DE102010054920A1

DE102010054920A1 - Rollenantrieb

Info

Publication number: DE102010054920A1
Application number: DE201010054920
Authority: DE
Inventors: Kam Sik Leung
Original assignee: Johnson Electric SA
Current assignee: Johnson Electric International AG
Priority date: 2009-12-18
Filing date: 2010-12-17
Publication date: 2011-06-30
Also published as: CN102102482A; CN102102482B

Abstract

Es wird ein Rollenantrieb zum Auf- und Abrollen einer flexiblen Bahn bereitgestellt. Der Rollenantrieb umfasst einen Motor (30) mit einer drehbaren Ausgangswelle (31), ein Getriebe (20) zur Reduzierung der Ausgangsgeschwindigkeit der Welle (31) und für den Antrieb der Rolle, an der die Bahn aufgewickelt ist, und einen Bremsmechanismus zur Erhöhung der Haltekraft des Rollenantriebs. Der Bremsmechanismus (50) umfasst ein erstes Bremselement (47), das an der Welle (31) montiert ist und mit der Welle drehbar ist; ein zweites Bremselement (49), das sich entlang einer Richtung bewegen kann; ein Feder (54) zum Andrücken des zweiten Bremselements (49) an das erste Bremselement (47); einen Elektromagnet (55) zum Bewegen des zweiten Bremselements (49) außer Kontakt mit dem ersten Bremselement, wenn der Elektromagnet aktiviert wird.

