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GEBIET DER ERFINDUNG
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Vorliegende Erfindung betrifft Antriebsvorrichtungen und insbesondere eine Rollladenantriebsvorrichtung zum Antreiben eines Fenstervorhangs, einer Jalousie, eines Projektionsschirms in einem Raum oder in einem Fahrzeug.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Rollläden gehören heutzutage zur üblichen Ausstattung. Mit der Weiterentwicklung der Rollladentechnik werden Rollläden auch zunehmend für Fahrzeugfenster in Fahrzeugen des Premiumsegments verwendet. Derzeit erfolgt das Einrollen und Ausrollen des Rollladens eines üblichen Fahrzeugfensters über den Antrieb durch einen Antriebsmotor, wobei die ideale Stoppposition des Rollladens durch eine Steuereinheit gesteuert und der Rollladen durch eine Selbsthemmung des Motors in der gewünschten Position gehalten wird. Wegen des sehr hohen Gewichts des Rollladens selbst verfügen aktuelle Motoren nicht über ein ausreichendes Selbsthemmungsvermögen, um den Rollladen ganz in der gewünschten Position zu halten.
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ÜBERSICHT
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Aus diesem Grund wird eine Rollladenantriebsvorrichtung gewünscht, die eine stabile Verriegelung erzielen kann.
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Ebenso wird eine Rollvorrichtung gewünscht, die vorstehende Rollladenantriebsvorrichtung verwendet.
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Eine Rollladenantriebsvorrichtung umfasst einen Motor, eine Verriegelungsanordnung und ein Getriebe. Der Motor hat einen Ständer und einen Läufer, der sich relativ zu dem Ständer drehen kann. Der Läufer hat eine Drehwelle, die mit dem Getriebe verbunden ist. Die Drehwelle des Motors ist konfiguriert für den Antrieb eines Rollladens, der mit einem Ende des Getriebes verbunden ist, über das Getriebe. Die Verriegelungsanordnung hat einen Bremsbelag, der umfangsseitig relativ zu dem Ständer festgelegt ist, und ein Drehelement, das umfangsseitig relativ zur Drehwelle festgelegt ist. Das Drehelement ist relativ zur Drehwelle festgelegt. Der Bremsbelag kann relativ zur Drehwelle zwischen einer Verriegelungsposition, in der sich der Bremsbelag zum Verriegeln der Drehwelle und zum Halten des Rollladens in Position mit dem Drehelement im Eingriff befindet, und einer Entriegelungsposition, in der der Bremsbelag zum Entriegeln der Drehwelle von dem Drehelement gelöst ist, axial gleiten.
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Vorzugsweise umfasst die Verriegelungsanordnung ferner einen magnetischen leitenden Ring und ein elastisches Element. Der magnetische leitende Ring ist an der Drehwelle gleitend befestigt und hält die Verbindung mit dem Bremsbelag. Das elastische Element hält dem Bremsbelag stand und zwingt den Bremsbelag dadurch in Richtung auf die Verriegelungsposition. Der Ständer des Motors hat eine Wicklung, die bei Versorgung mit Strom eine elektromagnetische Kraft erzeugt, um den magnetischen leitenden Ring und den Bremsbelag unter Überwindung einer elastischen Kraft zu einer Bewegung axial entlang der Drehwelle in Richtung auf die Entriegelungsposition zu zwingen.
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Vorzugsweise hat der Motor ferner eine Endkappe, die an einem Ende des Ständers angeordnet ist, wobei die Verriegelungsanordnung an einem von der Endkappe weit entfernten Ende des Motors angeordnet ist, der Läufer durch die Endkappe und die Verriegelungsanordnung gestützt ist und der Läufer sich unter der Wirkung der elektromagnetischen Kraft der Wicklung um den Ständer dreht.
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Vorzugsweise ist die Wicklung eine konzentrierte Wicklung.
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Vorzugsweise ist eine Seite des Bremsbelags mit einem Aufnahmebereich für die Aufnahme des magnetischen leitenden Rings und die andere Seite des Bremsbelages mit einer Mehrzahl von Verlängerungen versehen, wobei die Verlängerungen in Reaktion auf die Bewegung des Bremsbelags in die Verriegelungsposition mit dem Drehelement in Eingriff gelangen.
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Vorzugsweise definiert das Drehelement eine Mehrzahl von Durchgriffsöffnungen, wobei jede Verlängerung in Reaktion auf die Bewegung des Bremsbelages in die Verriegelungsposition in einer der Durchgriffsöffnungen in Eingriff gebracht wird.
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Vorzugsweise sind die Verlängerungen und die Durchgriffsöffnungen umfangsseitig und jeweils in gleichen Abständen an dem Bremsbelag und an dem Drehelement angeordnet.
