DE3807132A1 - Antriebsvorrichtung fuer einen vorhang - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorhang- Antriebsvorrichtung unter Verwendung eines Linear­ motors und insbesondere auf eine Vorrichtung, die für die Installation an einer einen gekrümmten bzw. gebogenen Teil enthaltenden Stelle geeignet ist.

Generell ist ein Linearmotor als ein linearer Antriebs­ motor bekannt; er wird praktisch bei einem Roboter, einem X-Y-Drucker und einer Antriebsvorrichtung eines Vorhangs in einem kleinen Bereich sowie bei der Eisenbahn und dgl. in einem größeren Bereich angewandt.

Ein Fenster eines Kombiwagens, wie er in Fig. 6 angedeutet ist, ist mit einem Vorhang ausgestattet, der dabei üblicher­ weise klein ist und dessen installierter Vorhangteil häufig bogenförmig ausgebildet ist.

Bisher ist eine Antriebsvorrichtung eines derartigen Vorhangs, der am Fenster eines Automobils angebracht ist, beispielsweise in der JP-GM-Anmeldung 98 489/1985 ange­ geben worden. Die in dieser Anmeldung angegebene Vorrich­ tung verwendet einen Linearmotor, der ein Gehäuse umfaßt, welches eine Vorhangschiene bildet, die im Querschnitt entsprechend einem umgedrehten U-Buchstaben geformt ist. Ferner ist ein magnetischer Polteil in Form einer Füh­ rungsschiene innerhalb des Gehäuses in gegenüberliegender Beziehung zu dem betreffenden Gehäuse in dessen Längsrich­ tung vorgesehen, um einen gleichmäßigen Magnetfluß in einem Spalt zwischen dem Gehäuse und dem betreffenden Teil zu erzeugen. Schließlich ist eine bewegbare Spule vorge­ sehen, die durch den magnetischen Polteil in Form der Füh­ rungsschiene so geführt werden kann, daß sie in dem Spalt rechtwinklig zu dem Magnetfluß bewegbar ist.

Die vorstehend erwähnte konventionelle Vorrichtung nutzt die Kraft aus, welche dann erzeugt wird, wenn ein Strom durch die bewegbare Spule fließt, die in dem magnetischen Fluß untergebracht ist. Die betreffende Vorrichtung weist den Vorteil auf, daß die bewegbare Spule relativ dünn aus­ gebildet werden kann. Dennoch weist die betreffende Vor­ richtung folgende Mängel auf.

Zunächst einmal wirkt die elektromagnetische Kraft ledig­ lich auf einen vertikalen Bereich der bewegbaren Spule, nicht jedoch auf einen anderen Spulenbereich. Demgemäß ist der meiste Teil der Spule nicht nutzbar; zur Erzielung der erwünschten elektromagnetischen Kraft für den Antrieb muß daher die bewegbare Spule entsprechend größer ausgebildet werden. Demgemäß wird die gesamte Struktur der Vorrichtung größer, womit die betreffende Vorrichtung nicht geeignet ist für den Vorhang des Automobils, der bzw. das eine relativ kleine Antriebsvorrichtung für den betreffenden Vorhang benötigt, wie dies oben erwähnt worden ist.

Zum zweiten kann die bewegbare Spule der Vorhangschiene längs des gekrümmten Bereiches nicht folgen, wenn viele gekrümmte bzw. bogenförmige Bereiche im Installationsraum des Vorhangs innerhalb des Automobils vorhanden sind, da die Länge der bewegbaren Spule in deren Längsrichtung auf­ grund der großen Spulengröße groß ist. Da die Vorhang­ schiene aufgeteilt werden muß, um lediglich in einem gera­ den Bereich angeordnet zu werden, oder begrenzt ist, um in einem relativ stark gekrümmten Bereich angeordnet zu werden, sind demgemäß die Auslegung der Installation der Vorhangschiene und die Auslegung des Vorhangs extrem ein­ geschränkt.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung eines Vorhangs zu schaffen, umfassend einen bewegbaren Teil, der einen Kern für die Erzeugung eines magnetischen Poles verwendet, so daß der bewegbare Teil sehr klein ausgebildet werden kann und im übrigen kein unnötiger Raumbedarf vorhanden ist, so daß die be­ treffende Vorrichtung in einem Automobil untergebracht werden kann.

