DE8501095U1 - Gerät zur Überführung einer rotatorischen in eine translatorische Bewegung und umgekehrt - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe zur Überführung einer rotatorischen in eine translatorische Bewegung und umgekehrt, insbesondere für das Öffnen und Schließen einer Tür, eines Tores oder dergleichen, mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.

Das verwölbt vorgeformte, aus einer abflachenden Verformung elastisch und ohne bleibende Formänderung in diese vorgewölbte Form Zurückkehrende, offene Band, das somit hinsichtlich eines an seinem Arbeitsende angeschlossenen Gegenstandes oder Antriebes auf Zug und Druck beansprucht wird, ist aufgrund seiner vorgeformten, verwölbten Querschnittsform gegen Druckbelastungen entsprechend steifer als ein im Querschnitt gestreckt ausgebildetes Band, das also rechteckförmigen Querschnitt aufweist. Aufgrund dieser Versteifung gegen Knickung ist das Band in der Lage, Druckkräfte zu übertragen, auch ohne durchgehend entlang der druckbelasteten Bandlänge geführt werden zu müssen. In bevorzugter Ausführung wird jedoch die Längsverschiebeführung für das Band durchgehend ausgebildet, dann besteht der besondere Vorteil des gewölbten Bandes darin, daß die Steifheit gegen Ausknicken eine entsprechend geringe Reibbelastung in der Längsverschiebeführung bedingt. Dies Ist insbesondere bei verhältnismäßig langen translatorischen Bewegungen des Bandes von Bedeutung, die unter möglichst gleicher Antriebskraft vonstatten gehen soll, beispielsweise im Bereich von motorischen Antrieben für das Öffnen und Schließen von Türen, Toren oder dergleichen.

Man kann ein solches Band über einen bestimmten Umschl ingungswinkel hinweg um die Mantelfläche eines drehbaren Körpers führen, wobei die getriebliche Verbindung zwischen dem Band und der Mantelfläche des Drehkörpers kraft- oder formschlüssig ausgeführt sein kann. Da das Band seine Anlage an der Mantelfläche des Drehkörpers jedoch unter elastischer Verfcr-nung aus seiner Längsrichtung erhält, sind entsprechende Führungen erforderlich, die verhältnis-

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mäßig exakt gearbeitet sein müssen und Verluste verursachen 'tonnen. Darüber hinaus ist die Anordnung eines solchen Drehkörpers mit senkrecht zur Längsachse des Bandes verlaufender Drehachse nicht immer günstig. Insbesondere ist bei Antrieb des Drehkörpers durch einen Antriebsmotor bei entsprechend belastetem Band in der Regel ein Untersetzungsgetriebe erforderlich, um einen verhältnismäßig schnell laufenden, klein gebauten Motor verwenden zu können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb der eingangs genannten Art zur Verfugung zu stellen, der hinsichtlich der Führung des Bandes problemlos und verlustarm und hinsichtlich des Drehkörpers besonders klein gebaut ausgeführt ist und der insbesondere die Möglichkeit schafft, bei Antrieb des Bandes durch einen Antriebsmotor ohne besonderes Untersetzungsgetriebe auszukommen .

Ausgehend von einem Getriebe mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Schnecke oder Spindel greift an dem Band über dort angeordnete Gegeneingriffsausbi Idunc en im langgestreckten und damit vorgeformten Verlauf des Bandes an, so daß zur Sicherstellung des Eingriffes zwischen der Schnecke bzw. Spindel und dem Band im Eingriffsbereich lediglich ein Gegenhai teanschlag vorgesehen sein muß. Irgendwelche weitere Maßnahme, um elastische Kräfte des Bandes aufzufangen, sind im Bereich der getriebl ichen Verbindung nicht von Nöten.

Eine solche Schnecke oder Spindel hat einen nur geringen Durchmesser und läßt sich leicht schräg oder insbesondere mit der Rotationsachse in Längsrichtung des Bandes verlaufend platzsparend anordnen. Über die Steigung der Schnecken- bzw. Spindel wendel läßt sich das Übersetzungsverhältnis zwischen der Längenverschiebung des Bandes und der Winkeldrehung der Schnecke bzw. Spindel beeinflussen. Eine Bewegungsübertragung von dem Band auf die Spindel

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ist nur unter Berücksichtigung eines bestimmten Selbsthemmungs-Steigungswinkels mögl ich.