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Vorzugsweise hat der Motor ferner ein Gehäuse, das an einem Ende Ständers fest angeordnet ist, das der Endkappe gegenüberliegt und sich in der Nähe der Verriegelungsanordnung befindet, wobei das Gehäuse des Motors mit einer Mehrzahl von sich axial erstreckenden Begrenzungsschlitzen versehen ist, eine äußere Umfangsseite des Bremsbelags mit einer Mehrzahl von Gleitschuhen versehen ist, jeder Gleitschuh in einen entsprechenden Begrenzungsschlitz der Begrenzungsschlitze eingepasst ist und in dem entsprechenden Begrenzungsschlitz axial gleiten kann.
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Vorzugsweise umfasst die Verriegelungsanordnung ferner eine Hülse mit einem in dieser angeordneten Lagersitz. Ein Lager ist in dem Lagersitz montiert, um eines von zwei einander gegenüberliegenden Enden der Drehwelle zu stützen. Ein Ende der Hülse ist mit dem Gehäuse des Motors und das andere Ende der Hülse mit dem Getriebe verbunden.
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Vorzugsweise ist das Ende der Hülse mit einer Mehrzahl von Eingriffsblöcken versehen, die jeweils in einen der Begrenzungsschlitze eingreifen.
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Vorzugsweise hat die Endkappe einen weiteren Lagersitz mit einem weiteren darin aufgenommenen Lager zum Stützen des anderen Endes der Drehwelle.
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Vorzugsweise ist das elastische Element zwischen den Ständer des Motors und den magnetischen leitenden Ring geschaltet.
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Vorzugsweise hat der Ständer ein Joch, eine Mehrzahl von Ständerzähnen, die sich von dem Joch radial erstrecken, eine erste Wicklungshalterung, die an einem von einander gegenüberliegenden axialen Enden der mehrzähligen Ständerzähne in der Nähe der Verriegelungsanordnung befestigt ist, und eine zweite Wicklungshalterung, die an dem von der Verriegelungsanordnung weit entfernten anderen axialen Ende der mehrzähligen Ständerzähne befestigt ist, wobei eines der einander gegenüberliegenden axialen Enden des Jochs an das Gehäuse des Motors stößt.
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Vorzugsweise definiert die erste Wicklungshalterung einen Aufnahmebereich, wobei ein Ende des elastischen Elements in dem Aufnahmebereich aufgenommen ist und einen Widerstand gegen die erste Wicklungshalterung leistet und wobei das andere Ende des elastischen Elements einen Widerstand gegen den magnetischen leitenden Ring leistet.
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Vorzugsweise erstreckt sich die erste Wicklungshalterung axial ein Stück über das Joch hinaus, so dass die an den ersten Wicklungshalterungen montierte Wicklung zum Teil außerhalb des Jochs des Ständers liegt.
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Vorzugsweise umfasst das Getriebe eine Mehrzahl von Getrieberädern und ein Übertragungselement, die in dem Getriebe montiert sind, wobei die Getrieberäder mit der Drehwelle direkt oder indirekt verbunden sind, das Übertragungselement mit dem Rollladen verbunden ist und die Drehwelle die mehrzähligen Getrieberäder drehend antreibt, die wiederum das Übertragungselement antreiben, so dass dieses den Rollladen drehend antreibt.
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Vorzugsweise umfasst die Rollladenantriebsvorrichtung ferner ein Außengehäuse, das den Motor und das Getriebe aufnimmt.
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Eine Rollladeneinrichtung umfasst einen Rollladen. Die Rollladeneinrichtung umfasst ferner die vorstehend beschriebene Rollladenantriebsvorrichtung, wobei die Rollladenantriebsvorrichtung konfiguriert ist für den Antrieb des Rollladens, um den Rollladen einzurollen oder auszurollen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Ansicht einer Rollladeneinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine perspektivische Ansicht der Rollladenantriebsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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3 ist eine zum Teil auseinandergezogene Darstellung der Rollladenantriebsvorrichtung von 2;
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4 ist eine Teilschnittansicht eines Motors der Rollladenantriebsvorrichtung von 3;
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5 ist eine Schnittansicht der Rollladenantriebsvorrichtung von 2 entlang der Linie V-V von 2;
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6 ist eine Schnittansicht der Rollladenantriebsvorrichtung von 5, die in einem anderen Zustand gezeigt ist;
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7 ist eine Schnittansicht der Rollladenantriebsvorrichtung von 2 entlang der Linie VII-VII von 2;
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8 ist eine auseinandergezogene Darstellung der Rollladenantriebsvorrichtung von 2;
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9 ist eine auseinandergezogene Darstellung der Rollladenantriebsvorrichtung von 2 von einer anderen Seite;
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10 ist ein Blockdiagramm einer Motorantriebsschaltung einer Rollladenantriebsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die vorstehend genannten Zeichnungsfiguren näher erläutert.
