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Die
Erfindung betrifft eine Windenergieanlage mit einem bezüglich
einer Rotorachse drehbaren Rotor und einer zum Arretieren des Rotors
in mindestens einer Drehstellung betreibbaren Arretierungseinrichtung,
die ein zumindest mittelbar drehfest mit dem Rotor verbundenes Arretierungselement
und ein bezüglich Drehungen um die Rotorachse arretiertes weiteres
Arretierungselement aufweist, wobei die Arretierungselemente durch
eine Translationsbewegung eines Arretierungselements bezüglich
dem anderen Arretierungselement aus einer Freigabestellung in eine
Arretierungsstellung überführt werden können,
in der die Arretierungselemente vorzugsweise formschlüssig
ineinandergreifen.
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Windenergieanlagen
bestehen in der Regel aus einem Turm, einer auf dem Turm montierten
und um eine etwa vertikal verlaufende Drehachse verdrehbaren Gondel
sowie einem um eine üblicherweise etwa in Horizontalrichtung
verlaufende Rotorachse drehbar an der Gondel befestigten Rotor.
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Der
Rotor herkömmlicher Windenergieanlagen umfaßt
eine Rotornabe sowie üblicherweise eine Mehrzahl von zwei,
drei, vier oder mehr Rotorblättern, wobei sich die Rotorblätter
ausgehend von der Rotornabe in radialer Richtung bezüglich
der Rotorachse erstrecken. Zur Anpassung der Rotoreigenschaften
an die jeweils vorherrschenden Windbedingungen sind die Rotorblätter üblicherweise
bezüglich radial zur Rotorachse verlaufenden Drehachsen
verdrehbar. Dazu sind in der Rotornabe Hydraulikzylinder und/oder
Stellmotoren mit entsprechenden Getrieben angebracht. Diese Stellmotoren
sowie dem Rotor nachgeschaltete Getriebe und Generatoren, die ebenfalls üblicherweise
auf der Gondel angebracht sind, stellen eine Fehlerquelle während
des Betriebs der Windenergieanlage dar. Zur Reparatur und Wartung
muß entsprechendes Personal die in oder in der Nähe
der Rotornabe angeordneten Anlagenelemente erreichen können.
Zu diesem Zweck und zur Vermeidung einer Beschädigung der
Windenergieanlage muß der Rotor angehalten und arretiert werden.
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Gemäß den
einschlägigen Richtlinien zur Zertifizierung von Windenergieanlagen
und zur Gewährleistung der Arbeitssicherheit muß die
Möglichkeit einer formschlüssigen Arretierung
und Stillsetzung des Triebstrangs vorgesehen sein. Dieser besteht
bei konventionellen Windenergieanlagen aus Rotor, Rotornabe, Rotorwelle,
Rotorlagerung, Getriebe, Kupplung und Bremse zwischen Getriebe und Generator
sowie dem Generator. Bei getriebelosen Windenergieanlagen besteht
der Triebstrang aus Rotor, Rotornabe, Rotorlagerung, Generator und
Rotorbremse. Dazu werden üblicherweise Bolzen oder Blockiereinrichtungen
verwendet, die in drehfest mit dem Rotor verbundene und üblicherweise
koaxial dazu angeordnete Scheiben eingelegt werden. Herkömmliche
Arretierungsbolzen sind bezüglich Drehungen um die Rotorachse
arretiert und stützen sich in der entsprechenden Drehrichtung
auf der Rahmenkonstruktion der Windenergieanlage ab, um so eine
formschlüssige Arretierung bezüglich Drehungen
um die Rotorachse zusammenwirkend mit den drehfest mit dem Rotor
verbundenen Scheiben bewirken zu können. Zum Erreichen
einer Arretierungsstellung werden die Bolzen herkömmlicher
Arretierungseinrichtungen manuell oder hydraulisch längs der
etwa parallel zur Rotorachse verlaufenden Bolzenachse zwischen einer
Freigabestellung und einer Arretierungsstellung, in der die Bolzen
eine die Scheiben durchsetzende Ausnehmung durchsetzen, verstellt.
