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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb für den Schrankenbaum einer Schranke,
dessen freies Ende in geschlossener Lage der Schranke in einem Ring
oder dergleichen Aufnahme findet.
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Derartige
Antriebe und Schranken sind bekannt und werden bevorzugt dort eingesetzt,
wo Zerstörungen
durch Vandalismus zu befürchten
sind. Dadurch, dass die Spitze des Schrankenbaums in geschlossener
Lage der Schranke im Inneren eines Ringes oder dergleichen angeordnet
ist, besteht kaum die Möglichkeit,
die Schranke gewaltsam öffnen
zu können.
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Es
sind Antriebe für
den Schrankenbaum einer Schranke bekannt, bei denen der Schrankenbaum
in seiner Horizontallage auch axial gerichtete Bewegungen ausführen kann,
und zu diesem Zweck werden entweder Zahngestänge eingesetzt, die mit Ritzel
am Schrankenbaum zusammenwirken (
DE 260 658 A ;
US
1 911 405 ) also zusätzliche
mechanische Teile, die dem Vandalismus ausgesetzt werden könnten, oder
es ist ein Schrankenantrieb erforderlich, bei dem Betätigungsteile
des Antriebs oberhalb des horizontal ausgerichteten Schrankbaums
angeordnet sind (
EP
339 581 A1 ), was in der Praxis häufig nicht erwünscht ist.
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Die
vorliegende Erfindung befasst sich mit dem Problem, Schranken dieser
Art zu verbessern, indem sichergestellt wird, dass das freie Ende
des Schrankenbaums genügend
weit im Inneren des Ringes angeordnet ist und eine betriebssichere
Verriegelung des Schlagbaums gegen unbeabsichtigte Öffnung sichergestellt
wird.
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Erreicht
wird dies durch die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale.
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Bei
dem Schrankenantrieb gemäß der Erfindung
wird eine drehbar gelagerte Kettenradscheibe als Kurbel eines Kurbelgetriebes
eingesetzt. Von dieser Kurbelscheibe wird die Bewegung über eine Pleuelstange
oder zwei Pleuelstangen (Koppel) auf den Schwenkhebel am Schlagbaum
umgesetzt. Es handelt sich hierbei also um eine Art Kurbelgetriebe als
Schrankenantrieb.
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Bei
Schrankenantrieben werden bislang Getriebemotoren eingesetzt, die
im Getriebe eine Kupplung haben. Tritt ein Sonderfall im Schrankenbetrieb ein,
also arbeitet der Motor nicht oder soll die Schranke von Hand geöffnet werden,
so wird diese Kupplung betätigt,
so dass nunmehr der Schrankenmechanismus von dem Antrieb bzw. der Antriebswelle abgekuppelt
ist, damit eine Bewegung des Schrankenbaums von Hand möglich ist.
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Bei
der vorliegenden Erfindung kann ein Getriebemotor eingesetzt werden,
der nicht über
eine interne Kupplung verfügt.
Statt dessen wird ein Kettenrad zunächst freidrehend auf die Ausgangswelle
des Getriebes gesetzt und über
eine Kupplungsscheibe mit der Ausgangswelle des Getriebes verbunden. Wird
die Kupplung etwa über
ein Handrad getrennt, so kann der Schrankenbaum von Hand bewegt
werden, ohne dass der Motor hierzu eingesetzt wird bzw. die Motorwelle
gedreht werden muss. Mit Hilfe des Handrades und der Kupplungsscheibe
werden die Stirnseite der Ausgangswelle des Getriebes und die des
Kettenrades über
Nuten und Vorsprünge
miteinander gekuppelt. Die Kupplungsscheibe wirkt also als ein-
und ausrückbarer
Drehmomentübertrager.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise
erläutert.
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1 zeigt
eine schematische Darstellung eines Schrankenantriebes gemäß der Erfindung
in doppelt verriegelter Lage des Schrankenbaums, also über einen
Kurbeltrieb und die Schrankenbaumspitze verriegelt.