Bei Übersetzung einer rotatorischen in eine translatorische Bewegung, wie beispielsweise im Rahmen von Tür- oder Torantrieben grundsätzlich gefragt, kann die Schnecke bzw. Spindel unmittelbar von einem entsprechend schnei laufend zu betreibenden Motor angetrieben werden, also ohne Zwischenschalten eines Getriebes, was in niedrigen Herstel lungs- und Raumbedürfnissen und niedrigen Betriebskosten seinen Niederschlag findet.

Eine Überlastsicherung läßt sich besonders einfach dadurch gestalten, daß man die Schnecke oder Spindel unter der Reaktionskraft des in seiner Längsverschiebebewegung behinderten Bandes gegen einen Widerstand, insbesondere eine Feder, verschiebbar gestaltet. Die Federkraft gibt dabei die Lastschwelle an, ab der ein Behinderungsfall angenommen w^:rd. Die Verschiebung läßt sich in einen Abschaltvorgang für einen Antriebsmotor, eine Alarmauslösung und dergleichen auswerten. Im Falle der direkten Verbindung zwischen dem Rotor eines Antriebsmotors und der Schnecke bzw. Spindel kann der Motor bzw. zumindest sein Rotor entsprechend in Längsrichtung der Rotationsachse verschiebbar ausgebildet sein, auch diese Verschiebebewegung gegen Federkraft läßt sich in vorgenannter Weise zur Erzeugung eines Signals auswerten. Desweiteren ist es möglich, zwischen die Schnecke bzw. Spindel und den Rotor des Antriebsmotors eine axial spielbehaftete Kupplung einzuschalten, in deren Bereich die federbelastete NotfaI !-Verschiebung stattfindet, die wiederum zur Signalauslösung ausgenutzt werden kann.

Da das verwölbt vorgeformte Band aus seiner Längsrichtung abbiegbar ist, läßt es sich außerhalb seines jeweiligen Arbeitstrumes raumsparend unterbringen, beispieslweise durch Schlaufenbildung um die Schnecke bzw. Spindel und insbesondere einen mit dieser verbundenen Antriebsmotor herum, wöbe! das dem Ärbeitstrum abgewandte Ende bzw. Trum in eine parallele Längsverschiebeführung zu derjenigen des Arbeitstrumes, in einen runden Speicher oder dergleichen aufgenommen sein kann.

Bevorzugte Ausführungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen im Zusammenhang mit den in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispielen, deren nachfolgende Beschreibung die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schemaiische Teilschnittdarstellung eines Gerätekörpers, die die Schnecke bzw. Spindel und den Antriebsmotor sowie die Umlenkführung des Bandes zeigt;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 11-11 in Fig. 1;

Fig. 3 eine Breitseitenansicht eines Bandabschnittes;

Fig. 4 eine Ansicht eines ersten Ausführungsbeispieles des Bandes in Blickrichtung der Pfeile IV-IV in Fig. 3;

Fig. 5 eine zweite Ausführung des Bandes in Blickrichtung der

Pfeile V-V in Fig. 3;

Fig. 6 eine Querschnittdarstellung des Ausführungsbeispieles

gemäß Fig. 4;

Fig. 7 eine Querschnittdarstellung des Ausführungsbeispieles

nach Fig. 5.

Figur 1 zeigt das Band 30, das mit einer Schnecke oder Spindel 31 in getriebl icher Verbindung steht. Ein Gerätekörper 32, der nur schematisch und aufgeteilt wiedergegeben ist, beherbergt die Schnecke oder Spindel 31, die über eine Welle 33 mit einem ebenfalls in dem Gerätekörper 32 untergebrachten Antriebsmotor 34 in direkter Verbindung steht, d.h. die Welle 33 ist dem Rotor des Antriebsmotors 34 und der Schnecke bzw. Spindel 31 gemeinsam. Ein symbolisiertes Lager verdeutlicht die radiale Halterung dieser Rotationseinrichtung, in Richtung der Rotationsachse kann die Schnecke bzw.

