WO2010012610A1 - Wellentorantrieb sowie damit versehenes tor - Google Patents

Wellentorantrieb sowie damit versehenes tor Download PDF

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WO2010012610A1
WO2010012610A1 PCT/EP2009/059208 EP2009059208W WO2010012610A1 WO 2010012610 A1 WO2010012610 A1 WO 2010012610A1 EP 2009059208 W EP2009059208 W EP 2009059208W WO 2010012610 A1 WO2010012610 A1 WO 2010012610A1
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shaft
door
wellentorantrieb
drive unit
motor
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PCT/EP2009/059208
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French (fr)
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Michael Sanke
Victor SCHÜTZ
Original Assignee
Hörmann KG Antriebstechnik
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    • E05Y2900/106—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for buildings or parts thereof for garages

Definitions

  • the invention relates to a Wellentorantrieb for connection to a connected to a counterbalance Torwelle a driven gate, which Torwelle is drivingly connected to a gate to be driven, with a motor drive unit and a shaft connection element for connecting the Wellentorantriebes to the Torwelle, wherein the shaft connection element by means of a positive transmission gear the motor drive unit is connected.
  • the invention relates to a door provided with such a door drive.
  • Wellentorantriebe for direct connection to Torwellen are widely known.
  • such Wellentorantriebe are used as Industrietorantriebe for driving industrial doors, as is known for example from the company brochure "industrial sectional doors” the company.
  • a low price can be achieved in particular by selecting available as mass-produced motor drive units of suitable type.
  • motor drive units which can be used in particular as windshield wiper motors in passenger cars are particularly suitable.
  • Such motor drive units available on the market have, for example, cheap DC motors and already a reduction gear in the motor unit, which is generally designed as a self-locking gear (eg worm gear).
  • This has the advantage in Torantrieben that even when the engine is stopped a holding function for the gate is reached. When the door is closed, this serves the burglary protection; when the door is open, a raised door leaf is held in its raised position even when the engine is not operating.
  • the motor gear unit and the door shaft are positively connected to one another in a geared manner. This also has the effect of a clear assignment of a rotation angle of the engine to a specific door position, so that the position of the door on the door drive and in particular on the engine can be detected.
  • the object of the invention is to provide a Wellentorantrieb of the aforementioned type which meets the aforementioned advantages, but is still inexpensive and durable and in which the risk of damage in malfunction and emergencies is avoided.
  • a shaft gate drive of the aforementioned type is characterized in that the motor drive unit has a motor and a self-locking
  • a cost-effective motor unit available as a mass-produced product which can also fulfill a holding function at the same time. If an overload clutch is provided, it can also be used a positive gear, which this Motor drive unit positively connects with a door shaft which engages a counterbalance device.
  • the overload clutch is designed as uncoupling, which can also be operated manually.
  • an emergency unlocking function can be achieved. It is a cost effective and compact design possible.
  • the coupling is preferably designed as an axial coupling.
  • a coupling element of the same can move in the axial direction, in particular when a torque shock occurs as well as manually actuated, in order to disengage or engage the clutch.
  • the automatic overload operation can be achieved very easily via sloping flanks on a projection-Rücksprung- training.
  • FIG. 1 is a schematic, partially sectioned side view of a gate with Torwelle and Wellentorantrieb
  • Figure 2 is a view of a corner region of the door of Figure 1 seen from the interior of the space to be closed, wherein the connection of the Wellentorantriebes is shown to the door shaft.
  • FIG. 3 is a perspective view of a basic structure of the
  • Fig. 4 is a front view of the base structure of Fig. 3;
  • Fig. 5 is a sectional view taken along the line A-A of Fig. 4 with a disengaged device in the engaged state;
  • Fig. 6 is an enlarged detail view of the detail C of Fig. 5;
  • Fig. 7 is a sectional view taken along the line B-B of Fig. 4 with the disengaging means in a disengaged condition under overload;
  • FIG. 8 is an enlarged detail view of the detail D of Fig. 7.
  • FIGs. 1 and 2 an automatically driven gate 10 with a door shaft 12 and designed as a Wellentorantrieb or direct drive door drive 14 is shown.
  • the gate 10 has a movable in a guide 16 between a closing end position and an opening end position door leaf 18.
  • the door shaft 12 is formed as part of a weight balancing device 20 and has a force storage device, here in the form of a torsion spring 22, which balances the weight of the door leaf 18 as far as possible during its movement.
  • the door shaft 12 is coupled by means of a gate operation 21 geared to the door leaf 18 such that the door shaft 12 rotates when moving the door leaf 18.
  • the gate gear 21 has cable drums 24 and wire ropes 26 that can be wound thereon.
  • the fall protection 21a has spring break safeguards 21b, which are arranged on the cable drums 24 and designed in such a way as described and shown in DE 19855697 A1, which is hereby incorporated by reference. Reference is made expressly to DE 19855697 A1 for further details.
  • the door operator 14 is connected to one end of the door shaft 12 for rotatably driving the same.
  • FIGS. 1 and 2 further show walls 28 of a building 30, which has a door opening 32 which can be closed by the door 10.
  • the door drive 14 is produced in industrial mass production and is so adaptable in its manufacture that it can be adapted to different gates 10 and different buildings 30 with corresponding installation situations.
  • the door drive 14 has, as shown in FIG. 2, a drive housing 34.
  • the drive housing 34 has a plurality of hoods or covers 36, 37.
  • the drive elements are mounted on a support structure or base structure 40.
  • FIGS. 3 to 8 show the door drive 14 without the covers 36 and 37, so that the drive elements and the base structure 40 can be seen.
  • the base structure 40 has a first base structure part 42 and a second base structure part 44, which are detachably connected together at a fastening interface 46.