Description

QUERVERWEIS AUF PARALLELAMELDUNGEN
Für die vorliegende nichtprovisorische Patentanmeldung wird gemäß U.S.C. § 119(a) die Priorität der am 18. Dezember 2009 in der Volksrepublik China hinterlegten Patentanmeldung Nr. 200910189071.X in Anspruch genommen.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft einen Rollenantrieb zum Auf- und Abrollen einer flexiblen Bahn wie beispielsweise ein Vorhang, ein Rollo oder eine Abschirmung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Motorbetriebene Rollvorhänge oder Rollo-Vorrichtungen haben einen Motor, der eine Rolle häufig über ein Getriebe antreibt. Durch das Gewicht des Rollos oder des Rollvorhangs, der von der Rolle herabhängt, wird ein Drehmoment auf den Motorantrieb ausgeübt. Je schwerer das abgerollte Material und je größer der Durchmesser der Rolle ist, desto höher ist das erzeugte Drehmoment. Der Motor verfügt, wenn er abgeschaltet ist, möglicherweise nicht über eine ausreichend hohe Haltekraft, um das Rollo oder den Rollvorhang in einer gewünschten Stopp-Position zu halten. In dieser Situation bewirkt das Gewicht des abgerollten Materials, dass bei abgeschaltetem Motor weiter Material abgerollt wird. Diesen Zustand kennt man als Back Drive, bei dem der Motor durch die Last gezwungen wird, sich zu drehen.
Es besteht daher der Wunsch nach einem verbesserten Rollenantrieb mit einer höheren Haltkraft zum Halten des Rollvorhangs oder des Rollos in einer gewünschten Position.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Demzufolge wird gemäß einem Aspekt der Erfindung ein Rollenantrieb zum Auf- und Abrollen einer flexiblen Bahn an einer Rolle bereitgestellt, umfassend einen Motor mit einer drehbaren Ausgangswelle für den Antrieb einer Rolle, an der die Bahn aufgewickelt ist, wobei die Rolle ferner einen Bremsmechanismus aufweist, umfassend: ein erstes Bremselement, das an der Welle montiert ist und mit der Welle drehbar ist; ein zweites Bremselement, das sich entlang einer Richtung bewegen kann; eine Feder zum Andrücken des ersten Bremselements an das zweite Bremselement; und einen Elektromagnet, der geeignet ist, das zweite Bremselement gegen die Druckkraft der Feder außer Kontakt mit dem ersten Bremselement zu bringen.
Vorzugsweise umfasst der Bremsmechanismus ein Gehäuse mit einer Öffnung, eine an der Öffnung montierte Endplatte und Führungselemente zum Führen der Bewegung des zweiten Bremselements.
Vorzugsweise sind das erste Bremselement, das zweite Bremselement, die Feder und der Elektromagnet in dem Gehäuse angeordnet, und das zweite Bremselement ist eine Bremsscheibe.
Vorzugsweise ist das erste Bremselement eine Scheibenbremse mit einer Reibfläche, die im Wesentlichen parallel zu dem zweiten Bremselement angeordnet und für die Herstellung eines Kontakts mit dem zweiten Bremselement geeignet ist.
Vorzugsweise umfasst das erste Bremselement eine Nabe mit einer zentralen Öffnung für die Montage der Welle. Das zweite Bremselement hat eine zentrale Öffnung für die Aufnahme der Nabe.
Vorzugsweise ist der Außendurchmesser des ersten Bremselements kleiner als der des zweiten Bremselements.
Vorzugsweise weisen die Führungselemente eine Mehrzahl von Schrauben auf, die sich im Wesentlichen in einer Richtung parallel zur Welle erstrecken und den Bremsmechanismus an dem Motor festlegen. Das zweite Bremselement hat ausgeschnittene Bereiche, durch welche die Schrauben hindurchgeführt sind.
Vorzugsweise hat der Elektromagnet einen Kern, einen um den Kern angeordneten Spulenträger und eine um den Spulenträger gewickelte Spule, wobei die Feder eine zusammengedrückte Feder ist, die in einer in dem Kern gebildeten Kammer angeordnet ist.
Vorzugsweise sind der Motor und der Elektromagnet elektrisch parallelgeschaltet.
Vorzugsweise umfasst der Rollenantrieb ein Getriebe zur Reduzierung der Ausgangsgeschwindigkeit des Motors, wobei das Getriebe und der Bremsmechanismus an den jeweiligen Enden des Motors befestigt sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr anhand eines Beispiels beschrieben, wobei auf die anliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird. Identische Strukturen, Elemente oder Teile, die in mehr als einer Figur erscheinen, tragen in sämtlichen Figuren, in denen sie erscheinen, die gleichen Bezugszeichen. Die Dimensionen von Komponenten und in den Figuren dargestellten Merkmalen sind allgemein im Hinblick auf eine übersichtliche Darstellung gewählt und sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Die Figuren sind im Folgenden aufgelistet.