Spindel 31 und mit ihr die Welle 33 und der Motor 34 um eine bestimmte Signal strecke gegen die Kraft einer Feder verschiebbar sein, so daß Behinderungen in der Längsbeweglichkeit des Bandes 30 zu einer entsprechenden Versetzbewegung der Rotationseinrichtung aus der Spindel 31 und dem Antriebsmotor 34 führt, die in ein Abschaltoder Alarmsignal und dergleichen überführt werden kann.

Innerhalb des Gerätekörpers 32 ist eine Umlenkführung 35 für das Band 30 vorgesehen, die dieses unter Auslenken senkrecht zu seiner Breitseite elastisch verformend um den Antriebsmotor 34 herum führt. Die innerhalb des Gerätekörpers 32 ausgebildete Führung setzt sich in einer Längsverschiebeführung 36 fort, die in einer an den Gerätekörper 32 anschließbaren Führungsschiene 45 ausgebildet ist. In nicht dargestellter Weise kann an dieser Führungsschiene ein Schlitten oder dergleichen längsverschiebbar gehalten sein, der an das Arbeitsende des Bandes angeschlossen ist. An diesen Schlitten kann in bekannter Weise der Überführungsmechanismus eines Tores oder dergleichen angeschlossen sein. Im Endbereich der in dem Gerätekörper 32 ausgebildeten Führung ist diese geradlinig auf die Längsverschiebeführung 36 der Führungsschiene ausgerichtet ausgebildet und kann insoweit als Anfangsbereich 37 der Längsverschiebeführung angesehen werden. In diesem Anfangsbereich 37 weist der Gerätekörper 32 das aus der Schnittdarstellung gemäß Figur 2 ersichtliche Führungsprofil 38 auf, in welchem zwei Führungsräume 39 ausgebildet sind.

Die getriebliche Verbindung zwischen der Schnecke bzw. Spindel und dem Band 30 befindet sich im Anfangsbereich des Längstrumes des Bandes 30, der als auf Druck und Zug beanspruchter Arbeitstrum 40 dient. In vorliegendem Beispiel ist der diesem Arbeitstrum 40 abgewandte Längstrum 41 in eine parallel zur Längsverschiebeführung des Arbeitstrumes 40 verlaufende Speicherführung aufgenommen, wie dies der obere Führungsraum 39 gemäß Fig. 2 wiedergibt. Die beiden parallel verlaufenden Führungsräume 39 sind somit voneinander beabstandet und hinsichtlich der Mittelebene zwischen den Bandtrumen 40 und 41 spiegelsymmetrisch ausgebildet. Die nach außen gerichteten Wandungen der Führungsräume 39, die den konvex

verwölbten Außenseiten der Bandtrume benachbart sind, zeigen dabei eine geschlossene Ausbildung, während im Bereich der konkaven Bandflächen lediglich die Seitenkantenbereiche des Bandes von den Führungsräumen 39 umgriffen sind, die konvexen Bandseiten sich also frei gegenüberliegen. In diesen Raum greift die Schnecke bzw. Spindel 31 ein, wie dies aus Figur 2 deutlich hervorgeht.

In diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Schnecke bzw Spindel 31 mit ihrer Rotationsachse in Längsrichtung der geradlinig geführten Bandtrume 40 und 41 gerichtet angeordnet, d.h. die Schnecke bzw. Spindel steht über ihre gesamte axiale Ers'reckung hinweg mit dem Band im Anfangsbereich 37 in getriebl icher Verbindung. Auf diese Weise lassen sich die Flächendrücke der einzelnen Eingriffe zwischen der Schnecken- bzw. Spindel wendel 42 - die auch mehrgängig ausgebildet sein kann - und den jeweiligen Eingriffsausbildungen - Schlitze 43 bzw. Einbuchtungen zwischen Erhebungen 44 (Figuren 3 bis 7) - entsprechend klein halten. Diese geringen Normalkräfte führen auch zu entsprechend kleiner Reibung, die überdies noch durch geeignete Werkstoff wahl, beispielsweise einem Stahlband zugeordnete Schnecke oder Spindel aus Bronze, verringert werden kann, so daß auch der Verschleiß vernachlässigt ar ist.