  • the first base structure part 42 is formed as a base plate or base plate 48.
  • a motor drive unit 50, a drive shaft 64 of a transmission gear formed as a form-locking Wegstoffgetriebe 94 and a decoupling device 54 is attached.
  • the motor drive unit 50 is designed as a geared motor and has a motor housing 58, an electric motor 60 and a self-locking worm gear 62. As shown in FIGS. 5 to 8, the drive shaft 64 is connected to the output shaft 52 of the worm gear 62. On the drive shaft 64 is seated a first gear in the form of a first sprocket 66th
  • the decoupling device 54 By means of the decoupling device 54, the first sprocket 66 of the worm gear 62 is decoupled, so that the first sprocket 66 can rotate freely in the decoupled state.
  • the decoupling device 54 has a manually actuated by not shown actuating elements coupling pin 72, which is controlled by a cam 74, not shown, axially movable during rotation. This axial movement is transmitted via a coupling element acting as a lever 76 on a non-rotatably connected to the drive shaft 64 first coupling element 74, so that the first coupling element 74 is movable in the axial direction.
  • the first coupling element 74 is in engagement with the first gear of the transmission gear, ie in the embodiment with the first sprocket 66 of the traction mechanism 94, via a projection-recess formation 68 in engagement.
  • the projection-recess formation 68 has a plurality of a radial distance from the rotation axis of the drive shaft 64th arranged projections - here in the form of pins 69 on the first coupling element 74 - and correspondingly formed for receiving the projections recesses - here in the form of receiving openings 70 in serving as a second coupling element of the decoupling device 54 first chain 66 - on.
  • the decoupling device 54 is formed as an axial coupling.
  • the decoupler 54 includes a retainer 77 for maintaining the projection-rebound formation in normal operation.
  • the holding device 77 is formed in the illustrated example as a biasing means for biasing the uncoupler 54 in its engaged state.
  • a spring 78 is provided, which biases the displaceable on the drive shaft 64 in the axial direction of the first coupling element 74 in the direction of the first chain sprocket 66.
  • the first coupling element 74 can be manually moved axially against the bias by the spring 78 so as to pull the pins 69 out of the receiving openings 70. This happens, for example, for manually opening the door in emergency or incidents, such as a power failure.
  • the first sprocket 66 can then rotate freely on the drive shaft 64. As a result, the blocking of the door shaft 12 is canceled by means of the self-locking gear de motor drive unit 50 and the door leaf 18 can be moved freely by turning the door shaft 12 and the gears of the transmission gear (traction mechanism 94).
  • the coupling claw 79 When the coupling claw 79 is released, the first coupling element 74 is again biased by the spring 78 in the direction of the first chain sprocket 66. At the latest when the first coupling element 74 and the second Turning coupling element acting first sprocket 66 relatively further, the pins 69 reach a position where they are aligned with the receiving openings 70; and they snap back into the receiving openings, so that the axial clutch is engaged again.
  • the pins 69 and the receiving openings 70 have mutually complementary oblique, in particular conical, surfaces 69 a.
  • an outer peripheral surface 69a of the pins 69 is formed in a truncated cone shape.
  • the inner surface 70a of the receiving openings 70 is formed with a correspondingly corresponding conical inclination.
  • the engagement process is facilitated by the conical design; the pins 69 are easier to insert into the receiving openings 70 and center themselves in it and are still recorded firmly and without play.
  • the projection-recess formation 68 is formed with oblique edges in the circumferential direction with respect to the direction of rotation of the drive shaft 64. These oblique edges act in a sudden strong torque shock as wedges or inclined planes and push the first coupling element 74 against the bias of the spring 78 from engagement with the first sprocket 66th
  • the torque threshold at which the overload clutch 79 triggers can be influenced and adjusted by the design of the slope of the oblique flanks (here the conical surfaces 69a, 70a), by design of the spring 78 and / or by selection of materials and / or possibly lubricants ,
  • the door drive 14 has a position transmitter, not shown in detail, by means of a pinion form-fitting manner with a drive chain 96 of the chain drive as a traction mechanism 94th combs. Even with decoupling the pinion of the position encoder thus remains geared with an output shaft 80 of the traction mechanism 94 so that their angular position and thus the position of the connected door leaf 18 can always be determined.
  • the position sensor is designed as an absolute value encoder, which supplies the absolute rotational angle position to a control of the door drive 14, not shown. Such absolute encoders are known and available in different versions on the market.
  • a decoupling sensor which detects a uncoupling operation (be it manually, be it automatically overload) is provided, wherein the controller is designed such that upon receipt a signal of the Entkuppelsensors, which indicates a again after a disengaging operation again established coupling state, performs a reference run for the gate 10, in which the position, in particular the end positions of the door leaf 18 are taught.
  • the position transmitter always indicates the absolute position of the door leaf 18 after a first teach-in after commissioning, so that a reference travel after decoupling and, in principle, a decoupling sensor can be dispensed with is.
  • the second base structure part 44 is likewise designed as a plate, which can be connected to the base plate 48 via the attachment interface 46.
  • the second base structure part 44 has the output shaft 80 of the door drive H, which is rotatably mounted on a bearing 82 arranged at a certain radial distance from the drive shaft 64.
  • the output shaft 80 has on one side as shaft connection element a shaft coupling 84 with a connection part 86, which can be placed on the end of the door shaft 12.
  • a radial Inwardly facing projection 88 engages when placed on an existing on the door shaft 12 longitudinal groove 90 (Fig. 2), so that the connecting part 86 rotatably seated on the door shaft 12.
  • the output shaft 80 a second gear, here in the form of a second sprocket 92, on.
