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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Torantrieb zum Antreiben einer Toranlage wie beispielsweise Überkopftor, Sektionaltor, Rolltor oder auch Schiebetor, wie sie an Gebäuden oder Grundstückseinfriedungen Verwendung finden. Die Erfindung betrifft dabei insbesondere eine Entriegelungsvorrichtung für einen solchen Torantrieb, mit einer Antriebswelle, auf der ein Übertragungselement, insbesondere Zahnrad oder Riemenscheibe, drehbar gelagert ist, wobei ein Verriegelungselement zur drehfesten Verriegelung des Übertragungselements mit der Antriebswelle hin- und herbeweglich zwischen einer Verriegelungsstellung und einer Entriegelungsstellung angeordnet ist, wobei eine Vorspannvorrichtung zur Vorspannung des Verriegelungselements in die Verriegelungsstellung und ein Betätigungsteil zum Verbringen des Verriegelungselements in die Entriegelungsstellung vorgesehen sind.
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Ein solcher gattungsgemäßer Torantrieb ist aus der Schrift
DE 20 2006 010 188 U1 bekannt, die es vorschlägt, zwischen dem Antriebsmotor und der Torantriebswelle eine Entriegelungskupplung vorzusehen, um bei Bedarf einen Handbetrieb ohne Motorbewegung zu ermöglichen. Die Entriegelungskupplung besteht dabei aus einer Passfeder, die ein Getrieberad drehfest an die Getriebeausgangswelle kuppelt und durch einen Betätigungsstift axial verschieblich ist, um vom Getrieberad außer Eingriff gebracht werden zu können.
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Bei Torantrieben ist es bisweilen notwendig, das Tor vom Antriebsmotor abzukuppeln und hierzu den zwischen Antriebsmotor und Torblatt vorgesehenen Antriebsstrang an einer geeigneten Stelle zu unterbrechen bzw. zu trennen. Ein solches Trennen von Antrieb und Last kann beispielweise notwendig werden, wenn sich bei einem Energieausfall oder bei einer Beschädigung des Antriebssystems der Antriebsmotor nicht mehr betreiben und das Tor nicht mehr motorisch bewegen lässt, oder auch wenn zum Zwecke der Wartung oder Montage oder aus einem anderen Grund das Tor händisch zu bewegen ist.
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Je nach Torgröße und -gattung können vom Tor her beträchtliche Lasten im Antriebsstrang wirken, die entsprechende Kupplungsteile, die beim Abkuppeln des Antriebs außer Eingriff zu bringen sind, unter entsprechende Spannung setzen. Dementsprechend ist es bisweilen nicht ganz einfach, das Tor mit geringen Stellkräften und dabei sanft abzukuppeln. Unter Sicherheitsaspekten betrachtet soll die Entriegelung unter definierten Bedingungen sanft und trotzdem einfach zum Zwecke der Handbetätigung möglich sein.
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Umgekehrt soll das Wiederverriegeln der Antriebswelle mit dem Übertragungselement möglichst nur im Stillstand erfolgen und vorteilhafterweise auch nur in einer bestimmten Relativstellung von Antriebswelle und Übertragungselement zueinander, beispielsweise um von bestimmten Motorstellungen auf bestimmte Torstellungen schließen zu können oder Wegmesssysteme nach einer Torabkupplung bzw. einer händischen Torverstellung einfacher wieder in Gang setzen zu können. Insbesondere ist zu verhindern, dass der Antriebsmotor bei zunächst noch abgetrenntem Tor auf eine größere Drehzahl hochläuft und sodann ruckartig der Kraft- bzw. Formschluss zwischen den zuvor noch getrennten Antriebselementen hergestellt wird, um entsprechende Beschädigungen durch Überbeanspruchungen wie beispielsweise ein Abscheren von Passfedern oder Zahnkränzen zu vermeiden oder eine gar mögliche Verletzungsgefahr zu verhindern.
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Werden beispielsweise rein kraftschlüssige Reibkupplungen verwendet, ist ein Wiedereinkuppeln in beliebigen Stellungen möglich, so dass für die Steuerung des Torantriebs die Relativstellung von Antriebmotor und Torblatt durch aufwändige Messungen zu bestimmen ist. Zudem erfordern derartige reibschlüssige Kupplungen oftmals hohe Stellkräfte, um die Kupplungsscheiben außer Eingriff zu bringen, so dass händischer Betrieb der Kupplung nur mit entsprechenden Hebelmechanismen möglich ist, welche wiederum einen hohen Platzbedarf haben. Andererseits lassen sich formschlüssige Trennkupplungen beispielsweise in Form von außer Eingriff bringbaren Zahnradpaaren oftmals nur schwierig wieder einrücken, da die gewünschte, definierte Relativstellung zueinander nur schwer zu finden ist. Zudem ist hierfür regelmäßig ein Stillstand des Systems erforderlich, was ein automatisches Wiedereinrücken schwierig macht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Torantrieb sowie eine verbesserte Entriegelungsvorrichtung für einen solchen Torantrieb der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die Nachteile des Standes der Technik vermeiden und Letzteren in vorteilhafter Weise weiterbilden. Insbesondere soll einerseits eine einfache Entriegelung des Systems zum Zwecke der Handbetätigung ermöglicht und andererseits ein unkontrolliertes Wiederverriegeln des Systems verhindert werden, wobei ein sanftes Wiederverriegeln in definierter Stellung der Antriebselemente zueinander ermöglicht werden soll.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Entriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1 sowie einen Torantrieb nach Anspruch 15 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Es wird vorgeschlagen, das Wiederverriegeln der Antriebswelle mit dem zugehörigen Übertragungselement in Abhängigkeit einer im entriegelten Zustand erfolgenden Drehrichtungsumkehr der Antriebswelle und/oder des Übertragungselements zu steuern. Wird das Übertragungselement von der Antriebswelle entriegelt, kann sich das Übertragungselement und/oder die Antriebswelle zunächst frei in die eine Richtung drehen, wobei das Verriegelungselement in der Entriegelungsstellung gehalten wird, solange das Übertragungselement und/oder die Antriebswelle in dieselbe Richtung weiter gedreht oder angehalten werden. Wird die Antriebswelle und/oder das Übertragungselement indes in die entgegengesetzte Richtung gedreht, wird das Verriegelungselement automatisch wieder in seine Verriegelungsstellung bewegt und damit der Antrieb wieder eingekuppelt. Erfindungsgemäß sind Steuermittel zur Steuerung der Verriegelungsbewegung des Verriegelungselements in Abhängigkeit einer Richtungsumkehr der Drehbewegung der Antriebswelle und/oder des Übertragungselements vorgesehen. Durch ein automatisches Wiederverriegeln bei Auftreten einer Richtungsumkehr im entriegelten Zustand wird sichergestellt, dass die Wiederverriegelung zumindest näherungsweise bei einem Stillstand des Systems erfolgt und ein unkontrolliertes Wiederverriegeln bei bereits hochgelaufenem Antriebsmotor verhindert wird. Die genannte Richtungsumkehr dient als Indikator für den Systemstillstand.