Darüber hinaus soll eine Antriebsvorrichtung eines Vorhangs geschaffen werden, umfassend einen bewegbaren Teil, der in seiner Bewegungsrichtung eine Länge aufweist, die kleiner ist als die Hälfte eines konventionellen bewegbaren Teiles, so daß der betreffende bewegbare Teil gleichmäßig auf einer Vorhangschiene bewegt werden kann, die einen gekrümmten Bereich kleiner Krümmung aufweist, wobei die Auslegung in der Installation bzw. Anbringung der Vorhangschiene und die Auslegung des Vorhangs nicht übermäßig eingeschränkt sein soll, sondern vielmehr generell ausgezeichnet sein soll.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß die Antriebsvorrichtung einen Linearmotor umfaßt, der in einer Vorhangschiene angeordnet ist und der einen Feldteil mit einem Joch und eine Magnet­ gruppe aufweist, die beispielsweise ein flexibler Gummi- Magnet sein kann, welcher längs des Joches angeordnet ist und welcher Magnetpole aufweist, die einander abwechselnd angeordnet sind, so daß benachbarte Pole voneinander ver­ schieden sind. Ferner ist ein bewegbarer Teil in bzw. auf der Führungsschiene 2 bewegbar geführt; er weist einen Kerngrundteil auf, welcher der erwähnten Magnetgruppe gegenüberliegt. Ferner steht eine Vielzahl von Kernen von dem Kerngrundteil zu der erwähnten Magnetgruppe hin ab; die betreffenden Kerne sind mit dem Kerngrundteil zu­ sammenhängend gebildet. Um die betreffenden Kerne sind Spulen herumgewickelt. Schließlich ist ein Kommutator vor­ gesehen, der zum Umschalten der Polarität für den bewegbaren Teil dient. Dadurch wird ein Ende eines an dem bewegbaren Teil angebrachten Vorhangs durch die Bewegung des betref­ fenden bewegbaren Teiles geöffnet bzw. geschlossen.

Mit einer derartigen Vorrichtung bzw. Struktur bewirkt die Antriebsvorrichtung, daß der durch die Spulen erzeugte magnetische Fluß vollständig durch die Kerne und einen Magnetpol hindurchtritt, um in der Spitze der erwähnten Kerne zur Wirkung zu gelangen bzw. erzeugt zu werden. In diesem Falle ist der magnetische Weg durch die Magnet­ gruppe, den Kern, das Kerngrundteil, den Kern, die Magnet­ gruppe, das Joch und die Magnetgruppe (in Fig. 1 durch gestrichelte Linie L angedeutet) gebildet.

Der Magnetpol der Kerne wird ferner mittels des Kommuta­ tors in einer bestimmten Position umgeschaltet, und der bewegbare Teil kann selektiv in eine Richtung oder in die entgegengesetzte Richtung längs der Vorhangschiene durch Umkehren der Polarität einer Gleichspannungsquelle bewegt werden, so daß der an dem bewegbaren Teil angebrachte Vorhang geöffnet und geschlossen werden kann.

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend bei­ spielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht einer Vorhang-Antriebs­ vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei eine Vorhangschiene im Schnitt dargestellt ist.

Fig. 2 zeigt im Schnitt eine Vorderansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1 längs der dort eingetragenen Linie A-A.

Fig. 3 zeigt in einer linken Seitenansicht einen beweg­ baren Teil in der Antriebsvorrichtung.

Fig. 4 zeigt in einer rechten Seitenansicht einen beweg­ baren Teil in der Antriebsvorrichtung.

Fig. 5 veranschaulicht in einem Entwicklungsdiagramm das Prinzip der Arbeitsweise der Antriebsvorrichtung.

Fig. 6 zeigt in einer Draufsicht einen Kombiwagen, an dem die Antriebsvorrichtung angebracht ist.

Nunmehr wird die Struktur bzw. der Aufbau einer Vorhang-Antriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Er­ findung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher er­ läutert.

