[0001] 本发明涉及用于通过推力移动负载的机械，以及更具体地涉及用于这种机械的传动组合件。

[0002] 在需要移动大的负载通过长的距离上但在可用空间有限的区域中，已知使用称为刚性链的链式机械。由本申请人提交的FR 2786476描述了一种使用刚性链的铰接式负载提升柱。

[0003] 铰接杆或刚性链机械用于移动链以将链从链占据有限空间的折叠状态转换到为能够承受高压缩载荷的刚性直线结构形式的展开状态。

[0004] 与气缸、臂或放缩机构系统相比，刚性链在折叠状态下较小，用于在长的距离上展开。

[0005] 刚性链机械例如用于娱乐行业中以便在相当长的距离上以高速移动装饰或风景元件。这种类型的机械也可用于生产工业，例如高重量产品的大批量生产。

[0006] 通过改变链中的链节数量，可以使刚性链的操作范围适应于使用环境。

[0007] 由本申请人投放在市场上的现有机械是令人满意的。然而，为了使该技术能够通过替换其他更污染且更麻烦的技术来进入新市场，本申请人已经确定对于需要不频繁维护的长的、高速的、低噪音推力链存在需求。

[0008] 本发明旨在改善这种情况。

[0044] 附图和说明书中的大多数元件是公知的，并且因此可以用于更好地理解本发明并且适当地有助于其定义。

[0045] 与链啮合的链轮的轮廓与啮合在一起的两个齿轮的轮廓显著不同。链具有与链轮的齿接触的圆形直筒的杆。杆自由安装，使其能够转动与链轮接触。杆的直径和两个相继的杆的中心距离是影响链轮的链参数。链轮的特征尤其在于齿数、直径、两个相邻齿之间的开度和推力角。FR 2780472描述了一种推力链驱动器，其包括设置有齿的链轮，该链轮在两个凸缘之间装配有空转辊，以每个链轮齿针对一个辊的比率。使得推力链的弯曲部分是自由的。在链的轴线上沿着与链的平移移动方向分开的方向施加推力。

[0046] 对于具有未啮合的下端部的推力链而言，本申请人已经确定了附加参数。在US 2009/0008615中，链的下端部与引导区段相关联，引导区段与从链节横向突出的随动轴承配合以承载和稳定链。然而，在钻探应用中，噪音是非限制性参数，特别是因为其他元件的噪音非常大地超过推力链的噪音。

[0047] 相反，本申请人希望将推力链引入目前在其中振动和噪音是关键参数的住宅或办公楼中使用其他技术(例如电缆或带)的市场。

[0048] 为此目的，推力链装置包括开放式的推力链。在这种情况下，“开放式”是指具有分开的端部的链。链具有推力部分、壳体部分以及推力部分与壳体部分之间的连接部分。连接部分远离链轮布置。该装置包括位于所述推力链的推力部分上的推力链引导件。引导件确定推力部分的路径。推力部分通常是垂直的，并且引导件吸收横向力，横向力通常是水平的。该装置包括驱动链轮，驱动链轮具有与推力链啮合的齿。链轮具有一排或多排齿。一排齿包括位于同一平面内的齿。该装置具有壳体部分的存储空间。所述存储空间平行于推力部分并且相对于链轮的旋转轴线与推力部分相对地布置。

[0049] 驱动链轮在所述推力部分侧上和壳体部分侧上与推力链双向和对称地啮合。传递到链轮的链的壳体部分的质量减小了驱动链轮的马达所需的扭矩。驱动链轮通过圆形渐开线表面与推力链接触，所述表面属于齿，其中与链啮合的齿限定与推力部分成-10°和10°之间的角度的作用线。所述引导件包括由合成材料制成的接触表面。

[0050] 优选地，作用线与推力部分形成-2°和2°之间的角度。施加到引导件的力是低的，作为由上述角度的正弦限制的第一近似值，即小于链推力的3.5％。由合成材料制成的接触表面确保链的低摩擦和可忽略的磨损，同时所述接触表面经受与间隔维护视察相容的磨损水平。