Zum Erhalt der vorgeschriebenen Arretierung werden die Rotoren der
Windenergieanlagen über eine aerodynamische und/oder mechanische Bremse
bis zum Stillstand abgebremst. Dann wird der Arretierungsbolzen
in die Arretierungsstellung verschoben, in der er die in der Scheibe
vorgesehene Ausnehmung durchsetzt.
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Moderne
Windenergieanlagen weisen einen Turm mit einer Höhe von
100 m oder mehr und einen Rotor mit einem Rotordurchmesser von ebenfalls 100
m oder mehr auf. Mit diesen Windenergieanlagen können Nennleistungen
von mehreren Megawatt erzeugt werden. Die zur Arretierung entsprechender Rotoren
eingesetzten Arretierungseinrichtungen können regelmäßig
nicht mehr manuell bedient werden. Darüber hinaus ist festzustellen,
daß der Anteil von getriebelosen Windenergieanlagen zunimmt,
die keine flüssigen Schmierstoffe mehr benötigen.
Die Nennleistung dieser Windenergieanlagen kann ebenfalls mehrere
Megawatt betragen. Je nach eingesetzter Hilfsfunktion sind teilweise
auch keine Hydraulikaggregate mehr erforderlich. Daher müssen bei
diesen Anlagen spezielle Hydraulikaggregate nur zum Betrieb der
Arretierungseinrichtungen vorgesehen sein.
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Angesichts
dieser Probleme im Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine leistungsfähige Windenergieanlage bereitzustellen,
die ohne übermäßigen Investitionsaufwand
entsprechend den einschlägigen Zertifizierungsrichtlinien
arretierbar ist.
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Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe durch eine Weiterbildung der bekannten Windenergieanlagen
gelöst, die im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist,
daß ein Arretierungselement an eine Umwandlungseinrichtung
zum Umwandeln einer Drehbewegung um eine etwa parallel zur Richtung der
Translationsbewegung verlaufende Achse in die Translationsbewegung
gekoppelt ist.
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Diese
Erfindung geht auf die Erkenntnis zurück, daß bei
Verwendung einer entsprechenden Umwandlungseinrichtung einfachere
Elektromotoren zum Verstellen der Arretierungseinrichtung von der Freigabestellung
in die Arretierungsstellung benutzt werden können, weil
mit einer geeigneten Umwandlungseinrichtung nicht nur die von Elektromotoren üblicherweise
bereitgestellte Drehbewegung in eine Translationsbewegung umgewandelt
werden kann, sondern auch ein nur geringes Drehmoment zur Erzeugung
einer beachtlichen, auch zur Arretierung der Rotoren von leistungsstarken
Windenergieanlagen ausreichenden Kraft in Richtung der Translationsbewegung
hervorgebracht werden kann. Dabei hat es sich gezeigt, daß nicht
nur der mit der Bereitstellung der Umwandlungseinrichtung verbundene
Investitionsaufwand im Vergleich zum Investitionsaufwand für
Hydraulikaggregate geringer ist, sondern auch der Wartungsaufwand
für entsprechende Umwandlungseinrichtungen mit daran gekoppelten
Elektromotoren deutlich niedriger ist als der mit dem Betrieb von
Hydraulikaggregaten verbundene Wartungsaufwand. Daher können
mit erfindungsgemäßen Windenergieanlagen nicht
nur die Investitionskosten, sondern auch die Betriebskosten für
leistungsstarke Windenergieanlagen deutlich reduziert werden.
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Die
Umwandlungseinrichtung erfindungsgemäßer Windenergieanlagen
läßt sich baulich besonders einfach in Form eines
Spindelantriebs mit einer eine parallel zur Richtung der Translationsbewegung verlaufende
Spindelachse aufweisenden Spindel und einem die Spindel aufnehmenden
Muttergewinde verwirklichen, wobei die Spindel bezüglich
dem Muttergewinde verdrehbar ist. Wenngleich auch an solche Windenergieanlagen
gedacht ist, bei denen Spindel und Muttergewinde in einander entgegengesetzten
Richtungen verdrehbar sind, um so die Translationsbewegung des Arretierungselements
zu bewirken, hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn
die Spindel oder das Muttergewinde, vorzugsweise das Muttergewinde,
bezüglich der Drehachse drehfest an der Gondel der Windenergieanlage
oder dem Rotor befestigt ist, so daß eine Verdrehung des
anderen Bauelements des Spindelantriebs eine Translationsbewegung
des drehfest angeordneten Bauelements hervorruft.