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DETAILBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Es folgt die Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen. Bau- oder funktionsgleiche Elemente sind in der Beschreibung und in den Figuren gleich gekennzeichnet. Die Figuren dienen lediglich Darstellungszwecken und stellen keine Einschränkung der Erfindung dar. Ferner sind die Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgetreu und zeigen auch nicht jeden Aspekt der beschriebenen Ausführungsformen. Sofern nicht anders angegeben, haben sämtliche Fachbegriffe die dem Fachmann bekannte übliche Bedeutung.
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Sofern angegeben ist, dass ein Element an einem anderen Element "befestigt" ist, kann dieses Element direkt oder über Zwischenelement an dem anderen Element befestigt sein. Sofern angegeben ist, dass ein Element mit einem anderen Element "verbunden" ist, kann dieses Element direkt oder über ein Zwischenelement mit dem anderen Element verbunden sein. Wenn angegeben ist, dass ein Element an einem anderen Element "angeordnet" ist, kann dieses Element direkt oder über ein Zwischenelement an dem anderen Element angeordnet sein.
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Es wird auf die 1 bis 3 Bezug genommen. Eine Rollladeneinrichtung 200 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, zum Beispiel ein Fenstervorhang zuhause, eine Jalousie in einem Fahrzeug, eine Leinwand, ein Rolltor, ein Torvorhang, haben eine Antriebsvorrichtung 100 für den Antrieb eines Rollladens, der eingerollt und ausgerollt wird. Die Rollladenantriebsvorrichtung 100 hat ein Außengehäuse 10 und einen Motor 30, eine Verriegelungsanordnung 50 und einen Geschwindigkeitsreduziermechanismus wie ein Getriebe 60, das in dem Außengehäuse 10 montiert ist. Die Verriegelungsanordnung 50 und das Getriebe 60 führen unter dem Antrieb durch den Motor eine axiale Bewegung oder eine Drehbewegung aus. In dieser Ausführungsform ist die Verriegelungsanordnung 50 rund um ein Ende des Motors 30 befestigt, und das Getriebe 60 ist an einem dem Motor 30 gegenüberliegenden Ende der Verriegelungsanordnung 50 angeordnet. Der Motor 30 treibt das Getriebe 60 an, welches wiederum die Last drehend antreibt, die mit einem Ende des Getriebes 60 verbunden ist, zum Beispiel eine Aufrollwelle des Rollladens. Die Verriegelungsanordnung 50 kann entlang einer axialen Richtung des Motors 30 gleiten, um den Motor 30 und das Getriebe 60 zu verriegeln und dadurch eine Position der Last zu halten, wenn die Drehung des Motors 30 stoppt. Das Getriebe 60 wird verwendet, um eine Drehung mit hoher Geschwindigkeit des Motors 30 in eine Drehung mit einer voreingestellten Geschwindigkeit zu konvertieren, die an die Last abgegeben wird.
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Das Außengehäuse 10 umschließt den Motor 30 und das Getriebe 60. In dieser Ausführungsform hat das Außengehäuse 10 eine zylindrische Wand 12 und eine Kappe 13. Die zylindrische Wand 12 ist in ihrer Form an die Form des Motors und des Getriebes 60 angepasst und hat allgemein die Form einer hohlzylindrischen Konstruktion, so dass die zylindrische Wand 12 den Motor 30 und das Getriebe 60 abdecken und schützen kann. Die Kappe 13 deckt ein Ende der zylindrischen Konstruktion der zylindrischen Wand 12 ab, wobei die Kappe von der zylindrischen Wand 12 entfernt werden kann, um die Reparatur und den Austausch der Rollladeneinrichtung 100 zu ermöglichen.