[0051] 如图中所示，带齿的链轮1围绕平行于轴线X的轴线可旋转地安装。属于链10的圆形啮合表面100沿轴线Z平移安装。在这种情况下，术语“轴线”在几何意义上使用。在上述实施例中，圆形啮合表面100对应于在轮廓中看到的杆11的圆形轮廓。轴线X对应于驱动轴5的主方向。轴线Z对应于由杆11承载的圆形啮合表面100沿其移动的竖直方向。

[0052] 圆形啮合表面100由圆圈表示，其中心标记为Cn-1，Cn和Cn+1，圆形啮合表面100由杆11的没有环的主体直接承载或者由诸如环的中间构件承载，中间构件由杆11的主体承载并形成驱动辊。

[0053] 链轮1的旋转轴线和圆形啮合表面100的平移轴线是正交的并且彼此以距离d分开。

[0054] 在啮合移动期间，链轮1的至少一个齿2与一个圆形啮合表面100接触。由于齿2是直的并且圆形啮合表面100可正交于轴线X移动，因此在沿着轴线X延伸的一条线上进行接触。如在图中所示的平面中看到的那样，接触则可以由参考的接触点示出。

[0055] 在机械学中，最常见的运动传递之一涉及将旋转运动转换成另一个旋转运动。已知的传动装置包括具有直齿的第一齿轮和具有直齿的第二齿轮，它们啮合在一起以形成用于将第一旋转变换为第二旋转的直齿轮对。在文献中，这种简单类型的齿轮对用于定义其他类型的齿轮对。类似地使用某些技术术语来描述推力链的齿轮对。

[0056] 在这种情况下，组合件将围绕轴线X的旋转运动转换成沿轴线Z的平移运动。在此，该装置与齿条和小齿轮式的齿轮具有一些相似性。然而，圆形啮合表面100与传统齿条的轮廓不同。因此，一侧的齿2的轮廓与另一侧的圆形啮合表面100之间的啮合为装置的齿轮对提供了与齿条和小齿轮式的齿轮不同的啮合特性。在这种情况下，杆11执行两种不同的功能，具体地：

[0057] -形成或承载与链轮1的齿2接触的圆形啮合表面100；以及

[0058] -确保给定链节的两个链板之间的良好链接，从而确保链的稳定性。

[0059] 链轮1与直线部分啮合，在这种情况下直线部分是垂直的，被称为链10的推力部分10a。因此，在啮合期间杆11的移动是平移移动。这种平移移动将链10的齿轮对与传统系统区分开来，传统系统包括闭合链，在该闭合链中以动力传动系耦合系统或自行车驱动系统的方式将弯曲部分围绕带齿滑轮缠绕。链轮1还与直线部分啮合，在这种情况下直线部分是垂直的，被称为链10的壳体部分10b。壳体部分10b布置在存储空间9中。

[0060] 简而言之，链10的啮合既不像齿条的啮合也不像传统的滚子链的啮合。

[0061] 直线移动和杆11的圆形轮廓的组合使得传动组合件1的啮合在特别适合于刚性链机械的速度下具有高性能水平。

[0062] 轴线Z是接触线，沿着该接触线的链轮1的切向速度等于圆形啮合表面100的线速度。因此，可以通过类似于齿条和小齿轮式的齿轮的方式把将接触线和链轮1的旋转轴线分开的距离d比作链轮1的节圆半径和链10的推力部分10a的节线处的接触线。链轮1的模数m和链10的模数m是相同的。链轮1的节距p和链10的节距p是相同的。链轮1的节距p被定义为在两个相继齿的啮合侧面上的两个相似点在链轮1的节圆上之间取得的弧的长度。节距p和模数m通过以下等式相关联：

[0063] p＝m*π。

[0064] 当啮合时，在一个齿2的轮廓的啮合侧面和圆形啮合表面100之间建立接触。在轮廓中看到，两个凸形表面之间的接触使得可以通过接触切线181限定图中所示的切线。使用虚线示出接触切线181。当啮合时，接触点M沿着被称为作用线并且标记为182的理论线移动。机械地，作用线182表示从经由接触点M与另一个啮合的构件传递的力的方向。

[0065] 作用线182基本垂直于接触切线181。在具有两个齿轮的传统齿轮对中，齿具有匹配的圆形渐开线轮廓，接触切线与中心到中心距离(即连接两个齿轮中的每一个的中心的线)的方向形成角度α。因此，作用线与中心到中心距离的方向形成角度α±π/2。角度α通常被称为压力角。在此使用术语“压力角”。

