明欄桿的自動扶梯設(shè)備中是理想的，它限制了扶手驅(qū)動占用的空間，并可減少扶手所需的長度。還有，對于不同尺寸的設(shè)備，該手段單純是增加驅(qū)動輥的數(shù)目以與設(shè)備的尺寸相匹配的問題。
在本技術(shù)中曾經(jīng)提出許多技術(shù)，以提供具有理想特性的按傳統(tǒng)方式模制的扶手。但是，這其中的許多技術(shù)比較復(fù)雜，而且通常只能適用于熱固性材料的傳統(tǒng)的分段模制技術(shù)。例如，美國專利No.5,255,772涉及一種用于自動扶梯和活動人行道的具有改進的尺寸穩(wěn)定性的扶手。這主要是通過提供一種夾層結(jié)構(gòu)而實現(xiàn)的，在該結(jié)構(gòu)中，在橡膠復(fù)合物層的每一側(cè)設(shè)置一層，在上述復(fù)合物中埋有鋼絲繩或其它抗拉伸構(gòu)件。這最好是強度較高的橡膠，從而用兩層形成結(jié)構(gòu)上的夾層復(fù)合物。
重要的是，在此結(jié)構(gòu)中，這兩個相對的層有它們自己的剛性主股繩，后者垂直于抗拉伸物因而也就是垂直于抗拉伸物的鋼纜地延伸。其目的在此處是響應(yīng)力圖使唇部朝外變形的側(cè)向力提高唇部的彎曲強度。
不過，這種結(jié)構(gòu)是復(fù)雜的，而且有許多不同的層。非常難于通過擠塑形成這種結(jié)構(gòu)。除去上面列出的基本元件之外，還要設(shè)法加入兩個附加的織物材料層，后者必須以準(zhǔn)確的形狀位于擠塑扶手之內(nèi)。
提出而未證實適于擠塑扶手的其它方案可在美國專利No.3,633,725和No.4,776,446中找到。在上述第一個專利中，提出了一種多少有些不尋常的結(jié)構(gòu)，其中，扶手的內(nèi)部設(shè)有一種帶齒的結(jié)構(gòu)，以有利于驅(qū)動并且還有利于彎曲。然后，設(shè)置單獨的覆面層。美國專利No.4,776,446在每個唇部的內(nèi)側(cè)設(shè)置所謂的耐磨條，其目的是提供兩個功用，即提供低的滑動系數(shù)和提高唇部的強度。它們是用一種剛性的塑料例如尼龍構(gòu)成的。曾經(jīng)建議，將它們與扶手共擠塑，不過并未公開任何擠塑技術(shù)。為了使這些耐磨條能彎曲，它們在一側(cè)是連續(xù)的并且設(shè)有將另一側(cè)分成一排腿狀部分的槽。但是，這只不過形成了應(yīng)力集中，而這些比較硬的耐磨條將在使用中經(jīng)受由于重復(fù)彎曲而引起的開裂和彎曲疲勞。
因此，希望提供一種扶手，它適于通過擠塑連續(xù)地生產(chǎn)，并且應(yīng)當(dāng)具有良好的或加強的唇部強度、良好的唇部尺寸穩(wěn)定性，能抵抗磨蝕疲勞和脫層，同時具有在直線驅(qū)動中實現(xiàn)最大的驅(qū)動力傳遞的特性。
按照本發(fā)明，提供了一種移動的扶手結(jié)構(gòu)，該扶手有大體上為C形的橫截面并限定出一個大體上為T形的內(nèi)槽，該扶手通過擠塑而形成，并包括(1)一繞T形槽延伸的由熱塑性材料制成的第一層；(2)一繞第一層的外側(cè)延伸并限定出扶手的外部輪廓的由熱塑性材料制成的第二層；(3)一限定出T形槽并粘在第一層上的滑動層；以及(4)一在第一層內(nèi)延伸的抗拉伸物，其中，第一層用比第二層硬的熱塑性材料形成。