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Es wird auf 4 und 5 Bezug genommen. In dieser Ausführungsform ist der Motor 30 ein einphasiger Synchronmotor. Es versteht sich, dass der Motor in einer alternativen Ausführungsform auch ein dreiphasiger Motor sein kann. Der Motor 30 hat eine Endkappe 32, ein Gehäuse 33, einen Ständer 35, zwei Wicklungshalterungen 36 und einen Läufer 38. Die Endkappe 32 und das Gehäuse 33 dienen zum Montieren des Ständers 35, der Wicklungshalterungen 36 und des Läufers 38. In der dargestellten Ausführungsform sind die Endkappe 32 und das Gehäuse 33 an gegenüberliegenden Enden eines Jochs 352 des Ständers 35 angeordnet. Die Endkappe 32 und das Gehäuse 33 sind mit dem Joch 352 verrastet, verklebt oder verlötet, ohne Beschränkung hierauf. Es versteht sich, dass das Joch 352 des Ständers 35 in einer anderen Ausführungsform auch vollständig im Inneren der Endkappe 32 und in dem Gehäuse 33 eingeschlossen sein kann. Die Endkappe 32 hat einen Lagersitz 321 für die Aufnahme eines Lagers 322 zum Stützen des Läufers 38. Ein der Endkappe 32 gegenüberliegendes Ende des Gehäuses 33 definiert eine Mehrzahl von Begrenzungsschlitzen 332 (3). In dieser Ausführungsform sind die Begrenzungsschlitze 332 in gleichen Abständen entlang einer Umfangswand des Gehäuses 33 angeordnet, wobei jeder Begrenzungsschlitz 332 mit einem offenen Ende des Gehäuses 33 in Verbindung steht. Die Begrenzungsschlitze 332 dienen für den Eingriff mit der Verriegelungsanordnung 50.
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Es wird auf 6 und 7 Bezug genommen. Der Ständer 35 hat einen Ständerkern 351 und eine konzentrierte Wicklung 37, die direkt oder indirekt um den Ständerkern 351 herumgeführt ist. Der Ständerkern 351 hat das Joch 351 und eine Mehrzahl von Ständerzähnen 353, die mit dem Joch 352 verbunden sind. In dieser Ausführungsform beträgt die Anzahl der Ständerzähne 353 zwei. Die beiden Ständerzähne 353 sind an einer Innenfläche des Jochs 352 angeordnet und liegen einander gegenüber, um einen Aufnahmeraum für den Läufer 38 zu bilden. Das Joch 352 ist ringförmig, und die Ständerzähne 353 erstrecken sich von dem Joch 352 nach innen.
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Die beiden Wicklungshalterungen 36 sind rund um die Ständerzähne 353 befestigt, um die Ständerzähne 353 von der Wicklung 37 zu isolieren. Die beiden Wicklungshalterungen 36 sind jeweils an einander gegenüberliegenden Enden der Ständerzähne 353 montiert. In dieser Ausführungsform haben die beiden Wicklungshalterungen 36 eine unterschiedliche axiale Größe, so dass bei zwei Wicklungshalterungen 36, die an den beiden Enden der Ständerzähne 353 montiert sind, die Erstreckungslänge der einen Wicklungshalterung 36, die der Verriegelungsanordnung 50 benachbart und von dem Ständer 35 entfernt ist, größer ist als die Erstreckungslänge der anderen Wicklungshalterung 36, die der Endkappe 32 benachbart und von dem Ständer 35 entfernt ist. Es versteht sich, dass sich die Wicklungshalterung 36, die an die Verriegelungsanordnung 50 angrenzt, ein Stück über ein Ende des Jochs 352 des Ständers 35 hinaus erstreckt, weshalb sich die Wicklung 37, die um die Wicklungshalterung 36 herumgeführt ist, außerhalb des Jochs 352 des Ständers 35 erstreckt. Eine elektromagnetische Kraft, die durch den sich außerhalb des Jochs 352 erstreckenden Bereich der Wicklung 37 erzeugt wird, kann die Verriegelungsanordnung 50 stärker anziehen.
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Der Läufer 38 hat eine Drehwelle 381 und einen Läuferhauptkörper 383, der an der Drehwelle 381 montiert ist. In dieser Ausführungsform hat der Läuferhauptkörper 383 zwei Gruppen von Permanentmagneten, die axial angeordnet sind. Jede Gruppe von Permanentmagneten umfasst zwei halbkreisförmige Magnete, die zusammenwirkend eine hohlzylindrische Konstruktion bilden. Jede Gruppe von Permanentmagneten bildet eine Mehrzahl von Permanentmagnetpolen. Die beiden Gruppen von Permanentmagneten sind rund um die Drehwelle 381 befestigt, wobei zwei Permanentmagnete jeder Gruppe einander gegenüberliegen. Insbesondere sind zwei benachbarte Enden der beiden Gruppen von zylindrischen Permanentmagneten eng zusammengepasst. In einer alternativen Ausführungsform kann der Läuferhauptkörper 383 ferner einen Läuferkern aufweisen, der zwischen der Drehwelle 381 und dem Permanentmagnet angeordnet ist. Der Permanentmagnet kann auch ein einstückiger Ringmagnet sein. Ein der Endkappe 32 gegenüberliegendes Ende der Drehwelle 381 durchgreift die Verriegelungsanordnung 50 für eine Verbindung mit dem Getriebe 60.