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2 zeigt
eine schematische Darstellung eines Schrankenantriebes gemäß der Erfindung
in einfach verriegelter Lage des Schrankenbaums, also nur über den
Kurbeltrieb verriegelt.
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3 zeigt
eine schematische Darstellung eines Schrankenantriebes gemäß der Erfindung
mit geöffneter
Schranke.
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In
der 1, die in Seitenansicht den Antriebsmechanismus
für eine
Schranke zeigt, ist mit 10 die geometrische Achse des Schrankenbaums
bezeichnet. In der geschlossenen Lage nimmt diese Achse 10 bzw.
der Schrankenbaum eine horizontale Lage ein. In den Figuren ist
das freie Ende des Schrankenbaums nicht gezeigt. Lediglich die horizontale
Schwenkachse bzw. der Anlenkpunkt 9 ist zu erkennen, es
handelt sich hierbei um diejenige horizontale Achse, um die der
Schrankenbaum 10 aus der in den 1 und 2 gezeigten
Lage heraus in die geöffnete
vertikale Lage (3) verschwenkt werden kann.
Diese Lage ist in 1 in unterbrochenen Linien angedeutet
worden.
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Der
Schrankenbaum ist bei Betrachtung der 1 oberhalb
und unterhalb der Papierebene gelagert, wie dies üblich ist.
Das Lager selbst ist am oberen Ende einer nach oben gerichteten
Antriebsstandsäule 40 befestigt.
Die Antriebsstandsäule 40 ist
im Wesentlichen rohrförmig
ausgebildet und in ihrem unteren Bereich auf einer Platte so gelagert,
dass die Antriebssäule 40 Schwenkbewegungen
ausführen kann.
Die geometrische Achse der Schwenkbewegung ist mit 41 bezeichnet,
sie ist horizontal ausgerichtet, d.h. sie steht senkrecht auf der
Papierebene. Diese Lagerung der Antriebsstandsäule 40 ermöglicht,
dass die Umlenkachse 9 des Schrankenbaums 10 Bewegungen
auf einem Kreisbogen ausführen kann,
dessen Radius durch den Abstand zwischen der Achse 41 und
der Umlenkachse 9 gegeben ist. Zweck und Art der Durchführung dieser
Schwenkbewegung werden später
erläutert.
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Der
Schrankenbaum 10 ist mit einem Steuerhebel 11 verbunden,
wobei es sich um einen gewinkelten Hebel bzw. die so genannte Schwinge
eines Kurbelgetriebes handelt. An seinem freien oberen Ende ist
die Schwinge 11 um eine Anlenkachse 60 gelenkig
mit zwei Pleuelstangen bzw. den Koppelteilen 12 des Kurbeltriebes
verbunden, wobei diese zueinander identisch ausgebildet sind, so
dass in 1 nur eines der beiden Teile
zu erkennen ist.
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Die
Koppelteile 12 haben im Wesentlichen die längliche
Form eines Hebels. Sie sind in unteren Bereich gewunden ausgeführt und
mit einer Ausnehmung versehen.
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Am
unteren Ende sind die Koppelteile 12 mit einer Kettenradscheibe 13 gelenkig
verbunden. Es handelt sich hierbei um eine Treibscheibe, also die angetriebene
Scheibe und zugleich die Kurbel eines Kurbelgetriebes. Die Elemente 13, 131, 61,12, 11 und 9 bilden
also einen Kurbelantrieb für
die Schwenkbewegungen des Schrankenbaums 10, wobei aus
der Drehbewegung der Treibscheibe 13 heraus die entsprechende
Schwenkbewegung für
den Schrankenbaum hergeleitet wird.
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Bei
bekannten Antrieben dieser Art ist die Kettenradscheibe 13 nicht
zugleich als Kurbelhebel ausgebildet, sondern dient lediglich zur
Kraftübertragung
auf eine Welle mit separater Kurbelschwinge deren Schwenkbewegungen
an ihrem freien Ende aus einer Drehbewegung der Übertragungswelle hergeleitet
werden.