Die Draufsicht auf eine Breitseite eines Bandabschnittss gemäß Figur 3 versinnbildlicht die Anordnung von Schlitzen 43 odor Erhebungen 44, die in Längsrichtung des Bandes 30 aufeinanderfolgend angeordnet sind und zwischen sich jeweils einen Abstand bilden, der der Ganghöhe der Wendel 42 der Schnecke bzw. Spindel 31 entspricht. Diese Schlitze 43 bzw. Erhebungen 44 bilden die Gegengetriebeausbildung für die Wendel 42 dor Schnecke bzw. Spindel 31. Figur 4 zeigt einen Längsquerschnitt auf die Schmalseite des Bandabschnittes gemäß Figur 3 einer ersten Ausführungsform, bei der nämlich die Getriebegegenausbildung durch e'nensenkrecht zur Bandbreitseite in dessen Mittelbereich ausgeprägten Wellenverlauf gebildet wird. Figur 6 zeigt einen Querschnitt durch ein solches Band. Die Schneckenwendel 42 bzw. deren an einer Außenumfangsstel Ie axial aufeinanderfolgenden Abschnitte greifen jeweils in die Vertiefungen zwischen die Erhebungen 44 des Wellenverlaufes ein. Figur 5

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zeigt eine Längsdarstellung auf die Schmalseite eines Bandes in anderer Ausführung der Gegengetriebeausbildung des Bandes 30, und zwar durch in dessen Mittelbereich eingebrachte Schlitze 43. Diese Ausbildung ist im Querschnitt in Fig. 7 angedeutet.

Wie aus Figur 3 ersichtlich ist, verlaufen die Schlitze 43 bzw. Erhebungen 44, d.h. die Vertiefunger zwischen den Erhebungen 44, Zur Längsachse des Bandes 3ü geneigt. Diese Neigung entspricht der Steigung der Schneckenwendel 42. Grundsätzlich kann man auch die Schlitze 43 bzw. Erhebungen 44 senkrecht zur Längsrichtung des Bandes verlaufend ausbilden, dann muß die Schnecke bzw. Spindel 31 hinsichtlich ihrer Rotationsachse entsprechend leicht aus der Längsrichtung des Bandtrumes 40 ausgelenkt angeordnet werden. Dann erhält man allerdings eine kürzere axiale Eingriffsstrecke zwischen den Abschnitten der Wendel 42 und den Schulzen bzw. Erhebungen.

Die Verschiebbarkeit in Achsrichtung zumindest der Schnecke bzw. der Spindel 31 und gegebenenfalls auch des mit dieser starr verbundenen Antriebsmotors 34 ist im Rahmen dieses Ausführungsbeispieles nicht näher dargestellt und kann zur Signalgewinnung bei Behinderung der Bandverschiebung auch bei anderen Bandausgestaltungen vorgesehen sein. Maßgeblich ist hier der Eingriff zwischen dem Band und dem Motor über eine Schnecke bzw. Spindel 31.

Claims (16)

Hörmann KG Antriebs- und Steuerungstechnik Harsewinkel 2 12.66& GETRIEBE ZUR ÜBERFÜHRUNG EINER ROTATORISCHEN IN EINE TRANSLATOR ISCHE BEWEGUNG UND UMGEKEHRT (l ANSPRÜCHE

1. Getriebe zur Überführung einer rota tori sehen in eine translato- risd α Bewegung und umgekehrt, insbesondere für das Öffnen und Schließen -.iiner Tür, eines Tores oder dergleichen, mit einem um eine A hse umlaufend geführten Drehkörper und mit einem Bewegungsübertragungsglied in Gestalt eines Bandes aus einem federelastischen Werkstoff, wie Stahl, das mit dem Drehkörper in getrieblicher Verbindung steht, das in Längsrichtung druckbelastbar im Querschnitt derart verwölbt vorgeformt ist, daß es sich bei Auslenkung aus seiner Längsrichtung senkrecht zu seiner Breitseite in etwa rechteckige Querschnittsgestalt elastisch verformt und außerhalb der Auslenkung in den gewölbten Querschnittsverlauf zurückkehrt, das offen mit wenigstens einem Arbeitsende ausgebildet ist und das im Bereich seiner Druckb«;!astung längsverschiebbar geführt ist, dadurch