Wie beispielsweise in Fig. 6 veranschaulicht, sind Vorhang­ schienen 2 an einem hinteren Teil sowie an den rechten und linken Seiten eines Kombiwagens W angebracht. Die hintere Vorhangschiene 2 ist leicht gekrümmt, und die Seiten-Vor­ hangschienen 2 sind in ihrem vorderen Bereich aufgrund des Vorhandenseins von mittleren Schiebetüren Dm schwach ge­ krümmt, und außerdem sind sie in ihrer Mitte zur Innenseite hin halbkreisförmig gebogen, und zwar aufgrund der In­ stallation eines Kanals für eine Klimaanlage. Demgemäß be­ steht die Vorhangschiene 2 aus einer Kombination eines ge­ radlinigen bzw. geraden Teiles und eines gekrümmten Teiles, während die Antriebsvorrichtung 1 des Vorhangs für die Vorhangschiene 2 geeignet ist, die einen derart gekrümmten Bereich aufweist.

Die Vorhangschiene 2 ist so ausgebildet, daß sie einen weitgehend rechteckförmigen Querschnitt aufweist, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. Eine nutförmige Laufschiene 15 ist dabei in einer unteren Seite 2 a der Vorhangschiene 2 in deren Längsrichtung gebildet; ein Läufer 16, an dem ein Vorhang K hängt, ist in der Lauf- bzw. Läuferschiene 15 untergebracht. An der Innenfläche einer Seite 2 b der Vor­ hangschiene 2 ist in deren Längsrichtung ein Joch 3 ange­ bracht; ein Gummi-Magnet 20, der beispielsweise aus einem Ferrit-Kunstgummi besteht, weist Magnetpole auf, die ab­ wechselnd magnetisiert sind, so daß ihre benachbarten Pole voneinander verschieden sind. Dieser Gummi-Magnet ist dem Joch 3 derart überlagert, daß eine Magnetgruppe 4 gebildet ist, die unterschiedliche Magnetpole aufweist, welche einander abwechselnd in der Längsrichtung der Vorhang­ schiene 2 angeordnet sind. Demgemäß bilden das Joch 3 und die Vorhangschiene 2 einen Feldteil 5. Ein Paar von vor­ stehenden Führungsschienen 30 ist zusammenhängend in be­ stimmten mittleren Bereichen der Innenfläche einer oberen Seite 2 d und der unteren Seite 2 a der Führungsschiene 2 in deren Längsrichtung gebildet. Insgesamt sind vier Rollen bzw. Walzen 31, die in oberen und unteren Seiten der vor­ deren und hinteren Bereiche eines bewegbaren Teiles 8 vor­ gesehen sind, auf den Führungsschienen 30 verschiebbar vorgesehen.

Der bzw. das bewegbare Teil 8 wird nunmehr unter Bezugnahme auf Fig. 3 und 4 erläutert. Der betreffende bewegbare Teil 8 weist ein rechteckförmiges Kern-Grundteil 60 mit einer be­ stimmten Dicke auf, welches parallel gegenüber dem Gummi- Magnet 20 angeordnet ist. Das Kern-Grundteil 60 ist auf der dem Gummi-Magneten 20 gegenüberliegenden Seite mit vier Kernen 6 a, 6 b, 6 c und 6 d versehen, die zu den Gummi- Magneten 20 hinweisen und die rechtwinklig zu dem Kern-Grund­ teil 60 verlaufen, dabei aber zusammenhängend in gleichen Intervallen in Längsrichtung gebildet sind. Der Abstand zwischen den Mitten der abwechselnd angeordneten Kerne ist gleich einer Teilung zwischen den Polen, die in dem Gummi- Magnet 20 magnetisiert sind. Zwischen den Kernen 6 a-6 d und dem Gummi-Magnet 20 ist ein kleiner Zwischenraum ge­ bildet. Demgemäß ist der magnetische Weg durch den Gummi- Magnet, den Kern, das Kern-Grundteil, den Kern und den Gummi-Magneten gebildet, wie dies in Fig. 1 durch die gestrichelte Linie L angedeutet ist. Ferner sind die Kerne 6 a, 6 b, 6 c und 6 d in Spulen 7 a, 7 b, 7 c bzw. 7 d untergebracht, die zuvor im gewickelten Zustand gebildet bzw. bereitgestellt worden sind. Die betreffenden Spulen für die Kerne 6 a und 6 c sind miteinander in Reihe geschaltet, und die Spulen für die Kerne 6 b und 6 d sind miteinander in Reihe geschaltet.