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Die
Kettenradscheibe 13 ist bei der vorliegenden Erfindung
auf einer horizontal ausgerichteten Welle 131 befestigt,
die ihrerseits in zwei Seitenteilen 14 einer Antriebskonsole
gelagert ist. Es sind zwei Seitenteile 14 von identischer
Form vorgesehen, die eine oberhalb und die andere unterhalb der
Zeichnungsebene bzw. vor der Kettenradscheibe 13 sowie dahinter.
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Mit
der Kettenradscheibe 13 wirkt eine endlose Kette 15 zusammen,
die über
ein ortsfestes Kettenrad 16, ein verschwenkbares Kettenrad 17,
ein ortsfestes Antriebsritzel 18 eines Motors und von dorther
wieder zurück
zur Kettenradscheibe 13 geführt ist. Es ist ersichtlich,
dass über
das Antriebsritzel 18 die Kette 15 in die eine
und in die andere Richtung gezogen werden kann, so dass die Kettenradscheibe 13 Bewegungen
im Uhrzeigersinn und entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn durchführen kann.
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Das
Kettenrad 16 ist an der Antriebsstandsäule 40 ortsfest gelagert.
An der gleichen Stelle ist ein Schwenkhebel 19 angelenkt,
der Schwenkbewegungen um die Achse des Kettenrades 16 ausführen kann.
Am freien Ende des Schwenkhebels 19 ist ein weiterer Kettenzug 20 befestigt,
wobei dessen Funktion und Anordnung später beschrieben wird.
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An
dem Schwenkhebel 19 ist mit einem gewissen Abstand zur
Schwenkachse des Kettenrades 16 das Kettenrad 17 drehbar
gelagert, wobei dieses Kettenrad 17 im Raum beweglich ist,
und zwar wenn sich der Schwenkhebel 19 bewegt. Im Bereich
des freien Endes des Schwenkhebels 19 ist ein Schalter angeordnet,
der in Abhängigkeit
von der Lage des Schwenkhebels 19 einen elektrischen Kontakt öffnen oder
schließen
kann. In der in 1 gezeigten Lage sorgt dieser
lageabhängige
Schalter dafür,
dass die Stromzufuhr zum Motor unterbrochen ist, u.a. deshalb weil
der Schwenkvorgang des Schrankenbaums 10 beendet ist und
dieser doppelt verriegelt worden ist.
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Der
Kettenzug 20 am Schwenkhebel 19 führt über ein
ortsfest angeordnetes Kettenrad 210. Am anderen Ende des
Kettenzuges ist eine Zugfeder 21 angebracht. Es ist zu
erkennen, dass in der in 1 gezeigten Lage der Schwenkhebel 19 das
Kettenrad 210 in eine Lage gedreht hat, die der doppelten
Verriegelung des Schrankenbaums 10 entspricht, wobei dieser
Vorgang gegen die Einwirkung der Feder 21 erfolgte.
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Am
Kettenrad 210 ist an einem Anlenkpunkt eine Übertragungsstange 30 befestigt,
die ihrerseits am freien Ende bei 90 an der Antriebssäule 40 angelenkt
ist. Es ist hieraus zu erkennen, dass durch eine Drehung des Kettenrades 210 entgegen
der Uhrzeigerrichtung über
die Übertragungsstange 30 eine Kraft
auf die Antriebssäule 40 ausgeübt wird,
so dass die Antriebssäule 40 eine
Schwenkbewegung um die Achse 41 im Gegenuhrzeigersinn ausübt.
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Die
beiden Seitenteile 14 der Antriebskonsole sind am unteren
Ende über
die Bodenplatte 141 zusammengeführt und miteinander verbunden,
so dass insgesamt gesehen eine U-förmige Antriebskonsole entsteht.