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7 ist eine Schnittansicht des Motors 30 der Rollladenantriebsvorrichtung 100 gemäß vorliegender Erfindung. Jeder Ständerzahn 353 hat einen Polschuh 3531. Die beiden Polschuhe definieren zusammenwirkend eine allgemein kreisförmige Hohlkammer, um den Läufer 38 drehend aufzunehmen. Schlitzöffnungen 355 sind an Verbindungsbereichen zwischen zwei Polschuhen 3531 gebildet. Eine Polbogenfläche 3533 jedes Polschuhs 3531 und eine Außenfläche des Läufers 38 definieren zwischen sich einen Luftspalt 356. Eine Positionierungsnut 3535 ist in jeder Polbogenfläche 3533 definiert. Vorzugsweise liegt mit Ausnahme der Positionierungsnut 3535 ein Hauptbereich jeder Polbogenfläche 3533 an einer zu dem Läufer konzentrischen zylindrischen Fläche, so dass jede Polbogenfläche 3533 und der Permanentmagnet des Läufers zwischen sich einen im Wesentlichen einheitlichen Luftspalt bilden. Da der Motor 30 in dieser Ausführungsform ein einphasiger Synchronmotor ist, kann die Anordnung der Positionierungsnut 3535 dafür sorgen, dass die Ausgangsposition des Läufers von einer Totpunktposition (z.B. einer Position, in der der Läuferpol auf den Ständerpol/Zahn ausgerichtet ist) abweicht, wodurch ein Anlaufversagen des Motors verhindert wird. In dieser Ausführungsform ist die Positionierungsnut 3535 kreisbogenförmig, und bei Betrachtung entlang einer Richtung der Achse der Drehwelle 381 koinzidiert eine Mittelsenkrechte des Kreisbogens eines Vorsprungs der Positionierungsnut 3535 mit einer Mittelsenkrechten eines Vorsprungs des Ständerzahns 353. Diese Konfiguration sorgt dafür, dass der Motor 30 in zwei Richtungen anlaufen kann, wobei die Anlaufrichtung durch eine Antriebssteuerschaltung 80 (10) gesteuert wird. Es versteht sich, dass es ebenfalls möglich ist, dass eine Mitte der Positionierungsnut 3535 von einer Mitte der Polbogenfläche 3535 des Ständerzahns 353 abweicht, wobei in diesem Fall das Anlaufvermögen des Motors 30 in der einen Richtung größer ist als in der anderen Richtung.
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Es versteht sich, dass eine Außenumfangsfläche des Läuferhauptkörpers 383 mit zwei symmetrischen Gegenflächen 3831 ausgebildet ist. In dieser Ausführungsform sind die Gegenflächen 3831 Ebenen, und jede Gegenfläche 3831 erstreckt sich an der äußeren Umfangsfläche des Läuferhauptkörpers 383 entlang der Richtung der Achse der Drehwelle 381.
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Es wird auf 8 und 9 Bezug genommen. Die Verriegelungsanordnung 50 umfasst einen magnetischen leitenden Ring 51, einen Bremsbelag 53, ein Drehelement 55, ein elastisches Element 56 und eine Hülse 57. Der magnetische leitende Ring 51 ist um ein der Endkappe 32 gegenüberliegendes Ende der Drehwelle 381 gleitbeweglich befestigt. Der Bremsbelag 53 ist allgemein hohlringförmig ausgebildet. Der Bremsbelag 53 ist rund um die Drehwelle 381 befestigt. In dieser Ausführungsform bildet eine Seite des Bremsbelags 53 einen Aufnahmebereich 531 für die Aufnahme des magnetischen leitenden Rings 51, so dass der magnetische leitende Ring 51 den Bremsbelag 53 zur Bewegung antreiben kann, wenn sich der magnetische leitende Ring 51 unter der elektromagnetischen Kraft des Motors 30 bewegt. In dieser Ausführungsform kann der magnetische leitende Ring 51 über eine Presspassung oder durch Umspritzen fest an dem Bremsbelag 53 montiert sein, solange sich die beiden Elemente zusammen entlang der axialen Richtung der Drehwelle 381 bewegen können. Die andere Seite des Bremsbelags 55 bildet eine Mehrzahl von Verlängerungen 532 zum Verriegeln des Drehelements 55. Eine äußere Umfangsseite des Bremsbelags 53 bildet eine Mehrzahl von Gleitschuhen 535. Jeder Gleitschuh 535 ist in einem entsprechenden Begrenzungsschlitz der Begrenzungsschlitze 332 des Gehäuses 33 gleitbeweglich aufgenommen, so dass eine Position des Bremsbelags 53 in der Drehrichtung der Drehwelle 381 durch das Gehäuse 33 des Motors 30 begrenzt wird, d.h. der Bremsbelag 53 in der Umfangsrichtung relativ zu dem Gehäuse 33 festgelegt wird.