最好扶手包括一個在T形槽上方的上腹板和兩個從上腹板起繞T形槽向下延伸的唇部，其中，在上腹板之內(nèi)，至少第一層要比第二層厚。與已知的建議不同，第一層可以從滑動層延伸到第二層，而不需要任何的中介層。上腹板可具有大約為10mm的厚度，而第一層這時最好至少厚6mm。據(jù)信，當(dāng)用比較硬的熱塑性材料形成時，只有這個堅實的第一層使扶手在直線驅(qū)動中具有改進的驅(qū)動特性，這將在下面詳細(xì)說明。
有利的是，第一層的硬度D為肖氏硬度40～50，而第二層的硬度A為肖氏硬度70～85。
扶手可以有不帶附加的織物層的適于擠塑的簡單結(jié)構(gòu)，從而在兩個彼此直接粘接的熱塑性塑料層之間有直接的界面。如果它們用同樣的材料例如TPU制造并被共擠塑，則有兩種材料的連接等于其撕裂強度的附加優(yōu)點。這時沒有像層壓產(chǎn)品那樣的脫層危險。
為了更好地理解本發(fā)明并更加清楚地示出如何付諸實施，現(xiàn)在以舉例的方式參看附圖地進行說明，其中

圖1為經(jīng)過傳統(tǒng)扶手的剖視圖；圖2a為經(jīng)過按照本發(fā)明第一實施例的扶手的橫截面圖；圖2b為經(jīng)過按照本發(fā)明第二實施例的扶手的橫截面圖；圖3為表示唇部尺寸與在試驗臺上的時間的關(guān)系的曲線圖4為表示唇部強度與在試驗臺上的時間的關(guān)系的曲線圖；圖5，6和7都是曲線圖，它們示出了三種不同的扶手結(jié)構(gòu)在不同的滑動率時制動力隨驅(qū)動輥壓力的變化；圖8a為直線驅(qū)動設(shè)備的示意圖，而8b為圖8a所示兩個輥子之間的輥隙的放大圖；以及圖9a，9b和9c是表示經(jīng)過一基體的輥子和彈性材料與粘彈性材料的性能的示意圖。
首先參看圖1，它示出了經(jīng)過傳統(tǒng)扶手的橫截面圖。如上所述，圖1和圖2都示出了沿扶手設(shè)備的上水平線路延伸的扶手。
傳統(tǒng)的扶手總的用參考標(biāo)號10代表。扶手10以已知的方式包括一個抗拉伸物12，它可以包括鋼纜、鋼帶、凱弗拉或其它合適的抗拉伸元件。如圖所示，它被埋嵌在一層橡膠中?？估煳?2及其橡膠覆層以及由比較硬的橡膠制成的層14都埋嵌在兩個織物層15之間?？椢飳?5和硬橡膠層14可包括一種如在美國專利No.5,255,772中限定的結(jié)構(gòu)。
織物層15部分地繞T形槽16延伸，在槽的周圍設(shè)有滑動織物18?；瑮l或滑動織物18的端部如圖所示地伸出槽16。為了完成扶手，同樣如美國專利No.5,255,772中所述的那樣，沿織物層15的外側(cè)模制一個外覆面材料層19。
現(xiàn)在參看圖2進行說明，該圖示出了按照本發(fā)明的扶手結(jié)構(gòu)，并且總的用參考標(biāo)號20代表。
扶手20包括抗拉伸元件或一個抗拉伸物22，后者包括許多直徑通?？蔀?.5～2mm的鋼絲?？梢栽O(shè)置任何合適的抗拉伸物。T形槽24襯以滑動織物26。該滑動織物是合適的棉制材料或合成材料，具有合適的紋理，以使直線驅(qū)動設(shè)備的驅(qū)動輪可以咬入并接合，這將在下面詳細(xì)說明。
現(xiàn)在，按照本發(fā)明，扶手的主體部包括一個用較硬的熱塑性材料制成的內(nèi)層28和一個用較軟的熱塑性材料制成的外層30。鋼絲繩或抗拉伸元件22被埋嵌在內(nèi)層28中并用合適的粘結(jié)劑粘在其上。層28、30在一界面上彼此直接粘接，以形成一個連續(xù)的熱塑性主體部。