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Im
Rahmen der Erfindung hat es sich unter Sicherheitsgesichtspunkten
als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn der Spindelantrieb
selbsthemmend ausgelegt ist, so daß eine Drehbewegung eines
Bauelements bezüglich dem anderen Bauelement und eine dadurch
hervorgerufene Translationsbewegung bzw. Verstellung der Arretierungseinrichtung
in die Freigabestellung dann nicht möglich ist, wenn keines
der Bauelemente des Spindelantriebs von außen mit einem
Drehmoment bezüglich der Drehachse beaufschlagt wird.
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Im
Sinne einer automatischen Betätigung der Umwandlungseinrichtung
einer erfindungsgemäßen Windenergieanlage hat
es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Umwandlungseinrichtung
an einen Elektromotor gekoppelt ist. Dabei kann die Spindel und/oder
das Muttergewinde eines bei einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung zum Einsatz kommenden Spindelantriebs ggf. über
ein Getriebe an einen vorzugsweise elektrisch betriebenen und zum
Drehen der Spindel und/oder des Muttergewindes um die Drehachse
dienenden Motor gekoppelt sein. Baulich hat es sich in diesem Zusammenhang
als besonders günstig erwiesen, wenn die Antriebswelle
des Motors und/oder die Abtriebswelle des Getriebes sich unter Vermeidung
aufwendiger Umlenkelemente koaxial oder parallel zu dem um die Drehachse
drehbaren Element der Umwandlungseinrichtung, wie etwa der Spindel,
erstreckt. Bei dem erfindungsgemäß einsetzbaren
Motor kann es sich beispielsweise um einen Elektrobremsmotor handeln.
Dabei werden mit dem Ausdruck „Elektrobremsmotor" solche
Motoren bezeichnet, welche automatisch eine Bremswirkung hervorbringen, wenn
keine eine Motordrehung hervorrufende Spannung daran angelegt ist.
Beim Einsatz derartiger Elektrobremsmotoren kann unter Sicherheitsgesichtspunkten
von der Benutzung selbsthemmend ausgelegter Spindelantriebe abgesehen
werden. Allerdings kann die Betriebssicherheit erfindungsgemäßer
Windenergieanlagen noch dadurch erhöht werden, daß ein
selbsthemmend ausgelegter Spindelantrieb in Kombination mit einem
Elektrobremsmotor eingesetzt wird.
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Bei
erfindungsgemäßen Windenergieanlagen kann unter
Vermeidung drehmomentstarker und entsprechend großer und
teurer Elektromotoren eine beachtliche Axialkraft auf eines der
Arretierungselemente ausgeübt werden, wenn das an die Umwandlungseinrichtung
gekoppelte Arretierungselement durch zwei, drei oder mehr vollständige
Umdrehungen im Verlauf der Drehbewegung von der Freigabestellung
in die Arretierungsstellung verstellt wird.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
weist die Umwandlungseinrichtung ein Drehschlagwerk auf, mit dem
ggf. während des Betriebs der Windenergieanlage auftretende
Blockaden des durch eine Translationsbewegung in die Arretierungsstellung
zu überführenden Arretierungselements leicht gelöst
werden können.
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Ein
solches Drehschlagwerk kann baulich besonders einfach verwirklicht
werden, wenn es einen Schlaganker und ein Mitnehmerrad aufweist,
wobei der Schlaganker und das Mitnehmerrad über eine Federkraft
gegeneinander gepreßt sind, so daß der Schlaganker
und das Mitnehmerrad über axial vorstehende Mitnehmer ein
Drehmoment einer Antriebswelle eines ggf. einzusetzenden Elektromotors
auf die Umwandlungseinrichtung übertragend in Eingriff stehen,
wobei unter Überwindung der Federkraft und Trennung des
in Eingriff stehenden Schlagankers von dem Mitnehmerrad durch Verlagerung
in Axialrichtung der Antriebswelle ein Übersetzen des Schlagankers
bzw. der Mitnehmer des Schlagankers über diejenigen des
Mitnehmerrads erfolgt, so daß beim Weiterdrehen ein Drehschlagimpuls
auf das Mitnehmerrad ausgeübt wird.