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Die genannten Steuermittel können hierbei grundsätzlich verschieden ausgebildet sein. Nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung können die genannten Steuermittel ein beweglich gelagertes Rückhalteteil zum Zurückhalten des Verriegelungselements in der Entriegelungsstellung umfassen, wobei das genannte Rückhalteteil durch geeignete Stellmittel automatisch in die freigebende Stellung, in der das Verriegelungselement in seine Verriegelungsstellung fahren kann, gefahren wird dann, wenn bei der Relativverdrehung von Antriebswelle und Übertragungselement zueinander eine Richtungsumkehr auftritt. Das genannte Rückhalteteil ist hierbei vorteilhafterweise in einer Richtung bzw. in einer Ebene quer zur Bewegungsrichtung des Verriegelungselements beweglich gelagert, so dass das Rückhalteteil nach Art einer Sperre in den Bewegungsweg des Verriegelungselements gefahren werden kann, um dessen Bewegung in die Verriegelungsstellung zu unterbinden. Hierdurch kann das Verriegelungselement sicher in seiner entriegelten Stellung zurückgehalten werden, ohne hierbei große Stellkräfte aufbringen zu müssen, auch wenn das genannte Verriegelungselement relativ stark in seine verriegelnde Stellung vorgespannt ist.
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Die genannten Stellmittel, mittels derer das Rückhalteteil in die freigebende Stellung verbringbar ist, können ebenfalls grundsätzlich verschieden ausgebildet sein. Beispielsweise denkbar wäre es, einen fremdkraftbetätigten Aktor vorzusehen, beispielsweise in Form eines Stellmagneten, und die genannte Richtungsumkehr der Drehbewegung der Antriebswelle und/oder des Übertragungselements mit einer geeigneten Sensorik zu erfassen, um dann bei Erfassung der Richtungsumkehr den Stellaktor entsprechend anzusteuern. In vorteilhafter Weise kann jedoch auch eine sensorlose und/oder eine fremdenergiefreie Ausbildung der Steuermittel vorgesehen sein, wodurch eine deutlich einfachere und auch bei Energieausfall einfach handhabbare Lösung geschaffen wird. Insbesondere kann in Weiterbildung der Erfindung eine rein mechanische Ausbildung der genannten Steuermittel vorgesehen sein.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können die genannten Stellmittel, mittels derer das Rückhalteteil in seine freigebende Stellung und/oder umgekehrt in seine rückhaltende Stellung verbracht werden kann, eine Mitnehmerverbindung zwischen dem Rückhalteteil einerseits und dem Übertragungselement und/oder der Antriebswelle andererseits umfassen, so dass das genannte Rückhalteteil automatisch mitgenommen wird, wenn das Übertragungselement oder die Antriebswelle verdreht wird. Die Schaltbewegung des Rückhalteteils, durch die das Verriegelungselement aus seiner entriegelten Stellung wieder freigegeben wird, kann also vorteilhafterweise direkt von der Drehbewegung des Übertragungselements bzw. der Antriebswelle und damit deren Richtungsumkehr abgeleitet werden.
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Das genannte Verriegelungselement kann vorteilhafterweise entriegelt werden, indem es vom Übertragungselement außer Eingriff gebracht wird, beispielsweise durch eine Axialbewegung ausrückt, wobei das genannte Verriegelungselement mit der Antriebswelle in Eingriff bleiben und mit dieser mitdrehen kann. In diesem Fall ist die genannte Mitnehmerverbindung vorteilhafterweise zwischen dem Übertragungselement und dem genannten Rückhalteteil vorgesehen, so dass das Rückhalteteil bei Bewegungen des Übertragungselements mitgenommen werden kann. Alternativ wäre es jedoch auch denkbar, das genannte Verriegelungselement zu entriegeln, indem das Verriegelungselement von der Antriebswelle außer Eingriff gebracht wird, beispielsweise durch eine Auswärtsbewegung durch radiales Verschieben oder Verkippen, wobei das Verriegelungselement mit dem Übertragungselement in Eingriff bleiben und mit dem Übertragungselement mitbewegt werden kann. In diesem Fall ist die genannte Mitnehmerverbindung vorteilhafterweise zwischen der Antriebswelle und dem genannten Rückhalteteil vorgesehen, so dass das Rückhalteteil bei Bewegungen der Antriebswelle mitgenommen wird und sich hierbei relativ zum Verriegelungselement bewegt. Die Mitnehmerverbindung ist vorteilhafterweise so ausgebildet, dass eine Bewegung des Rückhalteteils relativ zum entriegelten Verriegelungselement erzeugt werden kann.