gekennzeichnet , daß der Drehkörper als Schnecke oder Spindel (31) ausgebildet ist, die mit ihrer Wendelausbildung (42) gewindeartig in Schlitze (43), Riefen oder dergleichen bzw. entsprechend ausgeformte Erhebungen (44) eingreift, die in Längsrichtung des Bandes (30) nach Maßgabe der Wendelsteigung beabstandet, aufeinanderfolgend an diesem ausgebildet sind.

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2. Getriebe nach Anspruch 1 ,dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke oder Spindel (31) im Beriich der getriebl ichen Verbindung hinsichtlich ihrer Rotationsachse in Längsrichtung des Bandes (30) ausgerichet ist und daß die Schlitze (43), Riefen oder dergleichen bzw. die Erhebungen (44) der Wendeisteigung entsprechend schräg zur Längsrichtung des Bandes (30) verlaufend an diesem ausgebildet sind.

3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke oder Spindel (31) im Anfangsbereich (37) der Längsverschiebeführung (41) des druckbelasteten Arbeitstrumes (40) des Bandes (30) angeordnet ist.

4. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h gekennzeichnet, daß das Band (30) im Querschnitt kreisbogenförmig verwölbt vorgeformt ist.

5. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (30) im Querschnitt unterschiedliche Verwölbungsradien aufweist.

6. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (30) in; Querschnitt wellenförmig verwölb* vorgeformt ist.

7. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der die Längsverschiebeführung (36) aufweisenden Führungsschiene (45) ein Schlitten längsverschiebbar gelagert ist, an welchem das Ende der. Arbeitstrumes (40) des Bandes (30) befestigt ist.

8. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das dem Arbeitstrum (40) des Bandes (30) abgewandte Bandtrum (41) in einer Rückführung gehalten ist, die insbesondere parallel zu der Längsverschiebeführung (36) des Arbeitstrumes (40) verläuft.

9. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d.urch gekennzeichnet, daß das dem Arbeitstrum (40) des Bandes (30) abgewandte Bandtrum (41) in einer Speichertrommel im Zuge der Verschiebebewegung spiral ig umlaufend geführt ist.

10. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch g ekennzeichnet, daß die Schnecke oder Spindel (31) unmittelbar über eine gemeinsame Welle (33) mit dem Rotor eines Antriebsmotors (34) verbunden ist.

11. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennze i chnet, daß der zwischen den längsverschiebbar geführten Trumen (40, 41) h?f indl iche Aus- bzw. Umlenkbereich des Bandes (30) um einen Antriebsmotor (349 herumgeführt ist.

12. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, d a durch gekennzeichnet, daß die Längsverschiebeführung (36) durch nach Maßgabe des vorgeformten, geraden Bandes (30) verwölbt ausgebildete Führungsräume (39) gebildet ist, die an der konvexen Bandseite geschlossen und an der konkaven Bandseite nur die Bandkanten umfassend ausgebildet sind.

13. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (30), insbesondere in seinen Randbereichen und/oder seinem Mittelbereich, vorzugsweise beidseitig, mit einer Gleit- bzw. Abstandsbeschichtung versehen ist.

14. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, d a durch gekennzeichnet, daß die Schnecke oder Spindel (31), insbesondere in Längsrichtung ihrer Rotationsachse, unter dem Reaktionsdruck des in seiner Längsbeweglichkeit behinderten Bandes (30) gegen einen Widerstand, insbesondere eine Feder, um eine bestimmte Signalstrecke verschiebbar gelagert ist.

15. Getriebe nach den Ansprüchen 10 und 14, dadurch

gekennzeichnet, daß der über die Welle (33) starr mit der Schnecke bzw. Spindel (31) verbundene Antriebsmotor (34) bzw. dessen Rotor um die Signalstrecke in Richtung seiner Rotationsachse verschiebbar gelagert ist.

16. Getriebe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß in die Welle (33) eine axial spielbehaftete Kupplung eingeschaltet ist.