DE69101248T2

DE69101248T2 - Schranke für Verkehrsregulation.

Info

Publication number: DE69101248T2
Application number: DE69101248T
Authority: DE
Inventors: Peter James Farrell
Original assignee: APT Controls Ltd
Current assignee: APT Controls Ltd
Priority date: 1990-03-16
Filing date: 1991-03-15
Publication date: 1994-06-01
Anticipated expiration: 2011-03-16
Also published as: US5146800A; EP0449464B1; DE69101248D1; EP0449464A1; ATE102271T1; GB9005921D0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verkehrsregelungsschranken und insbesondere Verkehrsregelungsschranken vom Typ mit einem Arm, der gesenkt wird, um eine Sperre zu schaffen, und der gehoben werden kann, um es dem Verkehr zu gestatten, an der Schranke vorbeizufahren.
Vorhandene motorisierte Schranken benötigen trotz Gewichtsausgleichs des Arms leistungsstarke Motoren, um den Arm zu heben und zu senken. Dies liegt daran, daß es schwierig ist, den Arm in allen Positionen auszubalancieren, weshalb sich die verbleibende Kraft auf den Arm und damit auf den Motor ändert, wenn sich der Arm bewegt. Daher muß der Motor stark genug dimensioniert sein, daß er der maximalen Schwerkraft auf den Arm gewachsen ist, die im Verlauf seiner Bewegung überwunden werden muß.
Die vorliegende Erfindung macht sich daran, dieses Problem zu überwinden, und hat die Aufgaben, die Verwendung von Motoren mit kleinerer Leistung als bisher zu ermöglichen, während eine gleichmäßigere Armbewegung gewährleistet wird, einfache, betriebsssichere Bauteile verwendet werden und ein ausfallsicherer Mechanismus geschaffen wird, um zu verhindern, daß der Arm herunterfällt, falls der Mechanismus versagt, und um zu verhindern, daß der Arm gehoben wird, falls dem Arm eine relativ große Last hinzugefügt wird, etwa ein Kind, das an dem Arm schaukelt. Es ist außerdem eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen kompakten Aufbau zu erzeugen.
Die DE-U-8802125 zeigt eine Verkehrssschranke, bei der ein Kurbelarm mit Federn verbunden ist, die sich beim Absenken des Schrankenarns zusammendrücken, und außerdem mit Federn, die sich beim Absenken des Schrankenarms verlängern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verkehrsschrankenarm-Betätigungsmechanismus geschaffen, der aufweist: eine Einrichtung zum Heben und Senken eines Arms, der mit einer Antriebswelle verbunden ist; einen Kurbelarm, der an der Antriebswelle befestigt ist; und eine mit dem Kurbelarm verbundene Zugstange, deren von dem Kurbelarm entferntes Ende ein Federkomprimierelement trägt, das an einer oder mehreren Federn angreift und das dafür eingerichtet ist, die oder jede Feder bei einer Drehung der Antriebswelle in einer ersten Richtung zusammenzudrücken, welche im Gebrauch zur Folge hat, daß der Schrankenarm gesenkt wird; dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstange durch ein Lager hindurchgeht, in dem sie verschiebbar und schwenkbar eingesetzt ist; und durch: eine Federführung, die an dem Lager gelagert ist und in die hinein sich die Zugstange erstreckt, wobei die Feder oder die Federn in der Federführung enthalten sind und in ihr zusammengedrückt werden.
Vorzugsweise ist die Welle motorgetrieben, sie kann nötigenfalls aber auch manuell über ein Getriebe gedreht werden, falls Netzleistung nicht leicht verfügbar ist.
Die Federführung kann schwenkbar oder verschiebbar in dem Lager gelagert sein, oder sie kann sowohl verschiebbar als auch schwenkbar in dem Lager gelagert sein.
Das Lager ist vorzugsweise der Antriebswelle benachbart angeordnet, zu einer ihrer Seiten und unterhalb von ihr in einem Abstand, der ungefähr gleich der Länge des Kurbelarms von der Welle bis zu der Zugstange ist. Die Zugstange selbst ist vorzugsweise gegenüber der Achse der Antriebswelle versetzt angeordnet, wodurch der Winkel und/oder die Strecke, um den oder um die die Zugstange und die Federführung bei einer Drehung der Welle bewegt werden, minimal gemacht wird.
Die Verwendung von Druckfedern vereinfacht die Konstruktion und erleichtert die Herstellung, da diese leichter als Zugfedern mit großer Drahtstärke herstellbar sind. Zugfedern sind außerdem von Natur aus gefährlicher.
Dadurch, daß über im wesentlichen seine gesamte Bewegung ein Gewichtsausgleich des Arms erreicht wird, kann ein schwächer dimensionierter Motor verwendet werden, da der Motor lediglich die Unwirksamkeiten in den notwendigen Räderwerk und andere Reibungsverluste im Mechanismus zu überwinden hat. Alternativ kann ein Motor von herkömmlicher Leistungsgröße so eingesetzt werden, daß der Arm schneller gehoben und gesenkt werden kann. Vorzugsweise ist der Motor ein wenig stärker als absolut notwendig, um ein gewisses Maß an Sicherheit zu schaffen, so daß beispielsweise gewährleistet ist, daß der Schrankenarm unter widrigen Umständen, z.B. einer niedrigen Netzspannung, hochgehoben wird.
Der Gewichtsausgleich gewährleistet außerdem einen gleichmäßigen Betrieb, da von dem Motor niedriger Leistung eine sehr kleine Stoßbelastung am Arm empfangen wird und gleichzeitig das Trägheitsmoment des Armsystens klein ist. Außerdem würde, falls beispielsweise ein Kind auf dem abgesenkten Arm säße, der Motor blockieren und daher nicht in der Lage sein, den Arm und das Kind anzuheben, so daß ein weiteres Sicherheitsmerkmal geschaffen wird.
In dem verschiedenartigen Fall eines Versagens des Mechanismus, beispielsweise durch Bruch einer oder sämtlicher der Federn, reicht das Räderwerk im Getriebe aus, um den Arm in Stellung zu halten.