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Bei
dem Drehschlagwerk kann es sich um ein V-Nuten-Schlagwerk und/oder
ein Nocken-Schlagwerk handeln. Die Kopplung des Schlagankers an
die Antriebswelle kann bei einer bevorzugten Ausführungsform über
einen Mitnehmerzapfen erfolgen, der mit einer gewendelten Steuernut
der Antriebswelle in Eingriff steht. Dabei kann die Antriebswelle
von einer die Federkraft auf den Schlaganker ausübenden
Schraubenfeder wendelförmig umlaufen sein. Eine besonders
kompakte Ausführungsform läßt sich verwirklichen,
wenn das Mitnehmerrad mit einer Gewindespindel der Umwandlungseinrichtung
verbunden ist, besonders bevorzugt einstückig mit der Gewindespindel
der Umwandlungseinrichtung ausgebildet ist. Die Kopplung der Umwandlungseinrichtung
an das Arretierungselement erfolgt zweckmäßigerweise
derart, daß die Gewindespindel mit einem in einem Gehäuse
geführten und axial verlagerbaren Gewindetopf in Eingriff
steht, der mit einem Arretierungselement verbunden ist, wobei die
Gewindespindel vorzugsweise selbsthemmend ausgeführt ist.
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Im
Hinblick auf die im allgemeinen angestrebte Reduzierung des zum
Betreiben einer Windenergieanlage erforderlichen Personalaufwands
hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die
Arretierungseinrichtung zum automatischen Arretieren des Rotors
bei Erreichen einer Solldrehstellung betreibbar ist. Dazu kann der
Arretierungseinrichtung eine zum Erfassen der Solldrehstellung des
Rotors und zum Erzeugen eines entsprechenden Erfassungssignals betreibbare
Erfassungseinrichtung zugeordnet sein, wobei die Arretierungseinrichtung
ansprechend auf das Erfassungssignal zum automatischen Arretieren
des Rotors betreibbar ist. Die Erfassungseinrichtung kann einen
Positionsgeber und/oder eine drehfest mit dem Rotor verbundene Markierung
aufweisen. Baulich hat es sich als besonders günstig erwiesen,
wenn ein Arretierungselement eine koaxial zur Rotorachse verlaufende
und von mindestens einer axialen Ausnehmung durchsetzte und/oder
eine radiale Ausnehmung aufweisende Scheibe umfaßt und
das weitere Arretierungselement einen mit der Ausnehmung in Eingriff überführbaren
Bolzen umfaßt. Dann kann der Bolzen in einer vorzugsweise etwa
parallel oder radial zur Rotorachse verlaufenden Einführrichtung
von einer Freigabestellung in eine Arretierungsstellung, in der
er in der die Scheibe durchsetzenden oder radial verlaufenden Ausnehmung
aufgenommen ist, verschoben werden. Kleinere Positionsfehler können
bei der Verschiebung von der Freigabestellung in die Arretierungsstellung
ausgeglichen werden, wenn sich der Querschnitt des Arretierungsbolzens
in einer senkrecht zur Bolzenachse verlaufenden Schnittebene längs
eines in der Freigabestellung dem drehfest mit dem Rotor verbundenen
Arretierungselement zugewandten Endabschnitts vorzugsweise konisch
verjüngt.