[0066] 在齿条和小齿轮式的齿轮中，齿具有匹配的圆形渐开线轮廓，齿条可以比作无限半径的齿轮。然后，在齿条的平移移动方向上延伸并且对应于无限半径的齿轮的节圆的线被称为参考线或节线。在这种情况下，作用线与参考线形成角度α。接触切线则与参考线形成角度α±π/2。角度α也被称为压力角。

[0067] 与第一个障碍物传动系统相比，具有匹配的圆形渐开线轮廓的齿(无论是轮-轮式齿轮还是齿条和小齿轮式齿轮)都具有改进的性能，特别是那些归功于莱昂纳多达芬奇的那些。第一个特性是提供基本上同动的传动：如果齿轮对的一个构件的速度是恒定的，那么另一个构件的速度也是恒定的。第二个特性是压力角α在啮合过程中基本上是恒定的，尽管有加工公差和接触开始和结束的现象。第三个特性是通过滚动促进接触，两个凸形表面之间没有滑动。因此，移动的传递令人满意地是连续且均匀的。此外，由摩擦导致的磨损受到限制。

[0068] 为了承受显著的力并防止齿条减弱，具有圆形渐开线轮廓的齿通常被截断。换言之，每个齿的径向端部被封顶(capped)，并且齿的根部(两个齿之间)不加工到底部。因此，出于相同的原因，齿的径向端部基本上是平的或圆化的而不是尖锐地尖头的，并且齿的根部具有基本上匹配的凹形形状。这些对于配合的圆形渐开线轮廓的适应调节也限制了在两个配合的齿之间的接触开始和结束时(也被称为接近阶段和凹入阶段)发生的特定滑移和操作干涉的现象。

[0069] 压力角的值通常由标准设定。根据欧洲标准，该值例如标称为20°，以及根据美国标准，该值标称为25°。某些齿轮对，特别是旧齿轮对，特别具有14.5°的值。设定标准值还使得使用单个工具制造(机械)齿轮构件(诸如轮或齿条)成为可能。换言之，设计其中压力角α是非标准的齿轮对将意味着设计复杂且昂贵的专用加工工具。最后，通常使用交叉引用大量参数(诸如齿数、模数等)的图表来设计齿轮对。这些图表使用标准压力角α绘制。通常建议技术人员不要偏离这一点。

[0070] 在实施例中，链轮1的齿2在操作中与具有圆形啮合轮廓的杆配合。在这种情况下避免了特定滑移和操作干涉的现象，包括在接近和凹入阶段期间。

[0071] 链轮1例如具有5至15个之间的齿2。在示例中，链轮1是具有9个齿2的轮。链轮1的形状类似于具有与节距p的齿条啮合的圆形渐开线轮廓的齿轮。齿2具有前齿侧2a和后齿侧2b。前和后的概念涉及链轮和链之间施加的力。齿2基本上是尖头的。对距离d进行调节，使得接触点M处的压力角α基本为零。在这种情况下，距离d小于对应于标准压力角20°或25°的距离。作为构件尺寸(特别是杆11的直径和节距p)的函数来选择距离d的值。例如，节距p在
10到200mm之间。模数m在10/πmm和200/πmm之间，即大约在3mm和64mm之间。

[0072] 下表示出作为左侧列中以毫米指示的节距p和第一行中指示的齿数的函数以毫米为单位给出的距离d的几个示例值。

[0073]齿数＝ 5 6 8 9 10 12 15
p＝20mm 15.915 19.099 25.465 28.648 31.831 38.197 47.746
p＝30mm 23.873 28.648 38.197 42.972 47.746 57.296 71.620
p＝40mm 31.831 38.197 50.930 57.296 63.662 76.394 95.493
p＝50mm 39.789 47.746 63.662 71.620 79.577 95.493 119.366
p＝60mm 47.746 57.296 76.394 85.944 95.493 114.592 143.239
p＝80mm 63.662 76.394 101.859 114.592 127.324 152.789 190.986
p＝90mm 71.620 85.944 114.592 128.916 143.239 171.887 214.859
p＝100mm 79.577 95.493 127.324 143.239 159.155 190.986 238.732