如在圖2a的第一實施例中所示，內(nèi)層28包括一個具有大體上均勻的厚度的上部或腹板32，它延續(xù)成為兩個半圓形的唇部34。唇部34在垂直端面36處終止，并在肋附近設(shè)置小的朝下的肋38。滑動織物26此時包括包繞這些朝下的肋38的端部40。
外層30相應(yīng)地具有一上部42和半圓形部分44，后者的半徑大于半圓形唇部34。如圖所示，半圓形唇部44與滑條的邊緣部分40略有重疊。
現(xiàn)在，本發(fā)明的一個重要特性為，兩個層28、30有不同的特性或硬度。此處，外層30為品級比內(nèi)層28軟的彈體，這兩個層的性能在下表中給出表1
內(nèi)層28較硬并且通常更不易彎曲，而且同時用于保持唇部的尺寸，即用于保持用標(biāo)號46代表的跨越T形槽24的底部的間距。
內(nèi)層28還用于保護鋼制增強元件22和由一層粘結(jié)劑提供的在這些元件22和層28的TPU之間的連接。這可以通過只有很少的變形并承受如下所述的由驅(qū)動輥作用的載荷的層28來達到。這就保護了元件22和它們與TPU的連接免受過大的剪切應(yīng)力的影響。與用比較硬的材料形成的扶手相比，用比較軟的材料形成的扶手的疲勞試驗表明，硬材料確實用這種方式保護了抗拉伸元件22。
現(xiàn)在參看圖2b進行說明，該圖示出了本發(fā)明的扶手結(jié)構(gòu)的第二實施例。為了簡便起見，同樣的零件用與圖2a相同的參考標(biāo)號標(biāo)出，而且不再重復(fù)對這些零件的說明。
第二實施例在圖2b中用參考標(biāo)號63代表，并且同前面一樣，具有一內(nèi)層28、一外層30和一同樣是鋼纜22的適當(dāng)?shù)目估鞓?gòu)件。
不過，在此第二實施例中，內(nèi)層28并不像在第一實施例中那樣地繞滑動織物26延伸。相反，內(nèi)層28具有上部32和縮短的邊緣部分64，后者的厚度逐漸變薄并在槽24的端部附近在繞半圓形大致為一半的地方終止。
相應(yīng)地，外層30有大致為半圓形的端部66，后者的厚度在此實施例中逐漸變化，具有朝其底部不斷增加的厚度。這樣就補償了端部或邊緣部分64的厚度變薄。
如前所述，滑動織物26具有垂直的端面36。這里，滑動織物26圍繞半圓形部分66并具有埋嵌在其中的邊緣68。
簡單的分析提出，對于外層30來說，具有在外側(cè)的硬層只能用于加強扶手的剛性并提高唇部強度。不過，驅(qū)動試驗的分析結(jié)果表明，在驅(qū)動裝置與扶手之間有某些重要的相互作用，這導(dǎo)致了對外層30選擇較軟的TPU。
現(xiàn)在參看圖5、6和7，它們示出了不同扶手結(jié)構(gòu)的驅(qū)動特性的變化。因此，圖5示出了用肖氏硬度D為45的硬TPU做兩個層28、30而形成的扶手的制動力隨驅(qū)動輥壓力而變化的曲線。同其它曲線圖一樣，該圖示出了不同滑動率1％、2％和3％時的三條曲線。
圖6示出了類似的一組曲線，這組曲線是有關(guān)用肖氏硬度D同為45的較硬TPU做內(nèi)層28并用肖氏硬度A為80的較軟TPU做外層30而形成的扶手的曲線?？梢钥闯觯?qū)動特性大大地加強了。對于任何給定的滑動率，給定的驅(qū)動輥壓力產(chǎn)生了極大的表現(xiàn)為可以作用在扶手上的驅(qū)動力的制動力。