1 zeigt ein Rollo gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine zum Teil auseinandergezogene Darstellung eines in dem Rollo von 1 verwendeten Rollenantriebs;
3 ist eine auseinandergezogene Darstellung eines Bremsmechanismus des Rollenantriebs von 2;
4 ist eine Endansicht des Bremsmechanismus von 3; und
5 ist eine Schnittansicht des Bremsmechanismus entlang der Linie A-A von 4.
DETAILBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 zeigt ein Rollo, bei welchem die vorliegende Erfindung anwendbar ist. Das Rollo umfasst eine Rolle 11, die über Rollenhalter 12 drehbar an einer Konstruktion wie beispielsweise einer Wand befestigt ist. An der Rolle 11 ist eine das Rollo 13 bildende flexible Materialbahn aufgerollt, die teilweise abgerollt dargestellt ist. Als solches repräsentiert das Rollo jedes System auf Rollenbasis und mit einer flexiblen Bahn, die an einer Rolle auf- und abgerollt wird, zum Beispiel Markisen, Rollvorhänge und Leinwände für Projektoren, zum Schutz des Privatbereichs oder zur Dekoration. Um die Rolle 11 zu drehen und zu bewirken, dass das Rollo 13 oder ein anderes Material an der Rolle 11 aufgerollt oder abgerollt wird, ist ein Rollenantrieb 14 vorgesehen. Der bevorzugte Rollenantriebsmechanismus ist ein Motor mit einem Bremsmechanismus, mit oder ohne Getriebe, der sich in der Rolle 11 befindet, vorzugsweise in ein Ende der Rolle eingesetzt und an einem der Rollenhalter 12 befestigt ist. Leitungsdrähte, die den Rollenantrieb 14 mit einem Bedienfeld 15 verbinden, führen vorzugsweise durch denselben Rollenhalter 12. Eine Steuerung für den Betrieb des Motors kann an dem Motor innerhalb der Rolle an einer Stelle montiert sein, an der sie physisch durch die Rolle geschützt ist. Bevorzugt aber ist die Steuerung entfernt von der Rolle in einem günstig liegenden Bedienfeld 15 angeordnet, so dass die Bedienungsperson einfachen Zugang hat. Auf diese Weise müssen zwischen dem Motor und dem Bedienfeld 15 nur zwei Drähte angeschlossen werden.
Wie 2 zeigt, umfasst der Rollenantrieb 14 einen Motor 30, ein an einem Ende des Motors 30 montiertes Getriebe 20 zur Reduzierung der Ausgangsgeschwindigkeit des Motors 30 und zum Antrieb der Rolle 11 und einen Bremsmechanismus 40, der an dem anderen Ende des Motors 30 montiert ist. Das dargestellte Getriebe 20 ist ein Planetengetriebe, umfassend ein Gehäuse 21, eine Endplatte 23, die mit Bolzen 22 an dem Gehäuse 21 befestigt ist, und Zahnräder (nicht dargestellt), die in dem Gehäuse 21 angeordnet sind. Das Drehmoment, das durch den Motor 30 auf die Rolle 11 ausgeübt wird, wird durch das Getriebe 20 vergrößert, während die Drehgeschwindigkeit der Rolle im Vergleich zu der Drehgeschwindigkeit des Motors reduziert wird.
Der Motor 30 ist ein Permanentmagnet-Gleichstrommotor (PMDC-Motor). Der Motor ist durch Stromleitungen 34 mit einer Stromversorgung verbunden. Der PMDC-Motor 30 umfasst einen Ständer und einen Läufer, der drehbar an dem Ständer montiert ist. Der Motor hat auch ein Gehäuse 32, das einen Teil des Ständers bildet, und eine Endkappe 33, die an dem Gehäuse 32 befestigt ist. Der Läufer hat eine Läuferwelle 31, die durch Lager, die in dem Gehäuse 32 und der Endkappe 33 montiert sind, drehbar gelagert ist.
Der Bremsmechanismus 40, der in den 3 bis 5 im Detail dargestellt ist, umfasst ein Gehäuse 41, eine mit Bolzen 45 an dem Gehäuse 41 befestigte Endplatte 43, ein erstes Bremselement 47, das an der Läuferwelle 31 montiert ist und sich mit der Läuferwelle 31 drehen kann, ein zweites Bremselement 49, das entlang der axialen Richtung der Läuferwelle 31 bewegbar ist, eine zusammengedrückte Spiralfeder 54, die das zweite Bremselement 49 in Reibkontakt mit dem ersten Bremselement 47 drückt, und einen Elektromagnet 55. Wenn der Elektromagnet 55 aktiviert wird, wird das zweite Bremselement 49 gegen die Druckkräfte der zusammengedrückten Feder 54 an den Elektromagnet angezogen und außer Kontakt mit dem ersten Bremselement 47 gebracht. Der Elektromagnet 55 ist durch Leitungen 60 mit der Stromversorgung verbunden. In dieser Ausführungsform sind der Motor 30 und der Elektromagnet 55 parallelgeschaltet. Wenn der Motor 30 abgeschaltet wird, wird auch der Elektromagnet 55 deaktiviert, und das zweite Bremselement 49 wird, um die Haltekraft des Rollenantriebs zu erhöhen, durch die zweite Feder 54 in Reibkontakt mit dem ersten Bremselement 47 gedrückt. Wird der Motor 30 angeschaltet, wird auch der Elektromagnet 55 angeschaltet, und das zweite Bremselement 49 wird von dem ersten Bremselement 47 abgezogen, so dass sich das erste Bremselement 47 und die Läuferwelle 31 frei drehen können.