Im unteren Bereich, im Grund des "U",
ist die Bodenplatte 141 der Antriebskonsole ortsfest mit
einer Ankerplatte 142 verschraubt. Die Ankerplatte 142 ist
am Fundament 50 starr befestigt, allerdings sind die beiden
Platten 141 und 142 über einen Schaumkörper 148 zueinander
nachgiebig befestigt. Es ist ersichtlich, dass die Antriebskonsole bestehend
aus den Seitenteilen 14 und der Bodenplatte 141 Schwenkbewegungen
durchführen
kann, und zwar um eine Achse bei 143. Es wird nachfolgend
noch beschrieben, welche Bedeutung diese Schwenkbewegung hat.
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In 2 sind
die einzelnen Elemente des Schrankenantriebs in einer so genannten
einfach verriegelten Lage, bzw. in 3 bei geöffneter Schranke
gezeigt. Dabei sind die entsprechenden Bezugszahlen verwendet worden.
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Nachfolgend
wird das Verfahren der Verschwenkung des Schrankenbaums 10 beschrieben, und
zwar ausgehend von der 1, die die doppelt verriegelte
Lage des Schrankenbaums 10 wiedergibt.
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Der Öffnungsvorgang
beginnt damit, dass der Motor eingeschaltet wird, d.h. das Antriebsritzel 18 im
Gegenuhrzeigersinn gedreht wird. Dadurch wird die Lose in der Kette 15,
die in 1 linksseitig zu erkennen ist, beseitigt, und
der Schwenkhebel 19 führt
eine nach oben gerichtete Schwenkbewegung durch. Die Ursache für diese
Bewegung ist die Zugkraft der Feder 21, die über die
Kette 20 wirksam wird. Durch diese Bewegung der Kette 20 wird
das Kettenrad 210 im Gegenuhrzeigersinn gedreht und die Übertragungsstange 30 wird
nach links gezogen. Da die Stange 30 über die Anlenkstelle 90 mit
der Standsäule 40 verbunden
ist, führt
die Standsäule 40 eine
Schwenkbewegung um die Anlenkachse 41 im Gegenuhrzeigersinn
aus. Dies bedeutet, dass die Anlenkachse 9 des Schrankenbaums 10 eine
Bewegung auf einem Kreisbogen ausführt.
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Diese
Schwenkbewegung der Säule 40 wird über einen
Lenker 70 auch auf die Seitenteile 14 der Antriebskonsole übertragen.
Der Lenker 70 ist sowohl an der Säule 40 am Anlenkpunkt 60,
als auch an der Achse 131 des Kettenrades 13 angelenkt.
Die Folge der Bewegung des Lenkers 70 ist eine Verschwenkung
der Seitenteile 14 um die Schwenkachse 143 im
Gegenuhrzeigersinn. Die sich ergebenden Verhältnisse und Lage der einzelnen
Teil zueinander sind in 2 wiedergegeben.
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Wesentlich
für die
vorliegende Erfindung sind aber auch noch Bewegungen des Kurbelgetriebes 13, 131, 61, 12, 11 und 9.
Durch den Lenker 70 übt
die Schwinge 11 eine solche Bewegung aus, dass der Schrankenbaum 10 im
Ergebnis zunächst so
bewegt wird, dass die Endpunkte seiner geometrischen Längsachse
dabei auf der gleichen geodätischen
Höhe verbleiben.
Dies bedeutet, dass die geometrische Achse des Schrankenbaumes 10 ihre
horizontale Ausrichtung nicht verlässt. Dies macht sich dadurch
bemerkbar, dass die nicht gezeigte Spitze des Schrankenbaums 10 sich
tatsächlich
auf der geometrischen Achse des Schrankenbaums bewegt und nicht
etwa nach oben oder unten gerichtete Lageänderungen ausübt, d.h.,
dass der Schrankenbaum 10 keine Nickbewegungen ausführt.