作為比較，圖7示出了用熱固性材料制成的傳統(tǒng)扶手的驅(qū)動曲線，該扶手具有與美國專利5,255,772相同的夾層結(jié)構(gòu)。這些曲線表明，驅(qū)動輥壓力超過大約130kg時，進一步加大驅(qū)動輥壓力并不能得到制動力的顯著增加。概括地講，其結(jié)果劣于圖5和6的擠塑扶手的結(jié)果，并且明顯地比圖6所示的具有兩種不同的TPU硬度的扶手差很多。這種扶手雖然結(jié)構(gòu)非常不同并且較硬的層非常小，但是也有兩種硬度不同的材料。不過其結(jié)果并未顯示，通過采用兩種硬度不同的TPU可以得到驅(qū)動特性上的任何改進。
現(xiàn)在參看圖8a、8b和9地說明由本發(fā)明人提出的解釋此種表現(xiàn)的理論。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，這是一個推薦的理論，不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是以任何方式限制了本發(fā)明。
圖8a示出了處于驅(qū)動段即倒過來的扶手20。一驅(qū)動輥50向下壓靠在滑動織物26上，將扶手20夾在驅(qū)動輥50與一個從動輥52之間。
驅(qū)動輥50上設(shè)有輥面54(圖8b)，而從動輥52相應(yīng)地具有輥面56。輥面54、56用具有適當(dāng)硬度的聚氨酯或橡膠制成，這將在下面更詳細(xì)地說明。
現(xiàn)在已經(jīng)知道，當(dāng)輥子滾過粘彈體材料基體的表面時，在接觸區(qū)中產(chǎn)生一種應(yīng)力分布形式，這增加了滾動阻力。這已在圖9中示出。圖9a示出輥子70滾過基體72以產(chǎn)生一用標(biāo)號74代表的接觸區(qū)或印跡。
圖9b示出了在彈性基體例如鋼的印跡或接觸區(qū)74中接觸應(yīng)力的變化。如同所預(yù)期的那樣，它們大體上是對稱的并且不會產(chǎn)生任何的滾動阻力，而且在輥子沿任一方向移動時也將是相同的。
圖9c示出了沿圖9a中的箭頭F所示的方向移動的粘彈體基體的接觸應(yīng)力。由于粘性，應(yīng)力朝印跡的前端增加，而在后端處則減小。
這樣就產(chǎn)生了一個平衡由輥子70施加的載荷的向上的力N。這個力N從輥子70的軸線朝前偏移距離X。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，保持輥子移動所需的用箭頭表示的力F可由下式給出FR＝Nx更具體一些，可以用下式定義滾動摩擦系數(shù)μr=FN=xR]]>此系數(shù)也可以從下式中算出μr=0.25(NGR2)13tanδ]]>式中，G為與硬度直接有關(guān)的剪切模量，而tanδ為機械損耗角正切或機械損耗因數(shù)。因此得知，粘彈體材料使接觸區(qū)或由其產(chǎn)生的壓力分布的中心線偏移?，F(xiàn)在，本發(fā)明人已經(jīng)明白的是，由于多數(shù)常用的直線驅(qū)動具有直徑不同的驅(qū)動輥和從動輥50、52，因此它們的接觸區(qū)可能并不對應(yīng)。這樣，就可能導(dǎo)致它們各自的接觸區(qū)或印跡有兩個不同的偏移。例如，如果扶手是均質(zhì)的而且兩個輥子有相同的直徑，則必然可以預(yù)見，兩個接觸區(qū)有同樣的偏移。不過，即使是均質(zhì)的扶手，由于直徑不同，其接觸區(qū)將有不同的偏移，這造成對驅(qū)動輥的不適當(dāng)?shù)闹С?。換句話說，如果驅(qū)動輥的接觸區(qū)大量偏移，則扶手將偏斜或者否則移動，以平衡這個載荷，但是驅(qū)動輥將得不到正確的支承。
