Antriebsaggregat, insbesondere für die Betätigung von Bedienungsgestängen, sowie Verwendung desselben Die Erfindung betrifft ein Antriebsaggregat, das ins besondere für die Betätigung von Bedienungsgestängen geeignet ist; sowie dessen Anwendung für das Öffnen und Schliessen von- Fenstern, Türen, Klappen oder Schiebern.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist, ein Antriebs aggregat zu schaffen, das bei geringem Platzbedarf mög lichst nahe an das zu bewegende Objekt herangebracht werden kann und einen praktisch wartungsfreien Be trieb gewährleistet, anderseits aber so ausgelegt ist, dass beim Auftreten von Störungen im Bewegungsablauf der zu verstellenden Objekte, z. B. durch eingeklemmte Fremdkörper, weder- am bewegten Objekt, dem Bedie nungsgestänge, noch an Teilen des Aggregates selbst Be schädigungen auftreten, auch wenn der Antriebsmotor des Aggregates nicht sofort gestoppt wird.
Die Lösung des Problems erfolgt erfindungsgemäss mittels eines aus Antriebsmotor, Sicherheitskupplung und Getriebeblock bestehenden Satzes, wobei die Kupp lung aus zwei nach Überwindung. eines einstellbaren maximalen Drehmomentes gegeneinander drehbaren Hälften besteht, deren erste eine Führungspartie und mindestens eine Nutenpartie aufweist;
die zweite dagegen einen in- die- genannte(n) Nutenpartie(n) eingreifenden federbelasteten Keil besitzt, der sowohl gegenüber der ersten als auch der zweiten Kupplungshälfte axial ver schiebbar ist, aber mit letzterer zwangsläufig umläuft und durch den Eingriff' in die Nutenpartie(n) die Kraft übertragung von der einen auf die andere Kupplungs hälfte bewirkt.
Durch geeignete Gestaltung des in die Nutenpartie(n) eingreifenden Keils kann erreicht werden, dass das mitt lere Rutschdrehmoment der Sicherheitskupplung nach Überwinden des einstellbaren maximalen Drehmomen tes wesentlich kleiner ist als das- Nenndrehmoment der Kupplung.
Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen An triebsaggregates sind nachstehend anhand der Zeich nung beispielsweise erläutert. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine Ausführung mit einem Kegelradgetriebe, Fig. 2 einen.
Längsschnitt durch die Kupplung, mit einer Detailvariante, Fig. 2a eine separate Darstellung des Mitnehmerkeils im Schnitt, Fig. 2b ebenfalls im Schnitt eine Nutenpartie, und Fig. 2c eine Ausführungsform von Nutenpartien, in der Schnittebene II-11 gesehen, während Fig. 3 ein Anwendungsbeispiel für das erfindungs- gemässe Aggregat, ausgerüstet mit einem Spindelge- triebe,
zum Antrieb eines Oberlichtfensters zeigt.
In Fig. 1 bezeichnet 1 einen Elektromotor, der über eine Kupplung 2 ein Kegelradgetriebe 3 antreibt, wobei der Motor und das Getriebe auf einer gemeinsamen Grundplatte 4 aufgebaut sind: Diese Grundplatte kann in Fällen, wo eine geeignete Unterlage am Montageort vorhanden ist, weggelassen werden. Der Elektromotor kann je nach Leistungsbedarf ein Einphasen- oder Dreh strommotor sein. Eine vorzugsweise verwendete Kupp lung ist in den Fig. 2, 2a und 2b detailliert dargestellt und. wird weiter unten beschrieben.
Das blockmässig dargestellte Kegelradgetriebe kann sowohl für eine rotie rende als auch eine lineare Bewegung auf seiner Aus gangsseite ausgelegt sein, d. h. die Betätigungsstange oder -welle 5 ist entweder in beiden Drehrichtungen ro- tierbar, oder sie führt; beispielsweise durch eine getriebe interne Spindel gesteuert, Stoss- und Zugbewegungen aus. Ebenso kann das Getriebe, wie dargestellt, einen rechtwinklig zur Motor- und Kupplungsachse liegenden Ausgang aufweisen, er kann aber auch, wie im Anwen dungsbeispiel nach Fig. 3, koaxial zur genannten Achse liegen.
Selbstverständlich können auch Getriebe Ver wendung finden, die weitere anwendungsmässig geeig nete gegenseitige Achslagen gestatten, ebenso Getriebe für hydraulische Kraftübertragung.