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Vorzugsweise ist das Drehelement 55 an einem den Bremsbelag 53 durchgreifenden Ende der Drehwelle 381 fest montiert. Das Drehelement 55 definiert eine Mehrzahl von Durchgriffsöffnungen 551. Jede Verlängerung 532 des Bremsbelags 53 wird selektiv mit einer der Durchgriffsöffnungen 551 in Eingriff gebracht, um das Drehelement 55 zu verriegeln. Das elastische Element 56 ist rund um die Drehwelle 381 befestigt. In dieser Ausführungsform kann das elastische Element 56 ein Element sein, das sich aus einem erzwungenen verformten Zustand automatisch in seine ursprüngliche Form zurückstellen kann, zum Beispiel eine Feder oder ein elastisches Kunststoffelement. Das elastische Element 56 hat ein Ende, das an die Wicklungshalterung 36 stößt, und ein anderes Ende, das an den magnetischen leitenden Ring 51 stößt. Das elastische Element 56 dient zum Beaufschlagen des magnetischen leitenden Rings 51 und des Bremsbelags 53, so dass diese entlang der Drehwelle 381 gleiten, um das Drehelement 55 zu verriegeln oder zu entriegeln. Es versteht sich, dass ein Ende der Wicklungshalterung 36, das an das elastische Element 36 angrenzt, einen Aufnahmebereich 362 für die teilweise Aufnahme des elastischen Elements 56 bildet.
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Es versteht sich, dass die Verlängerungen 532 und die Gleitschuhe 535 jeweils umfangsseitig angeordnet sind und an einer Seite des Bremsbelags 53 und an der äußeren Umfangsseite des Bremsbelags 53 gleichmäßig angeordnet sind. Die Durchgriffsöffnungen 551 sind umfangsseitig vorgesehen und sind in dem Drehelement 55 gleichmäßig angeordnet.
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Die Hülse 57 ist zylinderförmig. Ein Lagersitz 571 ist im Inneren der Hülse 57 angeordnet, um mit einer Endkappe 32 zum Stützen des Läufers 38 zusammenzuwirken. Ein Ende der Hülse 57 ist mit einer Mehrzahl von Eingriffsblöcken 573 versehen. Jeder Eingriffsblock 573 befindet sich mit einem der Begrenzungsschlitze 332 des Gehäuses 33 im Eingriff, wobei die Gleitschuhe des Bremsbelags 53 zwischen dem Gehäuse 33 und den Eingriffsblöcken 573 liegen. Ein dem Motor 30 gegenüberliegendes Ende der Hülse 57 ist mit dem Getriebe 60 verbunden. In dieser Ausführungsform ist das andere Ende der Hülse 57 mit einer Mehrzahl von Eingriffsschlitzen 575 zum Festklemmen des Getriebes 60 ausgebildet. In einer alternativen Ausführungsform können die Hülse 57 und das Getriebe 60 außer durch eine Klemmverbindung auch durch Kleben oder Löten verbunden sein.
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Das Getriebe 60 hat eine Mehrzahl von Getrieberädern (nicht gezeigt) und ein Übertragungselement 62, die in dem Getriebe montiert sind. Die Getrieberäder sind mit der Drehwelle 381 direkt oder indirekt verbunden. Ein Ende des Übertragungselements 62 ist mit den Getrieberädern und das andere mit einem Rollladen 300 verbunden. Die Drehwelle 381 treibt die Getrieberäder drehend an, wobei diese wiederum das Übertragungselement 62 für den Antrieb des Rollladens 300 antreiben, so dass der Rollladen eingerollt oder ausgerollt wird.
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Es wird auf 10 Bezug genommen. Der Motor 30 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat eine Antriebsschaltung 80. Die Antriebsschaltung 80 ist in einer Steuertafel (nicht gezeigt) des Motors 30 angeordnet. Die Antriebsschaltung 80 umfasst zumindest einen steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalter 81, eine AC-DC-Umwandlungsschaltung 82, eine Schaltersteuerschaltung 83 und einen Positionssensor 85. Vorzugsweise ist der Motor 30 ein einphasiger Synchronmotor.
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In der Antriebssteuerschaltung 80 sind die Wicklung 37 des Motors 30 und eine Wechselstromversorgung 90 zwischen einem ersten Knoten A und einem zweiten Knoten B der Antriebsschaltung 80 in Reihe geschaltet. Die Wechselstromversorgung 90 ist vorzugsweise eine Wechselstromnetzversorgung mit einer festen Frequenz von beispielsweise 50 Hz oder 60 Hz und einer Spannung von beispielsweise 110 V, 220 V oder 230 V.