現(xiàn)在，按照本發(fā)明，外層或覆面層30用較軟的材料制造。這就導(dǎo)致從動輥52產(chǎn)生一個比驅(qū)動輥50大或至少差不多的接觸區(qū)或印跡。在圖8b中更詳細(xì)地示出了這種情況，而且示出了兩個輥50、52的接觸區(qū)58、60。箭頭62指出由壓力分布算出的每個接觸區(qū)的實際中心，也就是相當(dāng)于壓力分布的集中載荷的作用點。這樣，較小的輥子52的較大的印跡保證驅(qū)動輥50現(xiàn)在得到了正確的支承。
驅(qū)動改進的第二個原因也示于圖9中。由于扶手的內(nèi)層或主骨架28是用較硬的材料制成的，滑動織物26趨向于被壓入輥面54中，而不是被壓入層28中。這就使輥子20通過“咬”入由織物26提供的牽引表面而獲得合適的牽引。
應(yīng)當(dāng)指出，輪面54應(yīng)當(dāng)相當(dāng)硬，例如硬度為肖氏硬度A90～94，因為這將確保良好的耐磨特性。軟的輥面54可產(chǎn)生較大的印跡并且更好地與織物紋理相適應(yīng)，但是這樣極易由于在印跡區(qū)的擦磨而遭受過度的磨損。還有，不太軟的較薄輥面54對防止積聚由滯后產(chǎn)生的熱量是理想的。薄的輥面還保證熱量被傳走并傳到輥子50上。
還可以進一步地指出，層28不要像美國專利No.5,255,772中那樣僅僅用彈體基材制造，而是用某些層壓結(jié)構(gòu)制造是有利的。均質(zhì)的層28將更有彈性，并且有較低的粘滯能量損耗，由此可產(chǎn)生較小的滾動阻力。這又有助于消除滑動作用。與之相反，復(fù)雜的層壓結(jié)構(gòu)可能常常增加能量損耗，導(dǎo)致增大滾動阻力，從而又造成滑動加大。
比較硬的層28的另一優(yōu)點為承受在扶手經(jīng)過輥子50、52之間的輥隙時所作用的載荷。這種載荷有局部地壓縮扶手，使它沿側(cè)向伸長的作用。鋼絲防止了沿軸向有任何顯著的伸長，但是這些鋼絲沿側(cè)向的變形有沿軸向縮短直接位于輪子50下面的扶手的作用。當(dāng)應(yīng)力被消除時，鋼絲縮回成狹窄的有規(guī)則的陣列，而且扶手回彈至其原有的長度。這種由壓力引起的瞬時的長度變化實際上可以使扶手移動得略快于驅(qū)動輪50(快約1％)，從而補償某些可能的滑動。
本發(fā)明的扶手，也就是如圖2a和2b中所示的扶手，會帶來另一優(yōu)點。在對試驗用自動扶梯欄桿做的試驗中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，所需的動力與驅(qū)動力都小于圖1所示傳統(tǒng)扶手的動力和驅(qū)動力。可以認(rèn)為，這是因為硬層28不僅僅在側(cè)向上加強了扶手以提高唇部強度，而且在軸向上也是如此。相反，如美國專利5,255,772中所述，圖1的結(jié)構(gòu)提供了具有顯著的正交各向異性的層，這些層提供了沿橫向延伸的玻璃纖維絲束，以沿橫向加大扶手的剛性，但是它們在軸向上不起作用，從而它們不會提高繞中性軸的彎曲剛度。