Die in- den. Fig. 2, 2a und 2b dargestellte Kupplung besteht aus einer ersten Kupplungshälfte 11, die vor zugsweise auf der angetriebenen Seite liegt und eine Bohrung 12 zur Aufnahme des Motorwellenendes auf weist. Eine koaxiale Bohrung 13 dient der Zentrierung dieser ersten Kupplungshälfte 11 gegenüber einer zwei- ten Kupplungshälfte 18. Charakteristisch für die Kupp lungshälfte 11 sind Nutenpartien 14, die vom Kupp lungszentrum ausgehend, radial nach aussen gerichtet, sich bis zur Umfangsfläche erstrecken. Durch geeignete Wahl des Keilwinkels kann das maximal einstellbare Drehmoment einer bestimmten Kupplungsgrösse beein flusst werden.
In Fig. 2c ist die einfachste Nutenanord- nung in Form einer die Stirnseite der Kupplungshälfte 11 diametral durchquerenden Nute 14' gezeigt. Je nach Flächengrösse der erwähnten Stirnseite können auch andere, in gleichmässigen Teilungen angebrachte Nuten anordnungen vorgesehen werden.
Die zweite Kupplungshälfte 18 besteht aus einer An- schlussaramtur 19 mit einer Bohrung 20 für den An schluss einer vorzugsweise abtriebsseitigen Welle und einem Mitnehmer 21, der mindestens auf jenem Teil einen Polygonquerschnitt aufweist, der mit einer Mit nehmerhülse 22 im Eingriff steht. Am äusseren Ende des Mitnehmers 21 ist ein Zentrierzapfen 23 angedreht, der in die Bohrung 13 in der Kupplungshälfte 11 ein greift. Die Anschlussarmatur 19 weist ferner eine Ge windepartie 24 zur einstellbaren Aufnahme einer An druck-Reguliermutter 25 auf.
Mittels dieser Mutter 25, die über eine Zwischenscheibe 26 auf eine Druckfeder 27 einwirkt, wird der Andruck der Mitnehmerhülse 22, auf deren Stirnseite ein Keil 28 angeordnet ist, gegen die Kupplungshälfte 11 einreguliert. Die Mitnehmerhülse 22 enthält einen koaxialen Hohlraum 22', in dem die Druckfeder 27 und die Zwischenscheibe 26 unterge bracht sind. Stirnseitig trägt die Mitnehmerhülse den Keil 28, der mit dieser vorzugsweise einstückig verbun den ist.
Die am Grund des Hohlraumes 28 anschlies- sende stirnseitige Hülsenpartie und der daran ange- formte Keil werden von einer im Grundriss polygonför- migen Bohrung 22a durchquert, welche mit einer zwecks Gleitspiels etwas kleineren Partie gleicher Querschnitts form am Mitnehmerstift 21 zusammenwirkt.
Der in die Nute 14' eingreifende Keil 28, der dank dem federnden Andruck der Mitnehmerhülse 22 gegen die Kupplungshälfte 11 ein bestimmtes, in gewissen Grenzen einstellbares Drehmoment durch die Kupplung zu übertragen gestattet, weist V-förmige zueinanderste- hende Seitenflächen auf, deren Stosskante 28 gerundet ist. Der Radius dieser Rundung beeinflusst in einem ge wissen Grade die Beziehung zwischen Nenndrehmoment, Maximal- bzw.
Durchbruchdrehmoment und mittlerem Rutschdrehmoment, wobei unter letzterem das Dreh moment zu verstehen ist, das die Kupplung nach über windung des Durchbruchdrehmomentes, d. h. bei prak tisch blockierter abtriebsseitiger Kupplungshälfte 18 und durchdrehendem Motor, überträgt. Um ein verschleiss armes, wartungsfreies Arbeiten der Kupplung zu erzie len, sind die beim Eingriff und dem gegenseitigen Glei ten miteinander zusammenwirkenden Oberflächenpar tien der Mitnehmerhülse 22 bzw. des Keils 28 und der Kupplungshälfte 11 gehärtet und geschliffen.
Sobald das dem Getriebe 3 mitgeteilte Drehmoment, das durch mehr oder weniger starkes Spannen der Feder 27 auf einen gewünschten Wert einstellbar ist, letzteren übersteigt, wird der Keil 28 entgegen der Andruckkraft der Feder 27 aus der Nute 14' herausgedrückt. Im Mo ment, wo die gerundete Kante 28' des Keils 28 über die Stirnflächenabschnitte 16 gleitet, wird praktisch nur noch das hieraus resultierende Reibungsdrehmoment übertragen. Der Keil 28 wird erst wieder aktiv, wenn er in die Nute 14 eintaucht.