[0074] 提出的值的组合是本发明的示例实施例。这些组合对应于其绝对值接近零的压力角α。在图1至图10中所示的实施例中，圆形啮合表面100的直径为24mm，导辊的直径为60mm，以及节距为60mm。引导件20的两个笔直部分之间的距离的一半是85.944mm。

[0075] 因此包括链轮1的齿2和配合的圆形啮合表面100的所示的齿轮对具有基本为零的压力角α。换言之，作用线182与链10的推力部分10a的平移移动方向形成基本上零角度。作用线182基本上平行于轴线Z。接触切线181与链10的推力部分10a的平移移动方向形成基本上直角(α±π/2)。在实践中并且考虑到加工公差，该角度绝对值小于5°。

[0076] 在变型中，压力角α具有小于上述标准值的绝对值，但是大于0。例如，压力角α可以在-10°和10°之间，或者在-5°和5°之间，在-2°和2°之间，或在-1°和1°之间。接触切线181则与链10的推力部分10a的平移移动方向形成分别在80°和100°之间，在85°和95°之间，在88°和92°之间，在89°和91°之间的角度(α±π/2)。

[0077] 在所示的示例中，由杆11承载的圆形啮合表面100之间的空间是自由的。没有“根部”将一个外部杆11连接到另一个外部杆11。在啮合移动期间链轮1的齿2的移动是自由的。

[0078] 在这种情况下，在链轮1具有少量齿2的情况下，齿2的径向端部被加工成尖头。齿2的径向端部没有被封顶。在链轮1具有大量齿2的情况下，齿被封顶。这有助于限制同时接触的数量，从而减少振动和杂散噪音。此外，当接触点Mn+1接近齿2n+1的端部时，如图中顶部处所示，在配对的齿2n和随后的圆形啮合表面100n之间建立新的接触点Mn，依此类推。则在接触点Mn+1受到高应力之前，通过新的配对2n/100n传递力。

[0079] 在所示的示例中，链轮1的齿2的根部被加工成大致圆形的轮廓，该大致圆形的轮廓的直径等于或大于圆形啮合表面100的直径。因此，尽管有加工公差，在被下游齿2驱动之前每个圆形啮合表面100位于两个齿2之间的根部内。

[0080] 在这里描述的示例中，杆11相对于链10的链节12空转地安装。这有利于在啮合时外部杆11抵靠齿1的啮合表面滚动。减少了摩擦。减少了杆11和齿1的磨损。在一个变型中，杆11相对于由杆连接的两个链节12中的一个链节静止安装。在这种情况下并且在直接在圆形啮合表面100上进行接触防止旋转的情况下，在啮合期间发生滑移现象。尽管如此，链10的制造仍然是便利的。例如，链节12和外部杆11可以形成为单个部件或焊接在一起。

[0081] 如上所述的装置使得可以显著减小齿轮对中产生的径向力。径向力主要沿y方向定向。这有助于在移动时进一步稳定链10并且减少由链轮1传递到链10的振动，特别是在高速下。因此，与已知的装备相比，也降低了操作中的噪音量和噪音水平。这种性能在旨在用于诸如娱乐行业(诸如在剧院、音乐厅和歌剧院)中的个人电梯和货梯等机械的应用中尤其明显。这种性能在促进家庭或医疗机构的个人移动性方面也是可观的。

[0082] 减小在操作中链10中产生的径向力还减小施加到构成传动组合件1的部件上的复合应力。从链轮1传递到杆11的力主要定向在链10的平移移动方向上。切向分量增加而径向分量可忽略不计。因此传动比接近100％。因此，与链10在径向方向上的移动相反的引导构件受到比在已知系统中更小的应力。诸如支架的引导构件则可由具有比通常使用的金属更小的机械强度性能的材料制成。例如，可以使用诸如聚氨酯或聚乙烯的塑料材料，同时在操作期间保持低的破裂风险。这使得不仅可以节省原材料，而且可以限制金属与金属的接触。也会减少噪音，特别是嘎嘎声。