因此，這類結(jié)構(gòu)在其繞過驅(qū)動輥、樓梯欄桿柱的端部輥子等時可以有較好的撓性。據(jù)信這會使扶手與這些輥子緊密地接合。與之相反，采用本發(fā)明的扶手，層28使其有一定的剛性，這會防止扶手過份彎曲并且過份緊密地與樓梯欄桿柱的端部輥子及其類似物接合；相反，在扶手與各種輥子之間很可能有更多的切向接觸，這樣就減少了摩擦，從而又減少了在驅(qū)動電機上的載荷或扭矩。這種加強的程度取決于所選擇的熱塑性塑料的品級和各種層的構(gòu)形。具有全部繞槽延伸的層的圖2a所示結(jié)構(gòu)的剛性應(yīng)大于圖2b的具有剛好部分地繞槽24延伸的層的結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)在參看圖3和4，它們示出了不同扶手在試驗臺上的唇部尺寸和唇部強度與小時數(shù)的關(guān)系曲線。
首先參看圖3，它用80示出了圖2a的按照本發(fā)明的擠塑扶手，該扶手具有較軟的層28和較軟的覆面30。該曲線顯示出合適的唇部尺寸，但是隨時間而略微變壞。對于此試驗，在一三輥式日立直線驅(qū)動裝置上以60m/min的速度對一5.6米的扶手進行試驗，而且采用230kgf的驅(qū)動輥壓力和120kgf的制動力。用81示出在同樣條件下的試驗，但是層28的硬度D為肖氏硬度45且外層30的硬度A為肖氏硬度85。這顯示出隨著時間有相當(dāng)恒定的特性和較少的變壞。
用82示出了采用如美國專利3,463,290中所述的棉制主體層制造的扶手的試驗。該試驗是在同樣的載荷條件和速度下對20m的長度進行的。在不到10小時的較短時間內(nèi)，該曲線顯示出滿足要求的行為特性。
用83示出了按照美國專利5,255,772的用熱固性技術(shù)制造的傳統(tǒng)扶手。它長10m，以60m/min的速度在一臺西屋型直線驅(qū)動裝置上運行，并采用了在四個輥子上為50kgf的驅(qū)動輥壓力，而且沒有制動力。該曲線顯示出隨時間逐步變壞。
最后，用與80、81和82的試驗相同的載荷和速度對另一歐州的扶手進行試驗，其曲線用84標(biāo)示而且不是專門為直線驅(qū)動而設(shè)計的。這是對長10m的扶手進行的試驗。對于短時間的試驗，該曲線顯示出滿足要求的特性。
這些試驗表明，采用硬層28和比較軟的層30可得到良好的性能并可保持高達1000小時。
參看圖4，它示出了唇部強度隨時間的變化。為了方便起見，采用了同圖3一樣的參考標(biāo)號，這是因為它們涉及完全相同的試驗扶手。
例如，可以看到，用80、81標(biāo)示的本發(fā)明扶手顯示出有良好的特性，并且確實有隨時間提高的唇部強度。如同所預(yù)期的那樣，線條81示出，采用硬的內(nèi)層28，可以得到提高的唇部強度，與用80表示的具有兩個軟層28、30的結(jié)構(gòu)相比，可以長期保持該提高的唇部強度。
總之，用80、81代表的結(jié)果，特別是線條81代表的結(jié)果表明，本發(fā)明的扶手提供了改進的特性。按照美國專利3,463,290的有棉制主體層的扶手82顯示出有良好的初始唇部強度，但是它迅速變壞并且僅在20小時以后已顯著變壞。用83示出的傳統(tǒng)扶手還顯示出隨時間的明顯變壞，并且比本發(fā)明的扶手要壞。
權(quán)利要求