  • the two gear wheels on the drive shaft 64 and the output shaft 80 are positively connected via the traction mechanism 94 with each other form-fitting manner.
  • the traction mechanism 94 has a drive chain 96 in the embodiment shown here.
  • the first base structure part 42 has two openings 98, 99
  • the attachment interface 46 on the second base structure part 44 has openings 100, 101 provided with a corresponding spacing from the openings 98, 99. Screw fasteners 102 extend through these openings 98 to 101 in order to fasten the two base structure parts 42, 44 together.
  • Both the first and the second base structure part 42, 44 is provided with an angled, for example, bent edge region 104, 105.
  • the two base structure parts 42, 44 engage with their angled edge regions 104, 105 telescopically.
  • the openings on one of the two base structure parts 44, 42 are designed as elongated holes.
  • the openings 100, 101 on the second base structure part are designed as such elongated holes 106, 108.
  • the elongated holes 106, 108 have a width which is smaller than the diameter of the circular openings on the other base structure part.
  • a door drive system for producing such a door drive 14 has a first base structure part 42, which can always be produced in industrial mass production, which already has all the corresponding drive elements - here, for example: motor drive unit 50, (not shown), electrical unit, decoupling device 54, uncoupling sensor 56, drive shaft 64 with first sprocket 66 - is provided and is preferably fully assembled.
  • the Door drive system further comprises an assortment of different second base structure parts.
  • the second base structure part 44 is thus designed as an exchangeable output module.
  • Receiving opening (recess) a conical inner surface

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power-Operated Mechanisms For Wings (AREA)
  • Operating, Guiding And Securing Of Roll- Type Closing Members (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wellentorantrieb (14) zum Anschließen an eine mit einer Gewichtsausgleichseinrichtung (20) verbundene Torwelle (12) eines anzutreibenden Tores (10), welche Torwelle (12) getrieblich mit einem anzutreibenden Torblatt (18) verbunden ist, mit einer Motorantriebseinheit (50) und einem Wellenanschlusselement (84, 86) zum Anschließen des Wellentorantriebes (14) an die Torwelle (12), wobei das Wellenanschlusselement (84, 86) mittels eines formschlüssigen Übertragungsgetriebes (94) an die Motorantriebseinheit (50) angeschlossen ist. Um bei Störfällen und Notfällen die Gefahr von Beschädigungen zu vermeiden, aufweist die Motorantriebseinheit (50) einen Motor (60) und ein selbsthemmendes Motorgetriebe (62). Außerdem um bei einem Überschreiten einer Drehmomentschwelle ein Entkuppeln herbei zu führen, ist eine Überlastkupplung (79) zur Entkupplung des Wellenanschlusselements (84, 86) von der Motorantriebseinheit (50) vorgesehen.

Description

WELLENTORANTRIEB SOWIE DAMIT VERSEHENES TOR
Die Erfindung betrifft einen Wellentorantrieb zum Anschließen an eine mit einer Gewichtsausgleichseinrichtung verbundene Torwelle eines anzutreibenden Tores, welche Torwelle getrieblich mit einem anzutreibenden Torblatt verbunden ist, mit einer Motorantriebseinheit und einem Wellenanschlusselement zum Anschließen des Wellentorantriebes an die Torwelle, wobei das Wellenanschlusselement mittels eines formschlüssigen Übertragungsgetriebes an die Motorantriebseinheit angeschlossen ist. Außerdem betrifft die Erfindung ein mit einem solchen Torantrieb versehenes Tor.
Wellentorantriebe zum direkten Anschließen an Torwellen sind vielfältig bekannt. Insbesondere werden solche Wellentorantriebe als Industrietorantriebe zum Antreiben von Industrietoren eingesetzt, wie dies beispielsweise aus der Firmenbroschüre „Industrie-Sectionaltore" der Fa. Hörmann KG mit dem Druckvermerk „S. 04.08 /D.04.08/HF 84857/ G.xx2" bekannt ist.
Solche Wellentorantriebe sind relativ aufwändig, da vielfältige Anforderungen erfüllt werden müssen. Als Antriebe für Garagentore im Wohnbereich konnten sie sich wegen der aufwändigen Konstruktion und des dadurch bedingten hohen Preises nicht durchsetzen.
Ein günstiger Preis kann insbesondere durch Auswahl von als Massenware erhältlichen Motorantriebseinheiten passender Art erreicht werden. Hierzu sind insbesondere z.B. auch als Scheibenwischermotoren in Personenkraftwagen einsetzbare Motorantriebseinheiten geeignet. Auf dem Markt erhältliche derartige Motorantriebseinheiten weisen z.B. günstige Gleichstrommotoren und bereits ein Untersetzungsgetriebe in der Motoreinheit auf, das in der Regel als selbsthemmendes Getriebe (z.B. Schneckengetriebe) ausgebildet ist. Dies hat bei Torantrieben den Vorteil, dass auch bei Motorstillstand eine Haltefunktion für das Tor erreicht wird. Bei geschlossenem Tor dient dies dem Einbruchschutz; bei geöffnetem Tor wird ein angehobenes Torblatt auch bei Nichtbetrieb des Motors in seiner angehobenen Stellung gehalten. Um diese Zwecke zu erfüllen, ist es auch vorteilhaft, wenn die Motorgetriebeeinheit und die Torwelle formschlüssig getrieblich miteinander verbunden werden. Dies hat zudem auch den Effekt einer eindeutigen Zuordnung eines Drehwinkels am Motor zu einer bestimmten Torstellung, so dass die Position des Tores an dem Torantrieb und insbesondere am Motor erfassbar ist.