[0083] 此后，在相对意义上使用术语前、后、顶部、底部、左侧和右侧。在图中，示出了三维参考系统：x是从左到右定向的横向，y是从前到后定向的深度方向，以及z是从下到上定向的垂直方向。由于链是基本上线性的构件，因此术语头部和尾部用于识别两个端部。

[0084] FR 2786476中描述了主要的操作原理，特别是机械的运动学，请读者参考。

[0085] 链10具有平行的推力部分10a和壳体部分10b。推力部分10a和壳体部分10b通过弯曲的连接部分10c连接。推力部分10a由链轮1的齿2在一侧上承载，而壳体部分10b由链轮1的齿2在径向相对的一侧上承载。连接部分10c在链轮1下方形成180°弯曲。连接部分10c由推力部分10a和壳体部分10b承载。链轮1从其相对于连接部分10c的内侧与链10的推力部分10a啮合。链轮1从其相对于连接部分10c的内侧与壳体部分10b啮合。

[0086] 链10包括链节12。链节12彼此铰接以形成链10。装置中使用的链10形成移动传递构件。此后，链节12由数字1到N标识从尾部链节121到承载联接板的头部链节12N。数字n指代链节12n或链节12n的一部分。例如，附图标记121n指代链节12n的链板121n中的一个。在该上下文中，术语“链节”应该被理解为指代沿着链10相同地再现的基本机械图案。链节12n在一侧连接到链节12n-1并且在另一侧连接到链节12n+1，其中1

[0087] 在升高、即链轮1的顺时针旋转期间，链节12n依次相继地属于链10的壳体部分10b、连接部分10c、然后是推力部分10a，并且在下降期间相反。

[0088] 该装置还具有固定引导件20。引导件20形成用于下面描述的导辊171的滚动表面。引导件20可以是形成由低磨损合成材料诸如聚氨酯或聚酰胺制成的滚动表面的部件。引导件20具有对应于推力部分10a的第一笔直部分，对应于壳体部分10b的第二笔直部分和对应于连接部分10c的弯曲部分。引导件20提供向外定向的滚动表面，弯曲部分是凸形的。弯曲部分在一端部处连接到第一笔直部分，以及在另一端部处平滑地连接到第二笔直部分，换言之，没有任何特定的发散点。弯曲部分形成返回构件21。在图1至图5中所示的实施例中，弯曲部分是具有恒定半径的半圆。

[0089] 为了进一步改善性能，本申请人对引导件20的弯曲部分的轮廓进行了测试。链10和链轮1具有非常紧密的加工公差以减少磨损和噪音。研究了壳体部分10b侧面的啮合以寻找特定的噪音源。对于一个九齿链轮而言，其中一个齿与水平面XY成40°，后齿与水平面XY成0°，则与前齿侧2a或后齿的上游侧面接触，不与后齿或下齿侧2b接触。这种情况被认为是正常的。已经发现，对于分别在图3，图4和图5中示出的45°，50°和55°的位置而言，丧失与后齿的前侧面2a的接触并且与下侧面或后侧面2b重新建立接触。重新建立接触时会产生噪音。

[0090] 相反，寻求接触表面的连续性。在图6至图10中所示的实施例中，尽管延伸超过180°，但弯曲部分具有非恒定的半径。弯曲部分关于平面XZ对称。弯曲部分包括两个相同的象限，从而简化了制造。每个象限关于与平面XZ成45°并且平行于轴线X的平面对称。每个象限具有延伸第一笔直部分或第二笔直部分的上部直线区域，延伸另一个象限的下部直线区域且位于XY平面内的下部直线区域，以及上部直线区域和下部直线区域之间的圆化区域。

[0091] 弯曲部分可以具有两个相同半径的具有偏移中心的圆弧部分。所述中心可以彼此水平地分开。半径可以小于图1至图5中的实施例中的半径。半径可以小于两个上部直线区域之间的距离的一半。两个圆弧部分可以通过下部直线区域(特别是较小的直线区域)连接。

[0092] 圆化区域具有的半径大于第一和第二笔直部分之间的距离的一半，其中中心被认为是位于垂直于上部直线区域且在上部直线区域端部处正割的的线与垂直于下部直线区域且在下部直线区域端部处正割的线的交点处的点。参考整个引导件20并且为了比较，理论中心被放置在引导件20的对称平面XZ中，与下部直线区域相距的距离等于第一和第二笔直部分之间的距离的一半。弯曲部分靠近圆形渐开线，例如通过象限。圆化区域几何地围绕假想链轮构建，该链轮与布置在连接部分底部的实际链轮1相同。