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Die genannte Mitnehmerverbindung kann in Weiterbildung der Erfindung insbesondere als kraft-, reib- und/oder formschlüssige Rutschkupplung ausgebildet sein, die zwischen dem genannten Rückhalteteil einerseits und dem Übertragungselement bzw. der Antriebswelle andererseits vorgesehen ist. Die genannte Rutschkupplung ist in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung dabei derart ausgebildet, dass sie bis zum Erreichen eines vorbestimmten Drehmoments das drehbar gelagerte Rückhalteteil mitnimmt, jedoch dann, wenn das genannte Drehmoment überschritten wird, beispielsweise durch Anfahren des Rückhalteteils an einen Anschlag oder anderweitiges Festhalten des Rückhalteteils, die Rutschkupplung durchrutscht bzw. das Rückhalteteil nicht weiter mitnimmt. Ein „Durchrutschen” muss hierbei nicht zwangsweise ein reibungsbehaftetes Gleiten sein, sondern kann auch ein Abrollen oder ein zumindest abschnittsweise berührungsloses Hinwegbewegen sein.
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Mithilfe einer solche Rutschkupplung kann das Rückhalteteil sowohl in seine rückhaltende Stellung verbracht als auch umgekehrt in seine freigebende Stellung verbracht werden. Wird dann, wenn das Rückhalteelement bereits in seiner rückhaltenden Stellung ist, das Übertragungselement und/oder die Antriebswelle weiter gedreht, kann die genannte Rutschkupplung einfach durchrutschen, so dass ohne weitere Stellbewegung das Rückhalteteil in seiner rückhaltenden Stellung verbleiben kann. Wird andererseits die Drehrichtung des Übertragungselements bzw. der Antriebswelle umgekehrt, kann die Rutschkupplung das Rückhalteteil wieder mitnehmen, um es in seine freigebende Stellung zurückzudrehen. Hierdurch können beide Stellbewegungen des Rückhalteteils, d. h. die Stellbewegung in die Rückhaltestellung und die Stellbewegung in die freigebende Stellung, unmittelbar von der Drehbewegung des Übertragungselements und/oder der Drehbewegung der Antriebswelle abgeleitet werden.
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Die genannte Rutschkupplung kann hierbei verschiedene Ausbildungen besitzen, beispielsweise als Reibscheibenkupplung arbeiten, die das Rückhalteteil bis zu einem vorbestimmten Drehmoment mitnehmen und bei Überschreiten des Drehmoments durchrutschen kann. Um eine zumindest näherungsweise verschleißfreie Ausbildung zu erlangen, kann die Rutschkupplung jedoch auch als formschlüssige Kupplung bzw. Mischform aus kraft- und formschlüssiger Kupplung ausgebildet sein. Insbesondere kann die Rutschkupplung von Vorspannmitteln vorgespannte Rastelemente umfassen, die mit Gegenrastelement in Eingriff bringbar sind und unter der Vorspannkraft der Vorspannmittel das Rückhalteteil in einer vorbestimmten Stellung relativ zum Übertragungselement oder zur Antriebswelle halten sowie unter Überwindung der Vorspannkraft voneinander außer Eingriff bringbar sind.
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In besonders vorteilhafter Weise können vorgespannte Rastkugeln mit korrespondierend angeordneten und ausgebildeten Rastsenken in Eingriff bringbar sein, so dass die Rastkugeln unter entsprechender Vorspannkraft in die genannten Rastsenken fallen und dort die gewünschte Verrastung bewirken können. Durch entsprechende Konturierung der Rastsenken und/oder der Rastkugeln bzw. Rastvorsprünge kann andererseits bewirkt werden, dass die Rastkugeln bzw. -vorsprünge aus den Rastsenken herausgedrückt werden, wenn das zu übertragende Drehmoment zu groß wird. Hierdurch kann nicht nur eine besonders verschleißarme Ausbildung erreicht werden, sondern auch eine definierte Freigabestellung erreicht werden.
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Als Rückhalteteil kann in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung insbesondere eine Steuerscheibe vorgesehen sein, die relativ zur Antriebswelle und relativ zum Übertragungselement drehbar gelagert ist und vorteilhafterweise stirnseitig an dem genannten Übertragungselement angeordnet sein kann. Die genannte Steuerscheibe kann hierbei einen Rückhalteabschnitt umfassen, der je nach Drehstellung der Steuerscheibe im Stellweg des Verriegelungselements oder außerhalb des Stellwegs des Verriegelungselements liegt. Hierdurch kann je nach Drehstellung der Steuerscheibe die Bewegung des Verriegelungselements blockiert oder freigegeben werden.