Problematisch kann eine solche Ausbildung jedoch bei Störfällen und Notfällen werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Wellentorantrieb der eingangs genannten Art zu schaffen, der die vorgenannten Vorteile erfüllt, aber dennoch kostengünstig und langlebig ist und bei dem die Gefahr von Beschädigungen in Stör- und Notfällen vermieden ist.
Diese Aufgabe wird durch einen Torantrieb mit den Merkmalen des beigefügten Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein mit dem Torantrieb versehenes Tor ist Gegenstand des Nebenanspruches.
Erfindungsgemäß ist ein Wellentorantrieb der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, dass die Motorantriebseinheit einen Motor und ein selbsthemmendes
Motorgetriebe aufweist und dass eine Überlastkupplung zur Entkupplung des Wellenanschlusselements von der Motorantriebseinheit vorgesehen ist.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist einerseits eine als Massenware erhältliche kostengünstige Motoreinheit vorgesehen, die auch gleichzeitig Haltefunktion erfüllen kann. Wenn eine Überlastkupplung vorgesehen wird, kann dabei auch ein formschlüssiges Getriebe verwendet werden, welches diese Motorantriebseinheit formschlüssig mit einer Torwelle verbindet, die an einer Gewichtsausgleichseinrichtung angreift.
Insbesondere bei Gewichtsausgleichseinrichtungen, die Torsionsfedern oder sonstige Federelemente enthalten, kann selbst bei sorgfältigster Herstellung und Wartung nicht immer ganz ausgeschlossen werden, dass es - z.B. bei einem häufiger benutzten Tor und Materialermüdung zu einem Bruch der Feder kommt.
Solchen Fällen kann man zwar nach dem Stand der Technik durch eine Federbruchsicherung begegnen. Jedoch wirkt in der Zeit zwischen Federbruch und Wirken der Federbruchsicherung ein enormes Drehmoment auf die Torwelle, die bei Ausbildung des Torantriebes mit selbsthemmender Motorantriebseinheit und formschlüssigem Getriebe auf alle Elemente des Torantriebes übertragen wird und zu Zerstörungen des Torantriebes oder dessen Aufhängung führen kann. Dies wird durch die Überlastkupplung vermieden.
Vorteilhaft lässt ist die Überlastkupplung als Entkuppeleinrichtung ausgebildet, die sich auch manuell betätigen lässt. Damit kann neben der Überlastfunktion auch eine Notentriegelungsfunktion erreicht werden. Es ist ein kostengünstiger und kompakter Aufbau möglich.
Die Kupplung ist vorzugsweise als Axialkupplung ausgeführt. Ein Kupplungselement derselben kann sich insbesondere bei Auftreten eines Drehmomentstoßes als auch manuell betätigt in axialer Richtung bewegen, um die Kupplung aus- oder einzurücken. Die automatische Überlastbetätigung lässt sich dabei sehr einfach über schräge Flanken an einer Vorsprung-Rücksprung- Ausbildung erreichen.
Durch komplementär konisch (z.B. kreisförmig oder oval im Querschnitt) ausgebildete Vorsprünge/Rücksprünge kann auch bei der manuellen Betätigung ein Wiedereinrasten schneller und sicherer sowie genauer erfolgen. Dies konischen Flächen wirken vorteilhaft gleichzeitig als schräge Flanken zum Ausrücken der Überlastkupplung bei einem starken Drehmomentstoß. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:
Fig. 1 eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht auf ein Tor mit Torwelle und Wellentorantrieb,
Fig. 2 eine Ansicht auf einen Eckbereich des Tores von Fig. 1 vom Inneren des zu verschließenden Raumes aus gesehen, wobei der Anschluss des Wellentorantriebes an die Torwelle dargestellt ist;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Basisstruktur des
Wellentorantriebes mit Motorantriebseinheit, Abtriebswelle und Übertragungsgetriebe zwischen Abtriebswelle und Motorantriebseinheit;
Fig. 4 eine Vorderansicht auf die Basisstruktur nach Fig. 3;
Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A von Fig. 4 mit einer Entkupplungseinrichtung in eingerücktem Zustand;
Fig. 6 eine vergrößerte Detailansicht des Details C von Fig. 5;
Fig. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie B-B von Fig. 4 mit der Entkupplungseinrichtung in einem bei Überlast auftretenden ausgerücktem Zustand; und
Fig. 8 eine vergrößerte Detailansicht des Details D von Fig. 7.
In den Fig. 1 und 2 ist ein automatisch antreibbares Tor 10 mit einer Torwelle 12 und einem als Wellentorantrieb oder Direktantrieb ausgebildeten Torantrieb 14 dargestellt. Das Tor 10 weist ein in einer Führung 16 zwischen einer Schließendstellung und einer Öffnungsendstellung bewegbares Torblatt 18 auf. Die Torwelle 12 ist als Teil einer Gewichtsausgleichseinrichtung 20 ausgebildet und weist einen Kraftspeicher, hier in Form einer Torsionsfeder 22 auf, die das Gewicht des Torblattes 18 bei dessen Bewegung möglichst weit ausbalanciert. Hierzu ist die Torwelle 12 mittels eines Torgetriebes 21 getrieblich an das Torblatt 18 derart gekoppelt, dass sich die Torwelle 12 beim Bewegen des Torblattes 18 dreht. In dem dargestellten Beispiel weist das Torgetriebe 21 Seiltrommeln 24 und darauf aufwickelbare Drahtseile 26 auf.
Weiter weist das Torgetriebe 21 eine Absturzsicherung 21a auf. Die Absturzsicherung 21a weist Federbruchsicherungen 21 b auf, die an den Seiltrommeln 24 angeordnet und derart ausgebildet sind, wie dies in der DE 19855697 A1 , die hiermit durch Bezugnahme inkorporiert wird, beschrieben und gezeigt ist. Es wird für weitere Einzelheiten ausdrücklich auf die DE 19855697 A1 verwiesen.