In dieser Ausführungsform ist das erste Bremselement 47 eine Scheibe, die einen dem zweiten Bremselement 49 zugekehrten Reibbelag 46 und eine Nabe 48 mit einer zentralen Öffnung aufweist. Wie 4 zeigt, hat die zentrale Öffnung des ersten Bremselements 47 zwei flache Bereiche. Die Läuferwelle 31 hat ebenfalls zwei korrespondierende flache Bereiche für den Eingriff in die zentrale Öffnung. Die Nabe 48 dient zum Verstärken der zentralen Öffnung.
Das zweite Bremselement 49 ist ebenfalls eine Scheibe, die durch die Führungselemente auf eine Bewegung in der axialen Richtung der Welle 31 beschränkt ist. Die Führungselemente sind durch zwei Schrauben 50 gebildet, die durch das Gehäuse 41 und durch die Endplatte 43 hindurchgeführt sind. Zwei korrespondierende Führungsöffnungen oder ausgeschnittene Bereiche 52 sind an der Außenkante des zweiten Bremselements 49 gebildet. Die Schrauben 50 sind durch die ausgeschnittenen Bereiche 52 oder die Führungsöffnungen hindurchgeführt, um die Bewegung des zweiten Bremselements 49 zu führen. Insbesondere ermöglichen die Schrauben, dass sich das zweite Bremselement in und außer Eingriff mit dem ersten Bremselement bewegt, und sie verhindern gleichzeitig, dass sich das zweite Bremselement mit dem ersten Bremselement 47 oder relativ zu dem Gehäuse 41 dreht.
Das zweite Bremselement 49 umfasst auch weitere vier ausgeschnittene Bereiche 51, die in der Innenkante des zweiten Bremselements 49 gebildet sind. Wie gezeigt ist, sind vier Bolzen 45 durch die Endplatte 43 und die vier ausgeschnittenen Bereiche 51 hindurchgeführt und dann in das Gehäuse 41 geschraubt. Die Bolzen 45 fixieren die Endplatte 43 an dem Gehäuse 41 und bilden auch Führungselemente, die eine Drehung des zweiten Bremselements relativ zu dem Gehäuse 41 verhindern. Der Außendurchmesser des ersten Bremselements 47 ist kleiner als der Außendurchmesser des zweiten Bremselements 49, um eine gegenseitige Behinderung mit den Schrauben 50 und den Bolzen 45 zu verhindern. Wie erkennbar ist, ist das zweite Bremselement 49 nicht an der Welle 31 befestigt und dreht sich nicht mit der Welle. Die Schrauben 50 und die Bolzen 45 verhindern, dass sich das zweite Bremselement 49 mit dem ersten Bremselement 47 dreht und ermöglichen gleichzeitig, dass sich das zweite Bremselement in der axialen Richtung bewegt, um in und außer Eingriff mit dem ersten Bremselement zu treten.
Der Elektromagnet 55 umfasst einen Spulenträger 56, um den Spulen 57 gewickelt sind, und einen Kern 58, der den Spulenträger 56 durchgreift. Der Kern 58 ist ein hohlzylindrisches Element mit einer Kammer 59. Ein Ende der Spiralfeder 54 ist in der Kammer 59 aufgenommen, und das andere Ende der Spiralfeder 54 drückt das zweite Bremselement 49 in Richtung auf das erste Bremselement 47. Wie 5 zeigt, hat das zweite Bremselement 49 eine zentrale Öffnung. Die zentrale Öffnung ist ausreichend groß für die Aufnahme eines Teils der Nabe 48 des ersten Bremselements 47 und ist kleiner als der Außendurchmesser des Endes der Spiralfeder 54, das gegen das zweite Bremselement gedrückt wird.
Verben wie ”umfassen”, ”aufweisen”, ”enthalten” und ”haben” sowie deren Abwandlungen in der Beschreibung und in den Ansprüchen sind in einem einschließenden Sinne zu verstehen. Sie geben an, dass das genannte Element vorhanden ist, schließen jedoch nicht aus, dass noch weitere Elemente vorhanden sind.
Wenngleich die Erfindung anhand einer oder mehrerer bevorzugter Ausführungsformen beschrieben wurde, wird der Fachmann erkennen, dass verschiedene Modifikationen möglich sind und der Schutzrahmen der Erfindung somit durch die anliegenden Ansprüche definiert ist. Zum Beispiel ist die bevorzugte Feder eine Spiralfeder, die in dem Kern angeordnet ist, um eine Interferenz mit dem Magnetkreis des Elektromagnets zu reduzieren. Die Feder kann jedoch auch eine andere geeignet Form aufweisen, zum Beispiel die Form einer Scheibenfeder. Die Reibfläche ist als ebene Reibfeder dargestellt, wobei jedoch Ausbildungen zur Erhöhung der Reibung zwischen dem ersten und dem zweiten Bremselement verwendet werden können, zum Beispiel angeraute Oberflächen, Materialselektionen, Erhöhungen und Vertiefungen, Kronen etc.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