Ein Beispiel eines gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebauten Mechanismus wird nun zusammen mit einer Abwandlung davon mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
Figur 1 ein seitlicher Aufriß des Mechanismus ohne sein Gehäuse ist, der den Arm und weitere Bewegungsbauteile in drei Positionen zeigt;
Figur 2 eine Draufsicht auf den Mechanismus ist;
Figur 3 eine Draufsicht ist, die eine Abwandlung zeigt; und
Figur 4 ein seitlicher Aufriß ist, der Figur 3 entspricht.
Der Schrankenmechanismus weist ein Getriebe 1 auf, das an einem Tragrahmen 2 befestigt ist, und das Getriebegehäuse einen (nicht gezeigten) elektrischen Sofortumkehrmotor, der aber über die (nicht gezeigten) Räder im Getriebe eine Ausgangswelle 3 antreibt. Die Ausgangswelle ist in einem Paar Lager 4 innerhalb des Getriebes 1 und einem dritten, Trägerlager 4a gelagert und trägt eine Flanschplatte 5, an der der Schrankenarm 6 im Gebrauch befestigt ist.
An der Ausgangswelle ist mittels eines Keils 7 ein Kurbelarm 8 befestigt, der mittels eines Gelenkzapfens 9 eine Zugstange 10 trägt. Die Zugstange erstreckt sich zwischen einem Paar Lager 11, die an einer Drehplatte 12 befestigt sind, die starr am Träger 2 befestigt ist, wobei die Lager 11 mit ein wenig Abstand zu einer Seite und unterhalb der Ausgangswelle 3 angeordnet sind. Die Zugstange 10 ist innerhalb einer rohrförmigen Federführung 13 verschiebbar, die an ihrer Oberseite eine Abschlußplatte 14 aufweist und die an ihrem oberen Ende auf der Abschlußplatte 14 einen Lagerzapfen 15 trägt, der so an den Lagern 11 angreift, daß eine Schwenkbewegung der Federführung 13 ermöglicht wird.
Die Zugstange 10 hält ein Paar Spiraldruckfedern 16, 16' mit verschiedenen Durchmessern und einander entgegengesetzten Wickelrichtungen (um Ineinandergreifen zu verhindern) und trägt an ihrem unteren Ende eine Federhalteplatte 17. Die Federn sind zwischen der Abschlußplatte 14 und der Halteplatte 17 unter Druck gehalten, wobei nötigenfalls eine Vorspannung der Federn durch Sicherungsmuttern 18 erzielt wird, die auf das untere Ende der Zugstange 10 aufgeschraubt sind und die die Halteplatte 17 festhalten. Die Vorspannung der Federn stellt sicher, daß der Lagerzapfen 15 jederzeit in das Lager 11 eingreift und (mittels der Muttern 18) einstellbar ist, um sich Unterschieden in der Armlänge oder der Belastung anzupassen. An größere Unterschiede in der Armlänge kann man sich dadurch anpassen, daß verschiedene Federn und/oder eine verschiedene Anzahl von Federn verwendet wird, jedoch faßt man ins Auge, daß eine einzige Motorgröße mit Schrankenarmen verschiedener Längen verwendbar ist.
Im Gebrauch beginnt, wenn sich der Schrankenarm 6 in der in Figur 1 gezeigten angehobenen Position befindet, eine Drehung der Ausgangswelle 3, den Arm 6 zu senken. Wenn dies geschieht, beginnen die Federn 16, 16' unter der Wirkung der hochgehenden Zugstange 10, die die Halteplatte 17 trägt, zusammengedrückt zu werden, und die Zugstange 10 beginnt, auf dem von den Lagern 11 und dem Zapfen 15 gebildeten Drehgelenk von der gezeigten senkrechten Anfangsposition weg zu schwenken. Verbindungsstangen 19 zwischen der Drehplatte 12 und der Grundplatte 20 des Mechanismus tragen dazu bei, während des Zusammendrückens der Federn 16, 16' Steifigkeit zu schaffen.
Wenn die Schranke halb unten ist (in einem Winkel von etwa 45º zur Horizontalen und zur Vertikalen), ist der Kurbelarm 8 in wesentlichen horizontal und befinden sich die Zugstange 10 und die Federführung 13 in ihrem maximalen Winkel zur Vertikalen. Wenn der Arm noch weiter fällt, geht der Kurbelarm 8 noch weiter nach oben, wobei die Federn weiter zusammengedrückt, die Zugstange 10 und die Führung 13 aber zurück in Richtung auf die Vertikale gebracht werden. Wenn der Arm vollständig unten ist, sind die Federn vollständig zusammengedrückt, wobei sie durch die Rohrform der Federführung 13 davon abgehalten werden, sich zu krümmen.
Bei dieser Gestaltung kann die Federkraft so eingerichtet werden, daß die Schwerkraft auf den Arm im wesentlichen exakt über dem gesamten Bewegungsbereich des Arms 6 ausbalanciert wird. Ersichtlich ist der Gewichtsausgleich auch dann wirksam, wenn der Arm gehoben wird. Die Ortskurve L der Bewegung der Halteplatte 17 ist in Figur 1 gezeigt.
Das Vorhandensein des Getriebes stellt sicher, daß, sollte irgendeine Feder oder ein anderes Teil versagen, der Arm 6 nicht herunterfällt, wobei das Räderwerk durch das Getriebe den Arm in der Position hält, in der der Schaden auftrat.
Zwar wurde die Erfindung mit Bezug auf ein Schwenken des Lagerzapfens 15 in den Lagern 11 beschrieben, selbstverständlich kann sich aber der Lagerzapfen 15 zusätzlich oder alternativ in den Lagern 11 verschieben. Der Lagerzapfen 15 kann dazu gezwungen werden, sich in den Lagern 11 zu verschieben, indem das untere Ende der Federführung 13 in Schienen läuft, wobei die Federführung 13 während der gesamten Bewegung des Arms senkrecht steht.
Zusätzlich zeigen die Figuren 3 und 4 die Verwendung eines Gummiblocks 21, gegen den sich der Kurbelarm 8 abstützt, wenn der Arm 6 vollständig angehoben ist. In Betrieb kann der Motor angetrieben werden, bis sich der Arm beispielsweise 5º von der Vertikalen befindet, in welchem Punkt der Motor durch automatische Betätigung eines (nicht gezeigten) Stoppschalters ausgeschaltet wird. Der Arm läuft dann antriebslos zu der Vertikalposition aus, wobei ein Zusammendrücken des Blocks 21 die Übertragung von Stößen auf den Mechanismus verhindert.