In den vorderen und hinteren Bereichen der oberen und unteren Seiten des Kern-Grundteiles 60 sind in vertikaler Richtung verlaufende Lager 32 vorgesehen. Jede der vorge­ sehenen Wellen bzw. Schafte 33 enthält Stopper 33 a, die im mittleren Bereich der betreffenden Schafte zusammen­ hängend gebildet sind. Die betreffenden Schafte bzw. Wellen sind jeweils in Lager 32 eingesetzt. Jedes Ende der betreffenden Wellen bzw. Schafte 33 ist in jeweils eine drehbare Rolle 31 eingesetzt. Demgemäß sind die Wellen 33 rechtwinklig zu der Anziehungsrichtung der Magnet-Gruppe angeordnet, und die Rollen 31 können auf den Führungsschienen 30 verschoben werden.

An einem unteren Ende des Kern-Grundteiles 60 ist ein horizontaler Tragrahmen 17 mit diesem zusammenhängend ausgebildet. Ein Ende des Vorhangs K, dessen anderes Ende an einem Ende der Vorhangschiene 2 angebracht ist, ist an dem Tragarm 17 derart angebracht, daß der betreffende Vorhang K durch die Bewegung des bewegbaren Teiles 8 ge­ öffnet bzw. geschlossen werden kann.

Die andere Seite des Kern-Grundteiles 60 ist mit einer Ausnehmung 34 versehen, und ein Bürstenhalter 40 ist in der Ausnehmung 34 untergebracht. Bürsten 41 a, 41 b, 41 c und 41 d, wie sie in Fig. 4 veranschaulicht sind, sind an dem Bürstenhalter 40 angebracht. Kommutatorplatten 42 x und 42 y mit dem aus Fig. 5 ersichtlichen Muster sind an der anderen Seite 2 c der Vorhangschiene 2 angebracht, und zwar gegenüber den Bürsten 41 a bis 41 d, die mit den Kommutatorplatten 42 x und 42 y in Kontakt gelangen. Dadurch ist ein Kommutatorteil 9 gebildet.

Wenn die Kommutatorplatten 42 x und 42 y mit Minus- bzw. Plus-Gleichspannungsquellen verbunden sind, fließt ein Strom durch die Kommutatorplatte, die Bürste, die Spule, die Bürste und die Kommutatorplatte von der betreffenden Spannungsquelle her, wodurch die Spulen 7 a bis 7 d erregt werden. Dadurch werden bestimmte Magnetpole in den Kernen 6 a bis 6 d hervorgerufen. Die Pole der Kerne 6 a bis 6 d werden durch den Kommutatorteil 9 in Übereinstimmung mit der Position umgeschaltet, in der sich der bewegbare Teil befindet.

Nunmehr wird die prinzipielle Arbeitsweise der Antriebs­ vorrichtung 1 beschrieben werden. Die Spulen 7 a und 7 c sind miteinander in Reihe geschaltet; beide Enden der in Reihe geschalteten Spulen sind mit den Bürsten 41 a bzw. 41 c verbunden. Die Spulen 7 b und 7 d sind ebenfalls miteinander in Reihe geschaltet; beide Enden der so in Reihe geschal­ teten Spulen sind mit den Bürsten 41 b bzw. 41 d verbunden. Demgemäß werden Magnetpole, wie in Fig. 5 angedeutet, in jeder der Positionen 8 a, 8 b und 8 c des bewegbaren Teiles 8 erzeugt, wie dies in Fig. 5 durch Strichpunktlinien ange­ deutet ist. Dadurch wird der bewegbare Teil 8 stets zu den Magnetpolen der Magnetgruppe 4 angezogen, um in der durch einen Pfeil angedeuteten Richtung bewegt zu werden. Wenn die Polarität der Kommutatorplatten 42 x und 42 y umgekehrt wird, wird im übrigen der bewegbare Teil 8 in die entgegen­ gesetzte Richtung bewegt.