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Der steuerbare bidirektionale Wechselstromschalter 81 ist mit der in Reihe geschalteten Wicklung 37 und Wechselstromversorgung 90 zwischen den beiden Knoten A und B parallelgeschaltet. Der steuerbare bidirektionale Wechselstromschalter 81 ist vorzugsweise ein bidirektionaler Thyristor mit drei Anschlüssen (TRIAC), von dem zwei Anoden jeweils mit den beiden Knoten A und B verbunden sind. Es versteht sich, dass der steuerbare bidirektionale Wechselstromschalter 81 durch zwei siliziumgesteuerte Gleichrichter implementiert sein kann, die umgekehrt parallelgeschaltet sind, wobei eine entsprechende Steuerschaltung zum Steuern der beiden siliziumgesteuerten Gleichrichter in vorgegebener Weise vorgesehen ist. Die AC-DC-Umwandlungsschaltung 82 und der steuerbare bidirektionale Schalter 81 sind zwischen den beiden Knoten A und B parallelgeschaltet. Die AC-DC-Umwandlungsschaltung wandelt einen Wechselstrom zwischen den beiden Knoten A und B in einen Niederspannungs-Gleichstrom um. Der Positionssensor 85 kann mit dem Niederspannungs-Gleichstrom gespeist werden, der von der AC-DC-Umwandlungsschaltung 82 ausgegeben wird, und ist konfiguriert für die Detektion der Magnetpolposition des Permanentmagnetläufers 38 des Motors 30 und für die Ausgabe eines entsprechenden Signals. Die Schaltersteuerschaltung 83 ist mit der AC-DC-Umwandlungsschaltung 82, dem Positionssensor 85 und dem steuerbaren bidirektionalen Wechselstromschalter 81 verbunden und ist ausgebildet zum Steuern des bidirektionalen Wechselstromschalters 81, so dass dieser entsprechend der Information über die Magnetpolposition des Läufers 39, die von dem Positionssensor 85 erfasst wird, und der Information über die Polarität der Wechselstromversorgung 90, die von der AC-DC-Umwandlungsschaltung 82 eingeholt wird, auf vorgegebene Weise zwischen einem An-Zustand und einem Aus-Zustand schaltet, so dass die Wicklung 37 den Läufer 38 derart antreibt, dass dieser sich in einer Anlaufphase des Motors nur entlang einer festgelegten Anlaufrichtung dreht. Wenn bei vorliegender Erfindung der bidirektionale Wechselstromschalter 81 aktiviert wird, werden die beiden Knoten A und B kurzgeschlossen und die AC-DC-Umwandlungsschaltung 82 verbraucht keine Energie mehr, da sie nicht stromdurchflossen ist. Auf diese Weise wird die elektrische Energie sehr viel effizienter genutzt.
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Die Schaltersteuerschaltung 83 hat drei Anschlüsse, die mit einem Ausgangsanschluss C der AC-DC-Umwandlungsschaltung mit relativ hoher Spannung, mit einem Ausgangsanschluss H1 des Positionssensors 85 und einem Steueranschluss G des bidirektionalen Thyristors mit drei Anschlüssen verbunden sind.
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Die Funktionsweise der Rollladenantriebsvorrichtung 100 wird nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen erläutert. Die Rollladenantriebsvorrichtung 100 wird montiert, wobei ihr Übertragungselement 62 mit dem Rollladen 300 verbunden wird. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird der abgeschaltete Zustand der Rollladenantriebsvorrichtung 100 als Initialzustand definiert. In dem Initialzustand fließt kein elektrischer Strom durch den Motor 30, die konzentrierte Wicklung 37 des Ständers 35 erzeugt keine elektromagnetische Kraft, und der magnetische leitende Ring 51 bewegt sich unter der Kraft des elastischen Elements 56 entlang der Drehwelle 381 in eine von dem Motor 30 wegführende Richtung, bis der magnetische leitende Ring 51 den damit verbundenen Bremsbelag 53 beaufschlagt und mit dem Drehelement 55 in Eingriff bringt. Die Verlängerungen 532 des Bremsbelags 53 werden dabei in den jeweiligen Durchgriffsöffnungen 551 in Eingriff gebracht, die Gleitschuhe 535 des Bremsbelags werden in den Begrenzungsschlitzen 332 des Gehäuses 33 in Eingriff gebracht, und der Bremsbelag 53 kann sich relativ zu der Drehwelle 381 nicht drehen. Deshalb kann sich die Drehwelle 381, die mit dem Drehelement 55 fest verbunden ist, auch nicht drehen, und zwar wegen des Eingriffs zwischen dem Bremsbelag 53 und dem Drehelement 55, so dass der gesamte Läufer 38 des Motors 30 mit dem Gehäuse 33 verriegelt ist.