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Der genannte Rückhalteabschnitt kann hierbei eine Eingriffsnase oder eine anderweitig unter bzw. hinter das Verriegelungselement schiebbare Rückhaltekontur sein, die einseitig beispielsweise durch den Rand eines Korpusabschnitts gebildet sein kann. In Weiterbildung der Erfindung kann die genannte Steuerscheibe insbesondere eine Durchgangsausnehmung umfassen, durch die hindurch das Verriegelungselement bewegbar ist, wobei die Verriegelungsstellung des Verriegelungselements auf der einen Seite der genannten Steuerscheibe und die Entriegelungsstellung auf der anderen Seite der Steuerscheibe liegt. Wird das Verriegelungselement durch die Steuerscheibe hindurch bzw. an der Steuerscheibe vorbei bewegt, so dass das Verriegelungselement auf der gegenüberliegenden anderen Seite der Steuerscheibe zu liegen kommt, kann die Steuerscheibe verdreht werden, so dass dem Verriegelungselement der Weg zurück versperrt ist.
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Insbesondere kann die genannte Steuerscheibe ein Lochbild besitzen, das an die Querschnittskonturierung des Verriegelungselements angepasst ist, insbesondere in etwa der Außenkontur des Verriegelungselements entspricht, insbesondere derart, dass das Verriegelungselement nur in einer definierten Stellung der Steuerscheibe aus der Verriegelungsstellung in die Entriegelungsstellung und/oder umgekehrt aus der Entriegelungsstellung in die Verriegelungsstellung verbringbar ist.
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In Weiterbildung der Erfindung kann die Steuerscheibe eine bajonettartige Rückhalteblende mit einer Durchtrittsausnehmung aufweisen, deren Kontur im Wesentlichen mit der Kontur des Verriegelungselements korrespondiert. Dementsprechend kann bei geeigneter Drehstellung der Steuerscheibe das Verriegelungselement durch die Durchtrittsausnehmung hindurch die Rückhalteblende passieren, wobei durch Verdrehen der Steuerscheibe ein Passieren der Rückhalteblende unterbunden ist.
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Um die Steuerscheibe in ihre Rückhaltestellung und/oder umgekehrt in ihre Freigabestellung zu verdrehen, kann in Weiterbildung der Erfindung eine Mitnahmeverbindung der vorgenannten Art zwischen dem Übertragungselement und der Stellscheibe vorgesehen sein, insbesondere in Form der zuvor genannten Rutschkupplung. Die genannte Rutschkupplung kann hierbei zumindest ein in der bzw. an der genannten Steuerscheibe axial beweglich gelagertes Rastelement, insbesondere in Form einer Rastkugel, umfassen, das mit zumindest einer Rastsenke an dem Übertragungselement in Rasteingriff bring bar ist. Je nach Ausbildung der Steuerscheibe und/oder des Übertragungselements kann es vorteilhaft sein, wenn das genannte Rastelement axial beweglich gelagert ist, so dass das Rastelement näherungsweise parallel zur Längsachse der Antriebswelle bewegt werden kann, wobei in diesem Fall vorteilhafterweise das Rastelement in eine stirnseitig vorspringende Stellung bewegbar ist, um in eine an der Stirnseite des Gegenüber vorgesehene Rastsenke einfallen zu können. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein radial bewegliches Rastelement vorgesehen sein, welches in eine umfangsseitige Rastsenke einfahren kann, beispielsweise dann, wenn die Steuerscheibe und das Übertragungselement ein Stück weit axial ineinander sitzen und einander abschnittsweise an einer Umfangsfläche überdecken.
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In vorteilhafter Weiterbildung sitzt dabei das zumindest eine bewegliche Rastelement an der Steuerscheibe, während die zugehörige Rastsenke an dem Übertragungselement ausgebildet ist. Prinzipiell wäre zwar auch eine umgekehrte Anordnung möglich dergestalt, dass die Rastsenke an der Steuerscheibe und das bewegliche Rastelement an dem Übertragungselement vorgesehen ist. Bevorzugt ist jedoch die erstgenannte Anordnung, da hierdurch größere Ausnehmungen und Schwächungen am Übertragungselement vermieden werden.
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Um zu verhindern, dass durch zu weites Mitverdrehen der Steuerscheibe diese wieder ihre freigebende Stellung erreicht und das Verriegelungselement ungewollt in seine verriegelnde Stellung zurückfällt, kann die Steuerscheibe zumindest einen Anschlag zur Begrenzung der Drehbarkeit der Steuerscheibe umfassen, wobei der genannte Anschlag vorteilhafterweise mit dem Verriegelungselement selbst in Eingriff bringbar ist, insbesondere dann, wenn das Verriegelungselement in seiner entriegelten Stellung ist.
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In Weiterbildung der Erfindung umfasst die Steuerscheibe ein paar Anschläge zur Begrenzung der Drehung der Drehscheibe in beide entgegengesetzte Richtungen, wobei die genannten Anschläge vorteilhafterweise mit dem entriegelten Verriegelungselement in Eingriff bringbar sind. Insbesondere kann die genannte Steuerscheibe bezüglich des Lochbildes symmetrisch ausgebildete bzw. angeordnete Anschläge umfassen derart, dass die Steuerscheibe in entgegengesetzte Drehrichtungen gleichermaßen arbeiten kann.
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Das beweglich gelagerte Verriegelungselement kann in Weiterbildung der Erfindung eine axial an der Antriebswelle und/oder dem Übertragungselement geführte Passfeder umfassen.