Claims

1. Verkehrsschrankenarm-Betätigungsmechanismus, der aufweist:

eine Einrichtung zum Heben und Senken eines Arms (6), der mit einer Antriebswelle (3) verbunden ist;

einen Kurbelarm (8), der an der Antriebswelle (3) befestigt ist; und

eine mit dem Kurbelarm (8) verbundene Zugstange (10), deren von dem Kurbelarm (8) entferntes Ende ein Federkomprimierelement (17) trägt, das an einer oder mehreren Federn (16, 16') angreift und das dafür eingerichtet ist, die oder jede Feder (16, 16') bei einer Drehung der Antriebswelle (3) in einer ersten Richtung zusammenzudrücken, welche im Gebrauch zur Folge hat, daß der Schrankenarm (6) gesenkt wird; dadurch gekennzeichnet, daß:

die Zugstange (10) durch ein Lager (11) hindurchgeht, in dem sie verschiebbar und schwenkbar eingesetzt ist; und durch:

eine Federführung (13), die an dem Lager (11) gelagert ist und in die hinein sich die Zugstange (10) erstreckt, wobei die Feder oder die Federn in der Federführung (13) enthalten sind und in ihr zusammengedrückt werden.

2. Mechanismus nach Anspruch 1, bei den die Welle (3) von einem Motor angetrieben wird.

3. Mechanismus nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem die Federführung (13) schwenkbar in dem Lager (11) gelagert ist.

4. Mechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Federführung (13) verschiebbar in dem Lager (11) gelagert ist.

5. Mechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Lager (11) der Antriebswelle (3) benachbart angeordnet ist, zu einer Seite und unterhalb der Antriebswelle (3) in einem Abstand, der ungefähr gleich der Länge des Kurbelarms (8) von der Welle (3) bis zu der Zugstange (10) ist.

6. Mechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Zugstange (10) gegenüber der Antriebswelle (3) versetzt angeordnet ist.

7. Mechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Vorspannung der oder jeder Feder (16, 16') mittels einer oder mehrerer Sicherungsmuttern (18) einstellbar ist, die auf die Zugstange (10) aufgeschraubt sind und das Federkompressionselement (17) festhalten.