Der Torantrieb 14 ist an ein Ende der Torwelle 12 zum drehbaren Antreiben der selben angeschlossen.
In den Fig. 1 und 2 sind weiter Wände 28 eines Gebäudes 30 gezeigt, das eine durch das Tor 10 verschließbare Toröffnung 32 aufweist. Der Torantrieb 14 wird in industrieller Großserie hergestellt und ist bei seiner Herstellung so anpassbar, dass er an unterschiedliche Tore 10 und unterschiedliche Gebäude 30 mit entsprechenden Einbausituationen anpassbar ist.
Der Torantrieb 14 weist, wie aus Fig. 2 ersichtlich, ein Antriebsgehäuse 34 auf. Das Antriebsgehäuse 34 weist mehrere Hauben oder Abdeckungen 36, 37 auf. In dem eigentlichen Antriebsgehäuse 34 sind die Antriebselemente auf einer Tragstruktur oder Basisstruktur 40 befestigt.
Die Fig. 3 bis 8 zeigen den Torantrieb 14 ohne die Abdeckungen 36 und 37, so dass die Antriebselemente und die Basisstruktur 40 ersichtlich sind. Die Basisstruktur 40 weist ein erstes Basisstrukturteil 42 und ein zweites Basisstrukturteil 44 auf, die an einer Befestigungsschnittstelle 46 miteinander lösbar verbunden sind.
Das erste Basisstrukturteil 42 ist als Grundplatte oder Basisplatte 48 ausgebildet. An der Basisplatte 48 ist eine Motorantriebseinheit 50, eine Antriebswelle 64 eines als formschlüssiges Zugmittelgetriebe 94 ausgebildeten Übertragungsgetriebes und eine Entkupplungsvorrichtung 54 befestigt.
Die Motorantriebseinheit 50 ist als Getriebemotor ausgebildet und weist ein Motorgehäuse 58, einen Elektromotor 60 und ein selbsthemmendes Schneckengetriebe 62 auf. Wie in den Fig. 5 bis 8 dargestellt, ist die Antriebswelle 64 an der Ausgangswelle 52 des Schneckengetriebes 62 angeschlossen. An der Antriebswelle 64 sitzt ein erstes Getrieberad in Form eines ersten Kettenritzels 66.
Mittels der Entkupplungsvorrichtung 54 ist das erste Kettenritzel 66 von dem Schneckengetriebe 62 entkuppelbar, so dass das erste Kettenritzel 66 im entkuppelten Zustand frei drehen kann. Hierzu weist die Entkupplungsvorrichtung 54 einen manuell durch nicht näher dargestellte Betätigungselemente drehbar betätigten Kupplungsstift 72 auf, der bei Drehung gesteuert über eine nicht dargestellte Nocke 74 axial bewegbar ist. Diese axiale Bewegung wird über eine als Hebelelement wirkende Kupplungsklaue 76 auf ein drehfest mit der Antriebswelle 64 verbundenes erstes Kupplungselement 74 übertragen, so dass das erste Kupplungselement 74 in axialer Richtung bewegbar ist.
Der erste Kupplungselement 74 ist mit dem ersten Getrieberad des Übertragungsgetriebes, d.h. in dem Ausführungsbeispiel mit dem ersten Kettenritzel 66 des Zugmittelgetriebes 94, über eine Vorsprung-Rücksprung- Ausbildung 68 in Eingriff. Die Vorsprung-Rücksprung-Ausbildung 68 weist mehrere mit radialem Abstand von der Drehachse der Antriebswelle 64 angeordnete Vorsprünge - hier in Form von Stiften 69 an dem ersten Kupplungselement 74 - und entsprechend zur Aufnahme der Vorsprünge ausgebildete Rücksprünge - hier in Form von Aufnahmeöffnungen 70 in dem als zweiten Kupplungselement der Entkupplungseinrichtung 54 dienenden ersten Ketten ritzel 66 - auf.
Durch axiale Bewegung des ersten Kupplungselements 74 können die Vorsprünge und Rücksprünge der Vorsprung-Rücksprung-Ausbildung 68 außer Eingriff gebracht werden. Demnach ist die Entkupplungseinrichtung 54 als Axialkupplung ausgebildet.
Die Entkupplungseinrichtung 54 weist eine Halteeinrichtung 77 auf, um die Vorsprung-Rücksprung-Ausbildung im Normalbetrieb in Eingriff zu halten. Die Halteeinrichtung 77 ist in dem dargestellten Beispiel als Vorspanneinrichtung zum Vorspannen der Entkupplungseinrichtung 54 in ihren eingerückten Zustand ausgebildet. Hierzu ist eine Feder 78 vorgesehen, welche das auf der Antriebswelle 64 in axialer Richtung verschiebbare erste Kupplungselement 74 in Richtung erstes Kettenritzel 66 vorspannt.
Mittels einer Bewegung der Kupplungsklaue 76 hin zu der Motorantriebseinheit 50 lässt sich das erste Kupplungselement 74 entgegen der Vorspannung durch die Feder 78 manuell axial bewegen, um so die Stifte 69 aus den Aufnahmeöffnungen 70 zu ziehen. Dies geschieht beispielsweise zum manuellen Öffnen des Tores in Not- oder Störfällen, wie beispielsweise einem Stromausfall. Das erste Kettenritzel 66 lässt sich dann frei auf der Antriebswelle 64 drehen. Dadurch ist die Blockierung der Torwelle 12 mittels des selbsthemmenden Getriebes de Motorantriebseinheit 50 aufgehoben und das Torblatt 18 kann unter Drehen der Torwelle 12 und der Getrieberäder des Übertragungsgetriebes (Zugmittelgetriebes 94) frei manuell bewegt werden.