CN 200910189071 [0001]

Claims

Rollenantrieb zum Auf- und Abrollen einer flexiblen Bahn an einer Rolle, umfassend einen Motor (30) mit einer drehbaren Ausgangswelle (31) für den Antrieb einer Rolle, an der die Bahn aufgewickelt ist, wobei der Rollenantrieb ferner einen Bremsmechanismus (40) aufweist, umfassend: ein erstes Bremselement (47), das an der Welle (31) montiert ist und mit der Welle drehbar ist; ein zweites Bremselement (49), das sich entlang einer Richtung bewegen kann; eine Feder (54) zum Andrücken des zweiten Bremselements (49) an das erste Bremselement (47); und einen Elektromagnet (55) zum Bewegen des zweiten Bremselements (49) außer Kontakt mit dem ersten Bremselement, gegen die Druckkraft der Feder.
Rollenantrieb nach Anspruch 1, wobei der Bremsmechanismus (40) ein Gehäuse (41) mit einer Öffnung, eine an der Öffnung montierte Endplatte (43) und Führungselemente zum Führen der Bewegung des zweiten Bremselements (49) aufweist.
Rollenantrieb nach Anspruch 2, wobei das erste Bremselement (47), das zweite Bremselement (49), die Feder (54) und der Elektromagnet (55) in dem Gehäuse (41) angeordnet sind und wobei das zweite Bremselement (49) eine Bremsscheibe ist.
Rollenantrieb nach Anspruch 3, wobei das erste Bremselement (47) eine Scheibenbremse mit einer Reibfläche (46) ist, die im Wesentlichen parallel zu dem zweiten Bremselement (49) angeordnet ist und für den Kontakt mit der zweiten Bremsscheibe (49) ausgebildet ist.
Rollenantrieb nach Anspruch 4, wobei das erste Bremselement (47) eine Nabe (48) mit einer zentralen Öffnung für die Montage der Welle (31) und das zweite Bremselement (49) eine zentrale Öffnung für die Aufnahme der Nabe (48) aufweist.
Rollenantrieb nach Anspruch 3, wobei das erste Bremselement (47) einen kleineren Außendurchmesser als das zweite Bremselement (49) hat.
Rollenantrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Führungselemente eine Mehrzahl von Schrauben (50) umfassen, die sich in einer Richtung im Wesentlichen parallel zu der Welle (31) erstrecken und die den Bremsmechanismus (40) an dem Motor festlegen; wobei das zweite Bremselement (49) ausgeschnittene Bereiche (52) hat, durch welche die Schrauben hindurchgeführt sind.
Rollenantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Elektromagnet (55) einen Kern (58), einen um den Kern (58) angeordneten Spulenträger (56) und eine um den Spulenträger (56) gewickelte Spule umfasst; und wobei die Feder (54) eine zusammengedrückte Feder ist, die in einer in dem Kern (58) gebildeten Kammer (59) angeordnet ist.
Rollenantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Motor (30) und der Elektromagnet (55) elektrisch parallelgeschaltet sind.
Rollenantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rollenantrieb ein Getriebe (20) zur Reduzierung der Ausgangsgeschwindigkeit des Motors (30) umfasst, wobei das Getriebe (20) und der Bremsmechanismus (50) an den jeweiligen Enden des Motors (30) befestigt sind.