Wie oben beschrieben tritt bei der erfindungsgemäßen An­ triebsvorrichtung 1 für den Vorhang der durch die Spulen 7 a bis 7 d erzeugte gesamte magnetische Fluß durch die Kerne 6 a bis 6 d hindurch, und die magnetischen Pole werden an den Enden der Kerne 6 a bis 6 d gebildet. Demgemäß ist ein nutz­ loser Teil der Spule eliminiert, und der bewegbare Teil 8 besitzt sogar dann genügend Antriebskraft, wenn der be­ treffende Teil klein ist. Die Breite des bewegbaren Tei­ les 8 in Längsrichtung beträgt etwa 3 cm; sie kann auf etwa die Hälfte des Wertes im Vergleich zu einer konventionellen bewegbaren Spulenanordnung reduziert werden. Die Höhe der betreffenden Anordnung kann ebenfalls auf etwa die Hälfte im Vergleich zur konventionellen Höhe reduziert werden, womit die Gesamtgröße auf 1/4 oder weniger im Vergleich zur konventionellen Größe reduziert werden kann. Da der magneti­ sche Wirkungsgrad ausgezeichnet ist, kann die Antriebsvor­ richtung eine Antriebskraft erzeugen, die ausreicht, um den im Automobil vorgesehenen Vorhang K zu öffnen und zu schließen.

Abschließend sei noch bemerkt, daß die vorliegende Erfindung zwar anhand eines Ausführungsbeispiels im einzelnen er­ läutert worden ist, darauf jedoch nicht beschränkt ist. So kann beispielsweise die Magnetgruppe 4 aus einer Vielzahl von festen diskreten Magneten gebildet sein, die einen einzigen Pol haben und die aufeinanderfolgend nebeneinander angeordnet sind. Obwohl bei dem beschriebenen Ausführungs­ beispiel vier Kerne verwendet worden sind, dürfte einzu­ sehen sein, daß irgendeine Anzahl von Kernen erforder­ lichenfalls verwendet werden kann. Darüber hinaus ist die Antriebsvorrichtung so ausgestattet, daß von ihr der Vor­ hang K herabhängt. Eine andere bzw. weitere Antriebsvor­ richtung kann jedoch an der Unterseite des Vorhangs K vorge­ sehen sein, um die Oberseite bzw. die Unterseite des be­ treffenden Vorhangs K gleichmäßig zu ziehen. Die Antriebs­ vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist im übrigen zwar in Verbindung mit einem Automobil beschrieben worden; die Antriebsvorrichtung kann jedoch auch für andere An­ wendungen genutzt werden.

Claims (4)

1. Antriebsvorrichtung für einen Vorhang, mit einem Linearmotor, der in einer Vorhangschiene untergebracht ist und der einen Feldteil mit einem Joch und eine längs des Joches angeordnete Magnetgruppe, einen be­ wegbaren Teil, welcher eine in der Vorhangschiene be­ wegbare Spule enthält, und einen Kommutator umfaßt, mit dessen Hilfe die Polarität für den bewegbaren Teil umschaltbar ist,
wobei ein Ende des Vorhangs an dem bewegbaren Teil der­ art angebracht ist, daß ein Öffnen und Schließen des Vorhangs ermöglicht ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetgruppe (4) des Feldteiles (5) längs des Joches (3) derart abwechselnd angeordnete Magnetpole aufweist, daß aneinander benachbarte Pole voneinander verschieden sind,
daß der bewegbare Teil (8) ein Kern-Grundteil (60) aufweist, welches in der Vorhangschiene (2) bewegbar geführt sowie gegenüber der Magnetgruppe (4) angeordnet ist und eine Vielzahl von Kernen (6 a, 6 b, 6 c, 6 d) auf­ weist, welche von dem Kern-Grundteil (60) aus zu der Magnetgruppe (4) hin abstehen und mit dem Kern-Grund­ teil zusammenhängend ausgebildet sind und
daß die Spule (7 a, 7 b, 7 c, 7 d) um die in der Vielzahl vorgesehenen Kerne (6 a, 6 b, 6 c, 6 d) herumgewickelt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Vorhangschiene einen gekrümmten Bereich aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Magnetgruppe (4) einen flexiblen Gummi-Magneten aufweist, dessen Pole derart unterschiedlich magnetisiert sind, daß benachbarte Pole voneinander verschieden sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Kern-Grundteil (60) Rollen (31) aufweist, die jeweils eine rechtwinklig zu einer Anziehungsrichtung verlaufende Welle (33) aufweisen.