Wird die Kupplungsklaue 79 losgelassen, so wird das erste Kupplungselement 74 wieder durch Feder 78 in Richtung erstes Kettenritzel 66 vorgespannt. Spätestens wenn sich das erste Kupplungselement 74 und das als zweite Kupplungselement wirkende erste Kettenritzel 66 relativ weiter drehen, so gelangen die Stifte 69 in eine Position, wo sie mit den Aufnahmeöffnungen 70 ausgerichtet sind; und sie rasten wieder in die Aufnahmeöffnungen ein, so dass die Axialkupplung wieder eingerückt ist.
Die Stifte 69 und die Aufnahmeöffnungen 70 haben zueinander komplementäre schräge, insbesondere konische, Oberflächen 69a. In dem Ausführungsbeispiel ist eine äußere Umfangsfläche 69a der Stifte 69 kegelstumpfmantelförmig ausgebildet. Die Innenfläche 70a der Aufnahmeöffnungen 70 ist mit entsprechend korrespondierender konischer Neigung ausgebildet.
Dies hat im wesentlichen zwei besondere Effekte. Zum einen wird durch die konische Ausbildung der Einrückvorgang erleichtert; die Stifte 69 lassen sich leichter in die Aufnahmeöffnungen 70 einführen und zentrieren sich darin selbst und sind dennoch fest und spielfrei aufgenommen. Zum anderen wird dadurch aber auch die Vorsprung-Rücksprung-Ausbildung 68 mit schrägen Flanken in Umfangsrichtung bezüglich der Drehrichtung der Antriebswelle 64 ausgebildet. Diese schrägen Flanken wirken bei einem plötzlichen starken Drehmomentstoß als Keile oder schiefe Ebenen und drücken das erste Kupplungselement 74 entgegen der Vorspannung der Feder 78 aus dem Eingriff mit dem ersten Kettenritzel 66.
Ein Zustand nach dem automatischen Entkuppeln der Entkupplungseinrichtung 54 aufgrund eines starken Drehmomentstoßes ist in den Fig. 7 und 8 dargestellt.
Aufgrund der Ausbildung mit schrägen Flanken in Umfangsrichtung bildet die als Axialkupplung ausgebildete Entkupplungseinrichtung 54 gleichzeitig eine Überlastkupplung 79, die bei dem hier dargestellten Tor 10 mit Federbruchsicherung 21b sehr vorteilhaft ist, wie im folgenden unter Bezug auf die Fig. 1 und 2 näher erläutert wird.
Bei einem Bruch der Torsionsfeder 22 bei einer angehobenen Stellung des Torblattes 18 droht ein Absturz des Torblattes. Daher ist die Federbruchsicherung21 b vorgesehen, um das Torblatt 18 vor einem Absturz zu bewahren. Ist der Torantrieb 14 jedoch angeschlossen, so wirkt das Schneckengetriebe 62 in der Motorantriebseinheit 50 selbsthemmend. Diese hinsichtlich eines Einbruchschutzes oder dergleichen eigentlich zu begrüßende Eigenschaft bewirkt jedoch im Falle eines Federbruches der Torsionsfeder 22 eine hohe Belastung, da das dann auf der Torwelle lastende hohe Drehmoment unmittelbar auf das Zugmittelgetriebe 94 übertragen wird. Da dieses als formschlüssiges Getriebe ausgebildet ist, wird die gesamte Last auf die Motorantriebseinheit 50 übertragen.
Wenngleich die Federbruchsicherung 21b sehr schnell wirkt, könnte der bis zum Einsetzen der Wirkung auf den Torantrieb 14 lastende starke Drehmomentstoß zu Zerstörungen führen. Dies wird durch Ausbildung der Entkupplungseinrichtung 54 als Überlastkupplung 79 vermieden.
Die Drehmomentschwelle, ab der die Überlastentkupplung 79 auslöst, lässt sich über die Auslegung der Steigung der schrägen Flanken (hier der konischen Flächen 69a, 70a), durch Auslegung der Feder 78 und/oder durch Auswahl von Materialien und/oder eventuell Schmiermitteln beeinflussen und einstellen.
Wenngleich bezüglich Vermeidung einer Überlast ein rein kraftschlüssiges oder reibschlüssiges Getriebe als Übertragungsgetriebe vorteilhafter wäre, ist bei dem hier vorgeschlagen Torantrieb 14 der gesamte Übertragungsstrang formschlüssig ausgebildet. Dies hat neben Vorteilen beim Einbruchschutz und sicherer Kraftübertragung noch den weiteren erheblichen Vorteil, dass am Torantrieb 14 selbst sicher und eindeutig durch Drehwinkelerfassung eine Stellung des Torblattes 18 feststellbar und erfassbar ist. Hierdurch lässt sich, wie dies im Stand der Technik gut bekannt ist, eine exakte Steuerung der automatisch angetriebenen Torbewegung erreichen.
Zur Positionserfassung weist der Torantrieb 14 einen nicht näher dargestellten Positionsgeber auf, der mittels eines Ritzels formschlüssig mit einer Antriebskette 96 des als Kettengetriebe ausgeführten Zugmittelgetriebes 94 kämmt. Auch bei Entkupplung bleibt das Ritzel des Positionsgebers somit mit einer Abtriebswelle 80 des Zugmittelgetriebes 94 getrieblich in Verbindung, so dass sich deren Drehwinkelposition und somit die Position des angeschlossenen Torblattes 18 stets bestimmen lässt. Der Positionsgeber ist als Absolutwertgeber ausgebildet, welcher die absolute Drehwinkelposition an eine nicht dargestellte Steuerung des Torantriebes 14 liefert. Solche Absolutwertgeber sind bekannt und auf dem Markt in unterschiedlichen Ausführungen erhältlich.