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Zur Betätigung des genannten Verriegelungselements kann in Weiterbildung der Erfindung ein axial verschieblich in einer Ausnehmung in der Antriebswelle aufgenommener Stellbolzen vorgesehen sein, der vorzugsweise einen axial über die Antriebswelle vorstehenden Betätigungskopf aufweisen kann. Durch die Anordnung des Betätigungsteils im Inneren der Antriebswelle kann eine äußerst kompakte Anordnung geschaffen werden. Vorteilhafterweise erstreckt sich hierbei die Ausnehmung in der Antriebswelle zumindest soweit in die Antriebswelle hinein, dass die genannte Ausnehmung für das Betätigungsteil sich mit der Ausnehmung für das Verriegelungselement überdeckt und das Betätigungsteil gegen das Verriegelungselement gedrückt werden kann. Besitzt der Betätigungsteil einen stirnseitig aus der Antriebswelle vorstehenden Betätigungskopf, kann gleichwohl eine einfache Betätigung der Entriegelungsvorrichtung von außen her erfolgen.
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Der genannte Betätigungsbolzen kann vorteilhafterweise über einen quer zum Betätigungsbolzen verschiebbaren Schieber betätigt werden, der eine Keilfläche aufweist, um die Querbewegung des Schiebers in eine Axialbewegung des Betätigungsbolzens umzusetzen. Je nach Ausbildung des Antriebsstrangs können aber auch andere Betätigungsmechanismen wie beispielsweise ein Schwenkhebel vorgesehen sein, wobei ggf. auch eine rein händische Betätigung des genannten Stellbolzens möglich ist.
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Um eine besonders kompakte Anordnung zu erreichen, kann auch die Vorspannvorrichtung zur Vorspannung des Verriegelungselements im Inneren der Antriebswelle aufgenommen sein. Insbesondere kann eine Federeinrichtung vorgesehen sein, die zumindest teilweise in einer Ausnehmung in der Antriebswelle aufgenommen ist, wobei sich die Ausnehmung für die genannte Federeinrichtung vorteilhafterweise koaxial zur Ausnehmung für den Betätigungsbolzen erstrecken kann, wobei vorteilhafterweise die Federeinrichtung auf einer dem Betätigungsbolzen gegenüberliegenden Seite des Verriegelungselements angeordnet sein kann.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
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1: eine schematische Darstellung eines Torantriebs, der einen Antriebsmotor umfasst, der durch einen Antriebsstrang mit einem Tor verbunden ist, wobei in dem Antriebsstrang eine Entriegelungsvorrichtung nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung vorgesehen ist,
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2: eine Schnittansicht der Entriegelungsvorrichtung aus 1 in einer verriegelten Stellung, in der die Antriebswelle mit dem Antriebszahnrad durch eine eingerückte Passfeder verriegelt ist,
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3: eine Schnittansicht der Entriegelungsvorrichtung ähnlich 2, wobei ein Entriegelungsbolzen in die Antriebswelle hineingedrückt wird, um das Antriebszahnrad von der Antriebswelle zu entriegeln, indem die Passfeder durch den Entriegelungsbolzen in eine Außereingriffsstellung gebracht wird,
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4: eine Schnittansicht der Entriegelungsvorrichtung aus den vorhergehenden Figuren, wobei der Entriegelungsbolzen entlastet ist, so dass die Passfeder bereit ist, bei Richtungsumkehr in die verriegelnde Stellung zu fallen, wobei gemäß 4 die genannte Passfeder noch in der entriegelten Stellung ist,
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5: eine Explosionsdarstellung der Steuerscheibe zum Steuern der Verriegelungsbewegung der Passfeder, und des Zahnrads, wobei die axial vorgespannten Rastkugeln einer Rastkupplung zur Verrastung der Steuerscheibe mit dem Zahnrad und die im Zahnrad vorgesehenen Senken für die Rastkugeln dargestellt sind, und
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6: eine Darstellung des Ablaufs der Entriegelung und der Wiederverriegelung des Zahnrads mit der Antriebswelle und der dabei erfolgenden Bewegungen der Steuerscheibe und der Passfeder in verschiedenen Stadien der Entriegelung und Wiederverriegelung, wobei in separaten Stirnansichten jeweils die Stellung des Zahnrads und die Stellung der Steuerscheibe relativ zur Passfeder gezeigt sind.
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1 zeigt beispielhaft und schematisch einen Torantrieb 1, der einen Antriebsmotor 2 umfasst, der über einen Antriebsstrang 3 mit einem Tor 4 gekoppelt ist, um das Tor zwischen seiner Schließstellung und seiner Offenstellung und/oder umgekehrt motorisch zu bewegen. Der Antriebsmotor kann ein Elektromotor sein, ggf. aber auch hydraulisch oder nach einem anderen Wirkprinzip arbeitend ausgebildet sein. Der Antriebsstrang 3 kann an sich bekannte Strangelemente wie beispielsweise Getriebestufen zur Drehzahltransformation und andere Getriebeelemente umfassen, um die beispielsweise rotatorische Bewegung des Antriebsmotors 2 in die gewünschte Torblattbewegung umzusetzen.
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Insbesondere umfasst der Antriebsstrang 3 hierbei eine Antriebswelle 5, die gemäß 1 beispielsweise eine Seiltrommel antreiben kann, um ein mit dem Tor 4 verbundenes Zugseil aufzuwickeln. Die Antriebswelle 5 kann je nach Ausbildung des Tors 4 bzw. des Antriebsstrangs 2 jedoch auch in anderer Weise an das Tor 4 angekoppelt sein.
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Im Bereich der Antriebswelle 5 umfasst der Antriebsstrang 3 eine Entriegelungsvorrichtung 6, mittels derer das Tor 4 vom Antriebsmotor 2 getrennt werden kann, um das Tor 4 von Hand bewegen zu können, ohne hierbei den Antriebsmotor 2 mitbewegen zu müssen.