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Wenn der Motor 30 angeschaltet wird, erzeugt die konzentrierte Wicklung 37 des Ständers 35 eine elektromagnetische Kraft. Unter der Wirkung der elektromagnetischen Kraft treibt der magnetische leitende Ring 51 den Bremsbelag 53 an, so dass dieser gegen die Federkraft des elastischen Elements 56 entlang der Drehwelle 38 in Richtung auf die Wicklung 37 gleitet. Dabei gleiten die Gleitschuhe 535 entlang ihrer jeweiligen Begrenzungsschlitze 332 von den dem Drehelement 55 weg, so dass die Verlängerungen 532 des Bremsbelags 53 mit ihren jeweiligen Durchgriffsöffnungen 551 außer Eingriff gebracht werden, um den Läufer 38 des Motors 30 von dem Gehäuse 33 zu entriegeln. Das Ergebnis ist, dass sich die Drehwelle 381 unter der elektromagnetischen Kraft des Ständers 35 dreht und dadurch das Getriebe 60, das mit dem Ende der Drehwelle 381 verbunden ist, antreibt, welches wiederum den Rollladen 300 drehend antreibt.
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Wenn der Rollladen 300 in einer voreingestellten Position gestoppt werden soll, wird die Stromzufuhr zu dem Motor 30 unterbrochen. Die Rollladenantriebsvorrichtung 100 wird in ihren Initialzustand zurückgestellt und der Rollladen 300 über die Drehwelle 381 mit dem Gehäuse 33 verriegelt.
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Vorzugsweise hat der Motor 30 der Rollladenantriebsvorrichtung 100 in dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Eingangsspannung von 230 V, eine Frequenz von 50 Hz, eine Drehzahl von 3000 U/min, einen Wirkungsgrad von 27,63%, einen Durchmesser eines Querschnitts von 41,5 mm und eine Länge von 124 mm.
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Bei der Rollladenantriebsvorrichtung 100 gemäß vorliegender Erfindung wird der Bremsbelag 53, der gleitbeweglich an der Drehwelle 381 montiert ist, durch die Federkraft des elastischen Elements 56, das zwischen dem Ständer 53 und dem Bremsbelag 53 angeordnet ist, in Eingriff mit dem Drehelement 55 gedrückt, und der Bremsbelag 53 und das Gehäuse 33 des Motors 30 werden in der Umfangsrichtung relativ zueinander festgelegt, wodurch die Drehwelle 381 mit dem Gehäuse 33 verriegelt wird und dadurch den Rollladen 300 in Position hält. Ferner wird der Reibbelag 53 durch die elektromagnetische Kraft des Motors 30 derart angetrieben, dass dieser sich in Richtung auf den Ständer 35 bewegt, um die Drehwelle 381 von dem Gehäuse 33 zu entriegeln. Die Rollladenantriebsvorrichtung 100 hat eine einfache Konstruktion und erreicht eine stabile Verriegelung des Rollladens 100. Darüber hinaus ist der Motor 30 ein einphasiger Synchronmotor, der für eine stabile Drehgeschwindigkeit sorgen kann und über einen besseren Wirkungsgrad verfügt. Zudem ist der Motor im Vergleich zu Asynchronmotoren kleiner und leichter.
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In den vorstehenden Ausführungsformen hat der einphasige Synchronmotor zwei Permanentmagnetpole und zwei Ständerpole/Zähne. Es versteht sich, dass der Motor ebenso vier, sechs oder acht Permanentmagnetpole und vier, sechs oder acht Ständerpole/Zähne aufweisen kann.
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Es versteht sich, dass das Drehelement 55 und die Motordrehwelle 381 durch eine Presspassung oder durch einen Eingriff zwischen einem ebenen Bereich und einem Eingriffsblock verbunden sein können, so dass die beiden Elemente in der Umfangsrichtung und in der axialen Richtung relativ zueinander festgelegt sind.
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Die technischen Lösungen der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden vorstehend unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen verständlich und umfassend erläutert. Dabei sind die dargestellten Ausführungsformen der Erfindung nicht erschöpfend, sondern sind lediglich ein Teil der möglichen Ausführungsformen der Erfindung. Auf der Grundlage dieser Ausführungsformen gelangt der Fachmann gegebenenfalls zu weiteren Ausführungsformen, die sämtlich in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallen.