Bei einer hier nicht näher dargestellten Ausführungsform, bei der der Positionsgeber an der Motorantriebseinheit angeordnet ist, ist ein Entkuppelsensor, der einen Entkupplungsvorgang (sei es manuell, sei es automatisch bei Überlast) erfasst, vorgesehen, wobei die Steuerung derart ausgebildet ist, dass bei Erhalt eines Signals des Entkuppelsensors, welches einen nach einem Entkuppelvorgang erneut wieder hergestellten Kupplungszustand angibt, eine Referenzfahrt für das Tor 10 durchführt, in der die Position, insbesondere die Endstellungen des Torblattes 18 eingelernt werden.
Bei der bevorzugten Ausführungsform mit der im Antriebsstrang von der Motorantriebseinheit zur Abtriebswelle hinter der Entkupplungsvorrichtung 54 vorgesehenem Positionsgeber gibt der Positionsgeber nach einem ersten Einlernen nach Inbetriebnahme stets die absolute Position des Torblattes 18 an, so dass eine Referenzfahrt nach Entkupplung und im Prinzip auch ein Entkuppelsensor entbehrlich ist.
Im folgenden wird der weitere Aufbau des Torantriebes anhand der Darstellungen der Fig. 3 bis 8 näher erläutert.
Das zweite Basisstrukturteil 44 ist ebenfalls als Platte ausgebildet, die über die Befestigungsschnittstelle 46 mit der Basisplatte 48 verbindbar ist. Das zweite Basisstrukturteil 44 weist die Abtriebswelle 80 des TorantriebesH auf, welche an einem mit bestimmten radialen Abstand von der Antriebswelle 64 angeordnetem Lager 82 drehbar gelagert ist. Die Abtriebswelle 80 weist an einer Seite als Wellenanschlusselement eine Wellenkupplung 84 mit einem Anschlussteil 86 auf, welches auf das Ende der Torwelle 12 aufgesetzt werden kann. Ein radial nach innen weisender Vorsprung 88 greift beim Aufsetzen auf eine an der Torwelle 12 vorhandene Längsnut 90 (Fig. 2) ein, so dass das Anschlussteil 86 drehfest auf der Torwelle 12 sitzt.
An dem anderen Ende weist die Abtriebswelle 80 ein zweites Getrieberad, hier in Form eines zweiten Kettenritzels 92, auf. Die beiden Getrieberäder an der Antriebswelle 64 und der Abtriebswelle 80 sind über das Zugmittelgetriebe 94 miteinander formschlüssig getrieblich verbindbar. Das Zugmittelgetriebe 94 weist in der hier dargestellten Ausführungsform eine Antriebskette 96 auf.
Zur Befestigung des zweiten Basisstrukturteiles 44 weist das erste Basisstrukturteil 42 zwei Öffnungen 98, 99 auf, die Befestigungsschnittstelle 46 an dem zweiten Basisstrukturteil 44 weist mit entsprechendem Abstand wie die Öffnungen 98, 99 versehene Öffnungen 100, 101 auf. Durch diese Öffnungen 98 bis 101 reichen Schraubbefestiger 102, um die beiden Basisstrukturteile 42, 44 aneinander zu befestigen.
Sowohl das erste als auch das zweite Basisstrukturteil 42, 44 ist mit einem abgewinkelten, beispielsweise umgebogenen Randbereich 104, 105 versehen. An der Befestigungsschnittstelle 46 greifen die beiden Basisstrukturteile 42, 44 mit ihren abgewinkelten Randbereichen 104, 105 teleskopartig ineinander. Die Öffnungen an einem der beiden Basisstrukturteile 44, 42, sind als Langlöcher ausgeführt. In dem hier dargestellten Beispiel sind die Öffnungen 100, 101 an dem zweiten Basisstrukturteil als solche Langlöcher 106, 108 ausgeführt. Die Langlöcher 106, 108 haben eine Breite, die kleiner als der Durchmesser der kreisrunden Öffnungen an dem anderen Basisstrukturteil ist.
Ein Torantriebssystem zum Herstellen eines derartigen Torantriebes 14 weist ein in industrieller Großserie stets gleich herstellbares erstes Basisstrukturteil 42 auf, das, bereits mit allen entsprechenden Antriebselementen - hier zum Beispiel: Motorantriebseinheit 50, (nicht dargestellter) Elektroeinheit, Entkupplungsvorrichtung 54, Entkuppelsensor 56, Antriebswelle 64 mit ersten Kettenritzel 66 - versehen ist und vorzugsweise fertig montiert ist. Das Torantriebssystem weist weiter ein Sortiment unterschiedlicher zweiter Basisstrukturteile auf. Das zweite Basisstrukturteil 44 ist somit als austauschbares Abtriebsmodul ausgebildet. Für nähere Einzelheiten hierzu wird auf die (nicht vorveröffentlichte) deutsche Patentanmeldung 10 2008 034 359.5 verwiesen, die Teil der hiesigen Offenbarung darstellt.