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Wie die 2–5 zeigen, umfasst die genannte Entriegelungsvorrichtung 6 einen Teil der Antriebswelle 5, auf der ein Übertragungselement 7 axial fest, jedoch drehbar gelagert ist. Das besagte Übertragungselement 7 kann insbesondere ein Zahnrad 8 sein, ggf. aber auch ein Kettenritzel oder eine Riemenscheibe, ein Reibrad oder ein anderes Getrieberad zur Übertragung der Drehbewegung der Antriebswelle 5 auf ein vor- oder nachgeschaltetes nächstes Getriebeelement. Um die genannte Drehbewegung tatsächlich übertragen zu können, ist des genannte Zahnrad 8 durch ein Verriegelungselement 9 in Form einer Passfeder 10 formschlüssig mit der Antriebswelle 5 drehfest verriegelbar.
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Wie die 2 und 3 zeigen, ist das Verriegelungselement 9 in einer sich axial erstreckenden Längsausnehmung in der Antriebswelle 5 axial verschieblich, jedoch drehfest geführt. Insbesondere kann die Antriebswelle 5 eine langlochartige Durchgangsausnehmung umfassen, die sich im Wesentlichen parallel zur Längsachse der Antriebswelle 5 erstreckt und die beispielsweise stiftförmige Passfeder 10 aufnimmt, die beidseitig aus der Antriebswelle 5 hervorsteht. Das genannte Langloch 11 kann hierbei eine lichte Weite besitzen, die im Wesentlichen etwa dem Durchmesser der Passfeder 10 entspricht, während die Länge des genannten Langlochs 11 deutlich größer als der Durchmesser der Passfeder 10 ist, vorteilhafterweise mindestens 200% des Passfederdurchmessers beträgt, so dass die Passfeder in Längsrichtung der Antriebswelle 5 relativ zu dieser ausreichend weit verschoben werden kann, um sie vom Zahnrad 8 außer Eingriff bringen zu können.
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Das Zahnrad 8 ist auf der Antriebswelle 5 derart angeordnet, dass das Langloch 11 zumindest teilweise vom Korpus des Zahnrads 8 überdeckt ist bzw. sich die im Langloch 11 befindliche Passfeder 10 im Bereich des genannten Zahnrads 8 erstreckt.
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Um das Zahnrad 8 mit der Passfeder 10 an der Antriebswelle 5 zu verriegeln, besitzt das Zahnrad 8 eine an die Kontur der Passfeder 10 angepasste Verriegelungskontur vorzugsweise in Form einer Verriegelungsausnehmung 12, in der sich die aus der Antriebswelle 5 hervorstehenden Abschnitte der Passfeder 10 fangen können, wenn die Passfeder 10 im Langloch 11 auf das Zahnrad 8 hinzubewegt wird. Insbesondere kann die genannte Verriegelungsausnehmung 12 eine zu einer Stirnseite des Zahnrads offene Aufnahmesenke bilden, beispielsweise in Form einer Schlüsselnut, die sich in radialer Richtung nach innen hin in die Durchgangsausnehmung 13 öffnet, mit der das Zahnrad 8 auf der Antriebswelle 5 sitzt, vgl. 6. Insbesondere kann die genannte Schlüsselnut zwei diametral gegenüberliegende Senken umfassen, die sich in axialer Richtung von einer Stirnseite her in den Korpus des Zahnrads 8 hinein erstrecken und zur Innendurchgangsausnehmung 13 hin offen sind und eine Breite bzw. lichte Weite besitzen, die im Wesentlichen dem Durchmesser der Passfeder 10 entspricht.
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Die Passfeder 10 ist durch eine Vorspannvorrichtung 23 auf ihre verriegelnde Stellung zu, insbesondere auf das Zahnrad 8 zu, vorgespannt. Vorteilhafterweise kann die Vorspannvorrichtung 23 in die Antriebswelle 5 integriert sein, wobei vorteilhafterweise die Vorspannvorrichtung 23 eine Vorspannfeder 24 umfassen kann, die in einer Ausnehmung im Inneren der Antriebswelle 5 aufgenommen ist und die Passfeder 10 in axialer Richtung, d. h. im Wesentlichen parallel zur Drehachse der Antriebswelle, beaufschlagt. Um die Passfeder 10 entgegen der Vorspannkraft in ihre entriegelte Stellung zu verbringen, ist ein Betätigungsbolzen 25 vorgesehen, der an der Antriebswelle 5 axial gelagert, insbesondere in die Antriebswelle 5 integriert sein kann. Wie 2 zeigt, kann der genannte Betätigungs- bzw. Entriegelungsbolzen 25 in einer Axialbohrung in der Antriebswelle aufgenommen sein, die mit dem Langloch 11 zur Aufnahme der Passfeder 10 in Verbindung steht, so dass der Betätigungsbolzen 25 gegen die Passfeder 10 gefahren werden kann. Der Betätigungsbolzen 25 und die Vorspannvorrichtung 23 sind vorteilhafterweise auf gegenüberliegenden Seiten der Passfeder 10 angeordnet.