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Im
Hinblick auf eine weitere Erhöhung der Betriebssicherheit
erfindungsgemäßer Windenergieanlagen hat es sich
als zweckmäßig erwiesen, wenn der Arretierungseinrichtung
mindestens eine zum Erfassen der Position mindestens eines Arretierungselements
betreibbare Positionserfassungseinrichtung zugeordnet ist. Ein automatischer
Betrieb erfindungsgemäßer Windenergieanlagen wird
weiter verbessert, wenn eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, mit der
der Arretierungsvorgang in Abhängigkeit von der mit der
Erfas sungseinrichtung erfaßten Rotor-Drehstellung und/oder
der mit der Positionserfassungseinrichtung erfaßten Lage
des Arretierungselements steuerbar ist und zweckmäßigerweise
auch noch eine Bremsanordnung zum Abbremsen der Rotordrehung so
ausgelegt ist, daß sie mit der Steuereinrichtung in Abhängigkeit
von der mit der Positionserfassungseinrichtung erfaßten
Lage des Arretierungselements steuerbar ist. Dazu kann die Steuereinrichtung
zum Betätigen der Bremsanordnung und/oder der Arretierungseinrichtung
ansprechend auf ggf. drahtlos übertragene Befehlssignale
betreibbar sein.
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Im
Rahmen der Erfindung ist auch an den Einsatz von Windenergieanlagen
mit zwei, drei oder mehr Arretierungseinrichtungen gedacht.
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Im
Hinblick auf die im Rahmen der Erfindung einzusetzende Positionserfassungseinrichtung
und Erfassungseinrichtungen zum Erfassen der Drehstellung des Rotors
wird Bezug genommen auf die
DE-A-10 2004 013 624 , deren Offenbarungsgehalt hinsichtlich
der Ausführung entsprechender Erfassungseinrichtungen und
Positionserfassungseinrichtungen hiermit durch ausdrückliche
Inbezugnahme in diese Beschreibung aufgenommen wird.
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Nachstehend
wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung, auf die hinsichtlich
aller erfindungswesentlichen und in der Beschreibung nicht näher
herausgestellten Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird,
erläutert. In der Zeichnung zeigt:
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1 eine
schematische Darstellung einer Windenergieanlage gemäß einer
ersten Ausführungsform der Erfindung,
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2 eine
schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen
Windenergieanlage gemäß einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung,
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3 eine
schematische Darstellung einer Umwandlungseinrichtung für
eine erfindungsgemäße Windenergieanlage gemäß einer
ersten Ausführungsform der Erfindung,
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4 eine
schematische Darstellung einer Umwandlungseinrichtung für
eine erfindungsgemäße Windenergieanlage gemäß einer
zweiten Ausführungsform der Erfindung und
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5 eine
Detaildarstellung der in 4 gezeigten Umwandlungseinrichtung.
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Die
in 1 dargestellte Windenergieanlage umfaßt
einen auf einer Turmgondel (nicht dargestellt) montierten und insgesamt
mit 10 bezeichneten Rotor, der eine Rotornabe 11 und
eine Mehrzahl von Rotorblättern 12 aufweist. Der
Rotor 10 ist über eine in der Zeichnung nicht
dargestellte und in einem Momentenlager 14 gelagerte Rotorwelle
an ein Getriebe 16 gekoppelt, dessen Abtriebswelle 18 an
einen zur Stromerzeugung dienenden Generator 20 gekoppelt ist.
Zwischen der Rotornabe 11 und dem Momentenlager 14 ist
eine insgesamt mit 50 bezeichnete Arretierungseinrichtung
angeordnet, welche eine drehfest mit der Rotorwelle verbundene Riegelscheibe 52 und mindestens
einen in der Zeichnung nur schematisch durch entsprechende Pfeile
angedeuteten radial oder axial verschiebbaren Riegelbolzen 60 aufweist.
Die Riegelscheibe 52 weist mindestens eine sie in axialer Richtung
durchsetzende oder radial verlaufende Ausnehmung auf, in die der
Riegelbolzen 60 durch Verschieben in axialer Richtung oder
radialer Richtung aus der in der Zeichnung angedeuteten Freigabestellung
in die Arretierungsstellung mittels einer Translationsbewegung verschoben
werden kann.
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2 zeigt
eine getriebelose Windenergieanlage mit einem an der Spitze eines
Turms 5 montierten Rotor 10, der eine Rotornabe 11 und
eine Mehrzahl von Rotorblättern 12 umfaßt.