Bezugszeichenliste:
10 Tor
12 Torwelle
14 Torantrieb
15 Torantriebsbefestigung
16 Führung
18 Torblatt
20 Gewichtsausgleichseinrichtung
21 Torgetriebe
21a Absturzsicherung
21 b Federbruchsicherung
22 Torsionsfeder
24 Seiltrommel
26 Drahtseile
28 Wand
30 Gebäude
32 Toröffnung
34 Antriebsgehäuse
36 Abdeckung
37 Abdeckung
40 Basisstruktur
42 erstes Basisstrukturteil
44 zweites Basisstrukturteil
46 Befestigungsschnittstelle
48 Basisplatte
50 Motorantriebseinheit
52 Ausgangswelle
54 Entkupplungsvorrichtung
58 Motorgehäuse
60 Elektromotor
62 Schneckengetriebe (Motorgetriebe)
64 Antriebswelle
66 erstes Ketten ritzel (Getrieberad) Vorsprung-Rücksprung-Ausbildung
Stift (Vorsprung) a konische Außenfläche
Aufnahmeöffnung (Rücksprung)a konische Innenfläche
Kupplungsstift erstes Kupplungselement
Kupplungsklaue
Halteeinrichtung
Feder
Überlastkupplung
Abtriebswelle
Lager
Wellenkupplung
Anschlussteil
Vorsprung
Längsnut zweites Kettenritzel
Zugmittelgetriebe
Antriebskette
Öffnung an dem ersten Basisstrukturteil
Öffnung an dem ersten Basisstrukturteil0 Öffnung an dem zweiten Basisstrukturteil1 Öffnung an dem zweiten Basisstrukturteil2 Schraubbefestiger 4 abgewinkelter Randbereich 5 abgewinkelter Randbereich 6 Langloch 8 Langloch

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Wellentorantrieb (14) zum Anschließen an eine mit einer Gewichtsausgleichseinrichtung (20) verbundene Torwelle (12) eines anzutreibenden Tores (10), welche Torwelle (12) getrieblich mit einem anzutreibenden Torblatt (18) verbunden ist, mit einer Motorantriebseinheit (50) und einem Wellenanschlusselement (84, 86) zum Anschließen des
Wellentorantriebes (14) an die Torwelle (12), wobei das Wellenanschlusselement
(84, 86) mittels eines formschlüssigen Übertragungsgetriebes (94) an die
Motorantriebseinheit (50) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorantriebseinheit (50) einen Motor (60) und ein selbsthemmendes
Motorgetriebe (62) aufweist und dass eine Überlastkupplung (79) zur Entkupplung des Wellenanschlusselements
(84, 86) von der Motorantriebseinheit (50) vorgesehen ist, um bei einem
Überschreiten einer Drehmomentschwelle ein Entkuppeln herbei zuführen.
2. Wellentorantrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Überlastkupplung (79) sowohl durch ein eine Drehmomentschwelle übersteigendes Überlastdrehmoment automatisch als auch durch manuelle Betätigung entkuppelbar ist, um das Torblatt (18) in Not- oder Störfällen manuell zu bewegen.
3. Wellentorantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlastkupplung (79) als Axialkupplung ausgeführt ist.
4. Wellentorantrieb nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass drehbar angeordnete Kupplungselemente (74, 66) der Überlastkupplung (79) über eine Vorsprung-Rücksprung-Ausbildung (68) mit bezüglich ihrer Drehrichtung in Umfangrichtung weisenden schrägen Flanken (69a, 70a) in Eingriff sind.
5. Wellentorantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprung-Rücksprung- Ausbildung (68) als Vorsprung einen Stift (69) an einem der Kupplungselemente (74) und als Rücksprung eine entsprechend zur Aufnahme des Stiftes ausgebildete Ausnehmung oder Aufnahmeöffnung (70) an dem anderen der Kupplungselemente (66) aufweist.
6. Wellentorantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift (69) und die Aufnahmeöffnung (70) einen etwa kreisförmig oder ovalen Querschnitt haben und dass eine äußere Umfangsfläche (69a) des Stiftes (69) kegelstumpfmantelförmig ausgebildet ist und dass eine in Umfangrichtung verlaufende Innenfläche (70a) der Aufnahmeöffnung (70) entsprechend konisch geformt ist.
7. Wellentorantrieb nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprung-Rücksprung-Ausbildung (68) mehrere ineinandergreifende Vorsprünge aufweist.
8. Wellentorantrieb nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Halteeinrichtung (77) vorgesehen ist, um die Vorsprung-Rücksprung- Ausbildung (68) bis zu einer bestimmten Drehmomentschwelle lösbar in Eingriff zu halten, so dass bei Überschreiten der Drehmomentschwelle eine Entkupplung erfolgt.
9. Wellentorantrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung eine Vorspanneinrichtung (78) aufweist, um die Vorsprung-Rücksprung-Ausbildung (68) in ihre Eingriffstellung vorzuspannen.
10. Wellentorantrieb nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlastkupplung (79) an einer motorseitigen Antriebswelle (64) des Übertragungsgetriebes (94) angeordnet ist.
11. Wellentorantrieb nach Anspruch 10 und nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Kupplungselement (74) drehfest mit einer Abtriebswelle der Motorantriebseinheit (50) verbunden ist und ein zweites Kupplungselement durch ein Eingangsgetrieberad, insbesondere ein erstes Kettenrad (66), des Übertragungsgetriebes (94) gebildet ist.
12. Tor (10) mit einem nach oben bewegbaren Torblatt (18), einer Torwelle (12), die mit einer Gewichtsausgleichseinrichtung (20) zum
Ausgleichen des Gewichts des Torblattes (18) verbunden ist mit dem Torblatt
(18) getrieblich gekoppelt ist, einer Absturzsicherung (21a) zur Vermeidung eines Abstürzen des Torblattes
(18) bei Versagen der Gewichtsausgleichseinrichtung (20), dadurch gekennzeichnet, dass ein Wellentorantrieb (14) nach einem der voranstehenden Ansprüche zum direkten Drehantrieb der Torwelle (12) an die Torwelle angeschlossen ist.
17
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