Dreht der Motor bzw. die Kupplungshälfte 11 schnell, so vermag der Keil nur we- nig in.die Nute einzutauchen, und das Mitnahmedreh- moment bleibt wesentlich unter dem Nenndrehmoment, das die Kupplung bei sattem Anliegen der Keilflächen an den Nutenwänden zu übertragen vermag, ohne dass die Mitnehmerhülse aus ihrer axialen Ruhelage ver drängt wird.
Die bisher beschriebenen Kupplungsteile sind durch eine Hülse 29 abgedeckt, die im Beispiel mit der Kupp lungshälfte 11 verbunden ist. Bei der dargestellten Aus führungsform müssen die von der Kupplung herrühren den axialen Kräfte durch die Motor- und Getriebeein- gangslagerung aufgenommen werden.
Die Kupplung kann aber auch so gebaut sein, dass beispielsweise eine geeignete, als Detailvariante A zu Fig. 2 gezeigte, am ab- triebsseitigen Hülsenende nach innen gerichtete Kragen partie 29a auf einen an der Andruckreguliermutter 25' vorstehenden Flanschring 25a so anliegt, dass beide ge nannten Elemente durch den Druck der Feder 27 gegen einander gepresst werden. Auf diese Weise kann eine kraftmässig in sich geschlossene Kupplung erhalten wer den.
Fig. 3 zeigt ein erfindungsgemässes Antriebsaggregat, bestehend aus einem Motor 31, einer Kupplung 32 und einem Spindelgetriebe 33, das auf das Gestänge 34 eine stossende oder ziehende Kraft ausübt, in Verbindung mit einem Oblichtfenster. Dieses ist in den Scharnieren 35, 36 gegen den Betrachter hin um einen durch eine Schere 37 begrenzten Winkel schwenkbar. Die Schere 37 wird durch das Gestänge 34 in der Weise bewegt, dass eine Zugbewegung am Gestänge das Schliessen des Fensters bewirkt, eine Stossbewegung dagegen das öff nen desselben.
Die Anwendung des erfindungsgemässen Antriebs aggregates ist indessen nicht auf den im Beispiel gezeig ten Fensterantrieb begrenzt. Es kann ebenso für Schiebe- und Drehbewegungen, beispielsweise von Klappen, Schiebern und dergleichen, angewendet werden, ebenso zum Bewegen ganzer Fenstergruppen und namentlich überall dort, wo eine Fernbedienung erforderlich ist.
Drive unit, in particular for the actuation of operating rods, and use of the same. The invention relates to a drive unit which is particularly suitable for the actuation of operating rods; and its use for opening and closing windows, doors, flaps or slides.
The purpose of the present invention is to create a drive unit that can be brought as close as possible to the object to be moved with a small footprint and ensures practically maintenance-free operation, but on the other hand is designed so that if disturbances occur in the sequence of movements adjusting objects, e.g. B. by trapped foreign bodies, neither on the moving object, the operating linkage nor on parts of the unit itself Be damage occurs, even if the drive motor of the unit is not stopped immediately.
The problem is solved according to the invention by means of a set consisting of a drive motor, safety clutch and gear block, the hitch being made up of two after overcoming. an adjustable maximum torque consists of mutually rotatable halves, the first of which has a guide section and at least one groove section;
the second, on the other hand, has a spring-loaded wedge engaging in said groove part (s), which is axially displaceable with respect to both the first and the second coupling half, but inevitably rotates with the latter and engages in the groove part ( n) causes the power to be transmitted from one coupling half to the other.
By suitably designing the wedge engaging in the groove part (s) it can be achieved that the mean slipping torque of the safety clutch after overcoming the adjustable maximum torque is significantly smaller than the nominal torque of the clutch.
Exemplary embodiments of the drive unit according to the invention are explained below with reference to the drawing, for example. In the drawing, FIG. 1 shows an embodiment with a bevel gear, FIG. 2 shows one.
Longitudinal section through the coupling, with a detailed variant, Fig. 2a a separate representation of the driver wedge in section, Fig. 2b also in section a groove part, and Fig. 2c an embodiment of groove parts, seen in section plane II-11, while Fig. 3 an application example for the unit according to the invention, equipped with a spindle gear,
for driving a skylight window.
In Fig. 1, 1 denotes an electric motor which drives a bevel gear 3 via a clutch 2, the motor and the gear being built on a common base plate 4: This base plate can be omitted in cases where a suitable base is available at the installation site . The electric motor can be a single-phase or three-phase motor, depending on the power requirement. A preferably used coupling is shown in detail in FIGS. 2, 2a and 2b and. is described below.