Der Rotor 10 ist über eine drehfest mit der Rotornabe 11 verbundene
Rotorwelle 13 mit einem Generator 16 zur Stromerzeugung
verbunden, wobei die Rotorwelle 13 in beidseits des Generators 16 angeordneten
Lagerringen 14 gelagert ist. In 2 sind drei
alternativ zueinander oder in Kombination miteinander einsetzbare
Arretierungseinrichtungen 50, 50a und 50b schematisch
dargestellt. Die Arretierungseinrichtung 50a ist unmittelbar
auf der Rotornabe 11 angebracht. Die Arretierungseinrichtung 50b ist
zwischen dem Generator und dem auf der dem Rotor 10 zugewandten Seite
des Generators angeordneten Lagerring 14 angeordnet, während
die Arretierungseinrichtung 50c auf der dem Rotor 10 abgewandten
Seite des Generators 16 an der Rotorwelle 13 angeordnet
ist. Jede der Arretierungseinrichtungen 50a, 50b und 50c umfaßt
eine drehfest mit der Rotorwelle 13 verbundene Riegelscheibe 52 sowie
mindestens einen durch eine Translationsbewegung in Axialrichtung
oder Radialrichtung zwischen einer Freigabestellung und einer Arretierungsstellung
verschiebbaren Riegelbolzen 60. Die Riegelbolzen 60 sind
in 2 ebenso wie in 1 nur schematisch
durch entsprechende Pfeile angedeutet.
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Die
in 3 dargestellte und an eine insgesamt mit 70 bezeichnete
Umwandlungseinrichtung gekoppelte Arretierungseinrichtung 50 weist
eine von mindestens einer axialen Ausnehmung 54 durchsetzte
Riegelscheibe 52 sowie einen durch Translationsbewegungen
in axialer Richtung, wie durch den Doppelpfeil P angedeutet, zwischen
einer Arretierungsstellung und einer Freigabestellung verschiebbaren Riegelbolzen 60 auf.
Der Riegelbolzen 60 weist ein sich in der Freigabestellung
in Richtung auf die Riegelscheibe 52 verjüngendes
Ende auf, um so eine Einführung des Riegelbolzens 60 in
die Ausnehmung 54 auch dann zu ermöglichen, wenn
eine geringfügige Verdrehung der Riegelscheibe 52 bezüglich
einer Solldrehstellung, die die Einführung des Riegelbolzens 60 ermöglicht,
vorliegt. Die Umwandlungseinrichtung 70 ist in Form eines
Spindelantriebs verwirklicht und besteht im wesentlichen aus einer
drehbaren Spindel 72 und einem drehfest mit dem Riegelbolzen 60 verbundenen
Gewindetopf 74, der in einem Lager 78 axial verschiebbar
aber drehfest gehalten ist. Durch Verdrehen der Spindel 72 wird
eine Translationsbewegung des Gewindetopfs 74 und damit
auch des Riegelbolzens 60 bewirkt, um so den Riegelbolzen 60 zwischen
der in der Zeichnung dargestellten Arretierungsstellung und einer
Freigabestellung zu verschieben. Die Spindel 72 ist an
einen Elektromotor 76 gekoppelt. Insgesamt kann die Umwandlungseinrichtung
und damit auch die gesamte Arretierungseinrichtung so ohne Hydraulikaggregate betrieben
werden.
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Die
in 4 dargestellte Ausführungsform der Erfindung
unterscheidet sich im wesentlichen dadurch von der anhand der 3 erläuterten
Ausführungsform, daß die Spindel 72 nicht
unmittelbar an den Elektromotor 76 gekoppelt ist, sondern über
ein insgesamt mit 100 bezeichnetes Schlagwerk. Das Schlagwerk
umfaßt im wesentlichen eine eine Antriebswelle 109 wendelförmig
umlaufende Druckfeder 111, einen Schlaganker 112 und
ein einstückig mit der Spindel 72 ausgeführtes
Mitnehmerrad 113 (vgl. 5).
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Wie
besonders deutlich in 5 zu erkennen ist, sind auf
der dem Mitnehmerrad 113 zugewandten Seite des Schlagankers 112 Mitnehmer 114 angebracht,
die in der in 4 dargestellten Betriebsstellung
in Eingriff mit Mitnehmern 115 an der dem Schlaganker 112 zugewandten
Seite des Mitnehmerrads 113 stehen. Ferner ist in der Antriebswelle 109 eine
gewendelte Steuernut 117 vorgesehen, in die der radial
nach innen in eine Ausnehmung im Schlaganker 112 hineinragende
Mitnehmerzapfen 116 eingreift.