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Der
weitere Vorgang des Öffnens
der Schranke führt
nun dazu, dass die Koppelteile 12 über die Kettenradscheibe 13 ihre
nach unten gerichteten Bewegungen ausführen und dass durch diese Bewegungen
der Schrankenbaum 10 in die in 3 gezeigte
geöffnete
Lage überführt wird.
Dieser Öffnungsvorgang
wird dadurch beendet, dass ein Endlagenschalter diese Lage anzeigt
und den Motor abschaltet.
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Beim
Schließvorgang
wird, ausgehend von der 3, der Motor so angesteuert,
dass das Antriebsritzel 18 im Uhrzeigersinn gedreht wird
und diese Bewegung über
die Kette 15 auf die Kettenradscheibe 13 übertragen
wird. Die Drehbewegung der Kettenradscheibe 13 wird so
lange durchgeführt
bis die Koppelteile 12 in ihrem unteren Bereich bei 100 an
den Anschlag des Lenkers 70 anschlagen (2).
Diese Anschlaglage ist so gewählt
worden, dass die Elemente 13, 131, 61, 12, 60 und 11 in
ihrer oberen Totlage angelangt sind, d.h. dass die geometrische
Achse 131 der Lagerung der Scheibe 13, die Anlenkachse 61 für die Koppel 12 und
die Anlenkachse 60 für
die Schwinge 11 in einer gemeinsamen Ebene liegen.
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Wenn
der Schrankenbaum beim Schliessen festgehalten wird oder auf ein
Hindernis aufschlägt, spricht
ein Meldekontakt oder druckabhängiger Schalter 150 an
und sorgt dafür,
dass der Motor umgesteuert wird und die Schranke wieder öffnet. Dieser
Kontakt ist gemäß der Erfindung
seitlich am Anker 142 angeordnet. Bei nachgeben des Schaumkörpers durch
vertikale Überlast
wird der Kontakt durch den Fuß 141 der
Antriebskonsole betätigt.
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Selbst
wenn die obere Totlage an Anschlag 100 gemäß 2 erreicht
worden ist, wird der Motor noch nicht abgeschaltet. Durch die weitere
Drehung des Antriebsritzels 18 werden aber die Kettenräder 16 und 17 nicht
weiter gedreht. Da das Kettenrad 16 ortsfest gehaltert
ist und das Kettenrad 17 verschwenkbar auf dem Hebel 19 angeordnet
ist, führt die
Zugbewegung über
die Kette 15 zu einer Verschwenkung des Hebels 19 im
Gegenuhrzeigersinn nach unten. Durch diese Schwenkbewegung wird das
Kettenrad 210 in Drehung versetzt und über die Antriebsstange 30 wird
die Antriebsäule 40 in
die vertikale Ausrichtung gebracht. Über den Lenker 70 wird gleichzeitig
die Antriebskonsole mit den Seitenteilen 14 ebenfalls in
die vertikale Ausrichtung gezogen, so wie sie in 1 gezeigt
ist. Dies ist der Punkt, zu dem der Motor über den nachlaufenden Schwenkhebel 19 abgeschaltet
wird. Die in 1 gezeigte Lage stellt eine
Art doppelter Verriegelung des Schrankenbaums 10 dar: Einmal über das
Kurbelgetriebe 13, 131, 61, 12, 60, 11, 9 und über den
Anschlag 100 zwischen dem Lenker 70 und den Koppelteilen 12,
sowie über
die in den gesicherten Bereich eingeschobene Schrankenbaumspitze.
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Zu
diesem Zeitpunkt befindet sich also das freie Ende des Schrankenbaums 10 im
gesicherten Bereich, d.h. dem Inneren einer Ausnehmung, beispielsweise
eines kreisförmigen
Ringes, welcher die Schrankenbaumspitze mit geringem Abstand umgibt. So
dass selbst mit größter vandalistischer
Kraftanstrengung der Schrankenbaum aus dieser Lage nicht herausgebracht
werden kann.