The bevel gear shown in block form can be designed for both a rotating and a linear movement on its output side, d. H. the actuating rod or shaft 5 can either be rotated in both directions of rotation, or it guides; For example, controlled by an internal spindle, push and pull movements. Likewise, the transmission can, as shown, have an output at right angles to the motor and clutch axis, but it can also, as in the application example according to FIG. 3, be coaxial with the axis mentioned.
It goes without saying that gears can also be used that allow further mutual axis positions that are suitable for the application, as can gears for hydraulic power transmission.
The Indians. Fig. 2, 2a and 2b coupling shown consists of a first coupling half 11, which is preferably on the driven side and has a bore 12 for receiving the motor shaft end. A coaxial bore 13 is used to center this first coupling half 11 with respect to a second coupling half 18. Characteristic of the coupling half 11 are groove parts 14 which, starting from the coupling center, extend radially outwards and up to the circumferential surface. The maximum adjustable torque of a certain coupling size can be influenced by a suitable choice of the wedge angle.
In FIG. 2c, the simplest groove arrangement is shown in the form of a groove 14 'diametrically traversing the end face of the coupling half 11. Depending on the size of the face of the face mentioned, other arrangements of grooves made in uniform pitches can also be provided.
The second coupling half 18 consists of a connection assembly 19 with a bore 20 for the connection of a preferably output-side shaft and a driver 21, which has a polygonal cross-section at least on the part that engages with a driver sleeve 22. At the outer end of the driver 21, a centering pin 23 is turned, which engages in the bore 13 in the coupling half 11. The connection fitting 19 also has a Ge thread section 24 for the adjustable reception of a pressure regulating nut 25.
By means of this nut 25, which acts on a compression spring 27 via an intermediate disk 26, the pressure of the driver sleeve 22, on the end face of which a wedge 28 is arranged, is regulated against the coupling half 11. The driver sleeve 22 contains a coaxial cavity 22 ', in which the compression spring 27 and the washer 26 are placed under. On the front side, the driver sleeve carries the wedge 28, which is preferably in one piece with it.
The frontal sleeve part adjoining the base of the cavity 28 and the wedge formed thereon are traversed by a polygonal hole 22a, which interacts with a slightly smaller part of the same cross-sectional shape on the driver pin 21 for the purpose of sliding play.
The wedge 28 which engages in the groove 14 'and which, thanks to the resilient pressure of the driver sleeve 22 against the coupling half 11, allows a certain torque to be transmitted through the coupling, which can be adjusted within certain limits, has V-shaped mutually adjacent side surfaces whose abutment edge 28 is rounded. The radius of this rounding influences to a certain extent the relationship between the nominal torque, maximum or
Breakthrough torque and average slipping torque, the latter being the torque to be understood that the clutch after overcoming the breakthrough torque, d. H. with practically blocked output-side coupling half 18 and spinning motor, transmits. In order to achieve low-wear, maintenance-free operation of the clutch, the interacting surfaces of the driver sleeve 22 or the wedge 28 and the coupling half 11 are hardened and ground during engagement and mutual sliding.
As soon as the torque communicated to the gear 3, which can be adjusted to a desired value by more or less strong tensioning of the spring 27, exceeds the latter, the wedge 28 is pressed out of the groove 14 'against the pressing force of the spring 27. At the moment where the rounded edge 28 'of the wedge 28 slides over the end face portions 16, practically only the frictional torque resulting therefrom is transmitted. The wedge 28 only becomes active again when it dips into the groove 14.
If the motor or the coupling half 11 rotates quickly, the wedge can only slightly dip into the groove, and the driving torque remains significantly below the nominal torque that the coupling can transmit when the wedge surfaces are flush against the groove walls without the driver sleeve being displaced from its axial rest position.
The coupling parts described so far are covered by a sleeve 29 which is connected to the coupling half 11 in the example. In the embodiment shown, the axial forces originating from the coupling must be absorbed by the motor and transmission input bearings.
The coupling can, however, also be constructed in such a way that, for example, a suitable collar part 29a, shown as detail variant A of FIG called elements are pressed against each other by the pressure of the spring 27. In this way, a self-contained clutch can be obtained in terms of force.
Fig. 3 shows a drive unit according to the invention, consisting of a motor 31, a coupling 32 and a spindle gear 33, which exerts a pushing or pulling force on the rod 34, in connection with a skylight window. This can be pivoted in the hinges 35, 36 towards the viewer through an angle limited by scissors 37. The scissors 37 is moved by the linkage 34 in such a way that a pulling movement on the linkage causes the window to close, while a pushing movement causes the same to be opened.
The use of the drive unit according to the invention is not limited to the window drive shown in the example. It can also be used for sliding and rotating movements, for example of flaps, sliders and the like, as well as for moving entire groups of windows and especially wherever a remote control is required.