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In
der in 4 dargestellten Betriebsstellung befinden sich
die Mitnehmer 114 und 115 in gegenseitigem Eingriff,
wobei die wendelförmig umlaufende Druckfeder 111 den Schlaganker 112 in
Richtung auf das Mitnehmerrad 113 drängt. Durch
die Form der Steuernut 117 und den darin aufgenommenen
Mitnehmerzapfen 116 des Schlagankers 112 wird
erreicht, daß sich der Schlaganker 112 durch Drehung der
Antriebswelle 109 in eine axiale Endposition bewegen läßt,
die in 4 dargestellt ist, wobei der Schlaganker 112 in
dieser in 4 dargestellten Endposition
so weit nach rechts wie möglich verlagert wird. Wenn der
Elektromotor 76 die Antriebswelle 109 in eine
Drehbewegung versetzt, werden Schlaganker 112 und Mitnehmerrad 113 zunächst
synchron bewegt, bis die durch die Drehbewegung hervorgerufene Translationsbewegung
des Gewindetopfs 74 bzw. des Riegelbolzens 60 einen
Widerstand erfährt. Wenn ein derartiger Widerstand auftritt,
führt eine weitere Drehung der Antriebswelle 109 zum
Ausrücken der Mitnehmer 114 des Schlagankers 112,
weil der Mitnehmerzapfen 116 in der Steuernut 117 nach hinten,
d. h. in der Bildebene von 4 nach links, entgegen
der Federkraft der Druckfeder 111 verlagert wird. Das bewirkt,
daß der Eingriff zwischen den Mitnehmern 114 und 115 aufgehoben
wird und die Mitnehmer 114 des Schlagankers 112 bezüglich
dem Mitnehmerrad 113 weitergedreht und gleichzeitig durch
die Federkraft der Druckfeder 111 wieder in Richtung auf
das Mitnehmerrad 113 beschleunigt werden. Im Verlauf dieser
beschleunigten Bewegung treffen die Mitnehmer 114 des Schlagankers 112 schlagartig
auf keilförmig abfallende Begrenzungsflächen der
Mitnehmer 115 des Mitnehmerrads 113, so daß durch
den axialen Aufprall der Mitnehmer 114 auf den Mitnehmer 115 auch
eine Drehbewegung des Mitnehmerrads 113 bewirkt wird. Dieser
Vorgang wiederholt sich bei Drehung der Antriebswelle 109 mehrfach,
wobei durch das so erhaltene Schlagwerk ein der Translationsbewegung
des Riegelbolzens 60 ggf. entgegenwirkender Widerstand überwunden werden
kann.
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Das
Mitnehmerrad 113 ist einstückig mit der Gewindespindel 72 ausgeführt,
die bei der Ausführungsform gemäß den 4 und 5 als
Hohlspindel konfiguriert ist. Die Hohlspindel 72 ist mit
einem Außengewinde versehen und steht mit dem Gewindetopf 74 in
Eingriff, der die Hohlspindel 72 umgibt. Der Gewindetopf 74 ist
in dem Lager 78 drehfest aber axial verschiebbar gehalten,
so daß der Gewindetopf 74 ausschließlich
eine durch Drehung der Spindel 72 eingeleitete Axialbewegung
ausführt. Diese Axialbewegung wird ausgenutzt, um den Riegelbolzen 60 von
der Freigabestellung in die in 4 dargestellte Arretierungsstellung
zu verlagern. Die Mitnehmer 114 und 115 sind bei
der anhand der Zeichnung erläuterten Ausführungsform
so konfiguriert, daß das Schlagwerk auch bei Reversierung
der Drehrichtung der Antriebswelle 109 funktioniert, so
daß der Riegelbolzen 60 schon durch wenige Drehungen
der Gewindespindel 72 aus der Riegelscheibe 52 gelöst werden
kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004013624
A [0019]