[0093] 对于链轮1的为40°，45°，50°和55°的角度而言的链10的位置在图7至图10中示出。在这些角度中的每个角度处，与后齿的前齿侧2a接触并且不与后齿侧2b接触。因此，接触至少在所示的15°偏移上是恒定的。实际上，在40°的角度上，前侧面上的接触是恒定的。更通常地，接触在360°/齿数上是恒定的。

[0094] 当链轮1逆时针旋转时，链10通过与链10接触的每个齿2被推向壳体。当链轮1顺时针旋转时，链10推动每个齿2与链10接触。在啮合的开始处存在接触并且在啮合的端部处丧失接触，推力部分10a被加载。

[0095] 在图11的实施例中，返回构件21是具有用于导辊171的凸形滚动表面22的部分。从图的右手侧省略了返回构件21，以便更完整地示出链。返回构件21在x方向上较薄，以便不妨碍链的链节的路径。与图6类似，凸形的滚动表面22具有可变的半径。凸形的滚动表面22可以是静止的或可移动的。如果是可移动的，则沿z方向设置推动器23。推动器23可以是弹性的。推动器23在链10上施加压缩力。

[0096] 链10可以是FR 2780472中描述的类型，请读者参考。

[0097] 在图11至图13中所示的实施例中，链10具有多个相继的链节12。链节12围绕形成横向销的杆11铰接。每个链节12具有两个基本平行的表面12a。每个表面12a穿孔有两个孔以用于接收连接销。每个表面12a设置有延伸部12b，延伸部12b限定横向工作前面和横向工作后面，当链节12处于直线上、特别是在链10的推力部分内时以分别抵靠前链节的表面12a的横向工作后面和后链节表面的横向工作前面。每个表面12a具有横向偏移的上游部分和下游部分。可以在压机(press)中提供偏移。上游部分和下游部分是平行的。上游部分和延伸部12b位于同一平面中。下游部分朝向链节的内侧偏移。下游部分位于铰接在同一杆11上的另一链节12的上游部分旁边。

[0098] 链节12的每个连接销在其端部处设置有导辊171。导辊171位于表面外侧。导辊171与侧向导轨和连接部分中的返回构件21协作，侧向导轨设置在壳体的侧向凸缘上，该侧向凸缘形成壳体和推力部分中的引导件20的一部分。

[0099] 在图14中所示的实施例中，链10还具有弹性张紧器15。省略了三个导辊171以示出弹性张紧器15。弹性张紧器15有助于消除链节12之间的游隙。弹性张紧器15由挠性材料诸如聚氨酯制成。每个弹性张紧器15是一件式部件。每个张紧器15具有三个孔16，所述孔设计成接收形成连接销的杆11。每个张紧器15是平行六面体，其具有的厚度类似于链节12的厚度。张紧器15的长度小于链节12的长度，以防止两个共面张紧器之间的接触。张紧器15的高度小于链节12的高度，张紧器15不具有延伸部。每个张紧器15安装在两个相邻的杆11上。每个张紧器15安装在杆11的端部上，超过链节12。偶数张紧器和奇数张紧器安装在杆11的第一端部上，以及在另一侧上，偶数张紧器和奇数张紧器安装在同一杆11的与第一端部相对的第二端部上。

[0100] 奇数张紧器是共面的。偶数张紧器在平行于奇数张紧器平面的平面内共面。奇数张紧器与两个相继链节12的表面接触。偶数张紧器与奇数张紧器接触。奇数张紧器位于链节12和偶数张紧器之间。偶数张紧器位于奇数张紧器和导辊171之间。

[0101] 传动组合件可以是分开部件的模块或组装套件。例如，装配有相同驱动器的两个相同的底盘可与不同长度的壳体和/或链兼容。套件可包括可添加或移除的若干可选链或链节。

[0102] 本发明不限于上述传动组合件和机械，它们仅作为示例提供，但包括会由本领域技术人员设想到的所有变型。