1.一種移動的扶手結(jié)構(gòu)，該扶手有大體上為C形的橫截面并限定出一個大體上為T形的內(nèi)槽，所述扶手通過擠塑而形成并包括(1)一繞T形槽延伸的用熱塑性材料制成的第一層；(2)一繞第一層的外側(cè)延伸并限定出扶手的外部輪廓的用熱塑性材料制成的第二層；(3)一給T形槽加襯并粘接在第一層上的滑動層；以及(4)一在第一層內(nèi)延伸的抗拉伸物層，其特征為，第一層是用比第二層硬的熱塑性塑料形成的。
2.如權(quán)利要求1所述的扶手，其特征為，扶手包括一在T形槽上方的上腹板和兩個從上腹板起繞T形槽向下延伸的唇部，其中，至少在上腹板內(nèi)，第一層比第二層厚。
3.如權(quán)利要求2所述的扶手，其特征為，第一層熱塑性塑料在上腹板中包括至少60％的扶手厚度。
4.如權(quán)利要求2所述的扶手，其特征為，上腹板有大約為10mm的厚度，而第一層至少為6mm厚。
5.如權(quán)利要求1至4之一所述的扶手，其特征為，第一層的硬度(D)在肖氏硬度40～50的范圍內(nèi)，而第二層的硬度(A)在肖氏硬度70～85的范圍內(nèi)。
6.如權(quán)利要求2所述的扶手，它不包括附加的織物層，其特征為，在第一層與第二層之間有直接的界面，在該處，第一層與第二層彼此粘接在一起，形成連續(xù)的熱塑性塑料體。
7.如權(quán)利要求1所述的扶手，其特征為，滑條包括伸出T形槽并繞第一層的底部延伸的邊緣部分。
8.如權(quán)利要求7所述的扶手，其特征為，第一層包括大體上為半圓形的唇部，該唇部在其下端包括垂直的且相對的端面，而且每一個唇部都包括一個向下伸出的與垂直端面相鄰的肋，其中，滑條層的邊緣部分繞肋延伸。
9.如權(quán)利要求7所述的扶手，其特征為，第二層包括大體上為半圓形的唇部，該唇部包圍第一層的半圓形唇部并與滑條層的邊緣部分重疊。
10.如權(quán)利要求1所述的扶手，其特征為，第一層包括一上部和只部分地繞T形槽延伸的逐步變薄的邊緣部分，以及第二層包括一上部和繞T形槽延伸的半圓形邊緣部分。
11.如權(quán)利要求10所述的扶手，其特征為，滑條層包括埋嵌在第二層中的邊緣部分。
12.如權(quán)利要求2所述的扶手，其特征為，抗拉伸物包括位于一個共同平面中的許多鋼纜，該平面通常居中地位于第一層中。
13.如權(quán)利要求1所述的扶手，其特征為，第一層和第二層中的每一個都有基本上均勻的厚度。
全文摘要
一種用于自動扶梯、活動人行道和其它運輸設(shè)備的移動扶手結(jié)構(gòu)具有大體為C形的橫截面并限定出一大體為T形的內(nèi)槽。扶手通過擠塑形成并包括一用熱塑性材料形成并繞T形槽延伸的第一層。用熱塑性材料制成的第二層繞第一層的外側(cè)延伸并限定出扶手的外部輪廓。一滑動層襯在T形槽中并粘結(jié)在第一層上。一抗拉伸物在第一層內(nèi)延伸。第一層用比第二層硬的熱塑性塑料形成,并且已發(fā)現(xiàn),這樣能提高唇部的性能并提高在直線驅(qū)動上的驅(qū)動特性。
文檔編號B66B23/24GK1307537SQ99808066
公開日2001年8月8日 申請日期1999年6月18日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月30日
發(fā)明者羅納德·H·鮑爾, 道格拉斯·J·維特拉爾, 安德魯·O·肯尼, A·斯圖亞特·考恩斯 申請人:羅納德·H·鮑爾