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Ebenfalls drehbar auf der Antriebswelle 5 ist eine Steuerscheibe 14 angeordnet, die stirnseitig auf einer Seite des Zahnrads 8 sitzt, wobei sich die genannte Steuerscheibe 14 sowohl relativ zur Antriebswelle 5 als auch relativ zum Zahnrad 8 verdrehen kann, wie noch erläutert wird. Um die Steuerscheibe 14 axial zu sichern, insbesondere anliegend an der Stirnseite des Zahnrads 8 zu halten, kann die Antriebswelle 5 eine Schulter 15 umfassen, an der die Steuerscheibe 14 axial ansteht, wie dies 3 zeigt. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Axialsicherungsring an der Welle angebracht werden. Alternativ oder zusätzlich wäre es auch möglich, die Steuerscheibe 14 beispielsweise durch einen Axialsicherungsring am Zahnrad 8 zu sichern, wenn die beiden Komponenten ausreichend weit topfförmig ineinander gesetzt werden. Bevorzugt ist jedoch die in 3 gezeigte Axialsicherung durch eine Wellenschulter 15.
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Wie die 5 und 6 am besten zeigen, umfasst die genannte Steuerscheibe 14 in ihrem sich radial erstreckenden Scheibenboden 16 eine Durchtrittsausnehmung 17, die an die Kontur der Passfeder 10 angepasst ist derart, dass bei passender Stellung der Steuerscheibe 14 die Passfeder 10 in Längsrichtung der Antriebswelle 5 durch die Steuerscheibe 14 hindurch geschoben werden kann. Die genannte Durchgangsausnehmung 17 bildet hierbei vorteilhafterweise eine Art Schlüsselloch, d. h. eine Schlüssellochausnehmung, die passgenau an die Außenkontur der Passfeder 10 angepasst ist, so dass die Passfeder 10 nur in exakt einer Stellung der Steuerscheibe 14 durch deren Scheibenboden 16 hindurch geschoben werden kann. Die genannte Durchtrittsausnehmung 12 kann diametral gegenüberliegende Nutausnehmungen umfassen, die zur Innendurchgangsausnehmung der Steuerscheibe 14 offen sind, mit der die Steuerscheibe 14 auf der Antriebswelle 5 sitzt.
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Der Scheibenboden 16 bildet vorteilhafterweise eine bajonettartige Rückhalteblende, die in einer Drehstellung die Passfeder 10 hindurchtreten lässt und durch Verdrehen der Steuerscheibe 14 den Stellweg der Passfeder 10 blockiert, insbesondere dann, wenn die Passfeder 10 in der entriegelten Stellung ist, um hierdurch die genannte Passfeder 10 in der entriegelten Stellung zurückzuhalten.
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Die Verdrehbewegung der Steuerscheibe 14 wird hierbei von einer Drehbewegung des Zahnrades 8 abgeleitet. Wenn das Zahnrad 8 relativ zur Antriebswelle 5 verdreht wird, versucht das Zahnrad 8 die genannte Steuerscheibe 14 mitzunehmen. Die entsprechende Mitnehmerverbindung 18 zwischen Zahnrad 8 und Steuerscheibe 14 ist hierbei vorteilhafterweise zweiseitig wirkend ausgebildet, so dass das Zahnrad 8 in beide entgegengesetzte Drehrichtungen versucht, die Steuerscheibe 14 mitzunehmen.
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Wie am besten die 4 und 5 zeigen, umfasst die genannte Mitnehmerverbindung 18 vorteilhafterweise eine Art Rutschkupplung 19, die kraftschlüssig und/oder formschlüssig arbeitend ausgebildet ist und – entsprechend der gezeichneten Ausführung – vorteilhafterweise vorgespannte Rastelemente 20 umfasst, die in Rastsenken 21 einfallen können.
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Insbesondere können an der Steuerscheibe 14 axial verschieblich, jedoch in Umfangsrichtung fixierte Rastelemente 20 beispielsweise in Form von Rastkugeln vorgesehen sein, die durch Vorspannfedern 22 in ihre verrastende Stellung vorgespannt sind. Die genannten Vorspannfedern 22 können hierbei in sacklochartigen Aufnahmeausnehmungen angeordnet sein und die genannten Rastelemente 20 gegen ein offenes Ende der genannten Ausnehmungen auf eine Stirnseite der Steuerscheibe 14 drücken. Die offenen Enden der genannten Aufnahmen sind hierbei vorteilhafterweise derart konturiert, dass die Rastelemente 20 ein Stück weit vorspringend aus den Rastausnehmungen herausgedrückt werden können, jedoch vor einem vollständigen Herausdrücken gesichert sind, beispielsweise indem die genannte sacklochartige Aufnahmebohrung an ihrem offenen Ende hin eine Durchmesserverjüngung besitzt.
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Auf einem korrespondierenden Teilungskreis angeordnet umfasst das Zahnrad 8 mit den Rastelementen 20 korrespondierende Rastsenken 21 beispielsweise in Form von kegelförmigen Rastvertiefungen, in die die genannten Rastelemente 20 einfallen können. Die Konturierung der Rastelemente 20 und/oder der Rastsenken 21 ist hierbei derart ausgeführt, dass bei einem Verdrehen der Steuerscheibe 14 relativ zum Zahnrad 8 mit einem ausreichend hohen Drehmoment die Rastelemente 20 aus den Rastsenken 21 herausgedrückt bzw. in die Aufnahmebohrungen hineingedrückt werden, so dass die Steuerscheibe 14 nach Überwindung einer Hemmkraft bzw. eines Hemmmoments gegenüber dem Zahnrad verdreht werden kann. Wird das Zahnrad 8 ausreichend weit verdreht, so dass die Rastsenken wiederum die Rastelemente erreichen, fällt die Verrastung wieder ein, wobei das Zahnrad 8 auch darüber hinaus gedreht werden kann, indem durch ausreichendes Drehmoment die Verrastung wieder aufgedrückt wird.
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Prinzipiell wäre es auch möglich, die Anordnung der Rastelemente und Rastsenken umzudrehen, d. h. die Rastelemente 20 im Zahnrad 8 axial beweglich anzuordnen und die starren Rastsenken 21 an der Steuerscheibe 14 vorzusehen. Die in den Figuren gezeigte Anordnung ist jedoch bevorzugt, da hierdurch das Zahnrad standardmäßig ausgebildet und ohne Schwächungsstellen gefertigt werden kann. Alternativ oder zusätzlich könnte auch die Konturierung der Rastelemente und Rastsenken umgekehrt werden, beispielsweise dahingehend, dass stiftförmige Rastelemente an ihren Stirnseiten konkave Rastsenken umfassen, die auf vorspringende, starr angeordnete Rastvorsprünge auffahren können.
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Die Drehbewegung der Steuerscheibe 14 wird durch an der Steuerscheibe 14 vorgesehene Anschläge 27 begrenzt, die mit der Passfeder 10 in Eingriff gelangen können, wenn sich die Passfeder 10 in ihrer entriegelten Stellung befindet. Wie 6(a), dort die untere Darstellung zeigt, können die Anschläge 27 symmetrisch zum Lochbild der Steuerscheibe 14 angeordnet sein, beispielsweise derart, dass sie eine Verdrehung der Steuerscheibe 14 in entgegengesetzte Richtungen bei einem Verdrehwinkel von etwa 30° bis 60° – aus der mit der Passfeder 10 fluchtenden Mittelstellung – begrenzen.
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Dementsprechend ergibt sich eine Entriegelung und Verriegelung der Entriegelungsvorrichtung 6 wie folgt:
In der in 6(a) gezeigten Ausgangsstellung befindet sich zunächst die Passfeder 10 in ihrer verriegelnden Stellung, in der sie durch die Vorspannvorrichtung 23 gehalten ist. Die Vorspannvorrichtung 23 umfasst eine beispielsweise im Inneren der Antriebswelle 5 aufgenommene Vorspannfeder 24, die die Passfeder 10 im Langloch 11 gegen das Zahnrad 8 drückt, wobei die Passfeder 10 in der notförmigen Verriegelungsausnehmung 12 des Zahnrads 8 sitzt.
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Wird sodann zum Zwecke der Entriegelung der Entriegelungsbolzen 25 in die Antriebswelle 5 hineingedrückt, erfolgt eine Verschiebung der Passfeder 10 im Langloch 11, so dass die Passfeder 10 vom Zahnrad 8 außer Eingriff gerät und hierbei durch die Durchtrittsausnehmung 17 im Scheibenboden 16 der Steuerscheibe 14 hindurchfährt, wie dies 3 im Übergang und 4 in Vollendung zeigt.
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Ist die Passfeder 10 durch die Steuerscheibe 14 hindurchgefahren, kann das Tor 4 von Hand bewegt werden, wodurch – je nachdem, ob das Tor 4 mit der Antriebswelle 5 oder mit dem Zahnrad 8 gekoppelt ist – die Antriebswelle 5 oder das Zahnrad 8 in eine erste Richtung verdreht wird. In jedem Fall erfolgt eine Relativverdrehung von Zahnrad zu Antriebswelle, wie dies 6(b), dort die obere Ansicht zeigt. Durch die Verdrehung des Zahnrads 8 relativ zur Antriebswelle 5 wird die Steuerscheibe 14 mitgenommen, wie dies 6(b), dort die untere Ansicht zeigt. Hierdurch schiebt sich der Rückhalteabschnitt 26 des Scheibenbodens 16 hinter die Passfeder 10, da sozusagen das Schlüsselloch im besagten Scheibenboden 16 nicht mehr mit der Passfeder 10 ausgerichtet ist.
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Das rotatorische Mitnehmen der Steuerscheibe 14 wird jedoch dann beendet, wenn die Steuerscheibe 14 mit einem ihrer Anschläge 27 an der Passfeder 10 anfährt bzw. ansteht. Das Zahnrad 8 kann dennoch weiter gedreht werden, wie dies 6(c) zeigt. Hierbei wird die vorgenannte Rutschkupplung 19 benötigt, d. h. die Rastelemente 20 werden aus den Rastsenken 21 zurückgedrückt, so dass sich das Zahnrad 8 relativ zur Steuerscheibe 14 weiterdreht. Die Passfeder 10 wird hierbei weiterhin in der entriegelten Stellung gehalten.
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Sobald das Tor 4 in die entgegengesetzte Richtung bewegt wird und hierdurch die Drehbewegung des Zahnrads 8 eine Richtungsumkehr erfährt, wie dies 6(d) zeigt, kann das Zahnrad 8 die Steuerscheibe 14 wieder mitnehmen, da dies vom Anschlag 27 nicht behindert wird. Die Mitnahme in entgegengesetzter Richtung erfolgt solange, bis die Durchtrittsausnehmung 17 im Scheibenboden 16 mit der Passfeder 10 fluchtet, so dass die Passfeder 10 in die Steuerscheibe 14 einrasten kann, vgl. 6(e). Sofern die Durchtrittsausnehmung im Zahnrad 8 nicht ebenfalls schon mit der Passfeder 10 fluchtet, kann das Zahnrad 8 unter weiterer Zurückdrängung der genannten Rastkugeln sich gegenüber der Steuerscheibe noch weiter verdrehen, bis auch die Verriegelungsausnehmung 12 im Zahnrad 8 mit der Passfeder 10 fluchtet, so dass sodann die Passfeder 10 von der Vorspannvorrichtung 23 getrieben mit dem Zahnrad 8 verrastet, vgl. 6(f).
