DE102019114513A1 - Schrankensystem - Google Patents

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DE102019114513A1
DE102019114513A1 DE102019114513.9A DE102019114513A DE102019114513A1 DE 102019114513 A1 DE102019114513 A1 DE 102019114513A1 DE 102019114513 A DE102019114513 A DE 102019114513A DE 102019114513 A1 DE102019114513 A1 DE 102019114513A1
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Martin Köhn
Jürgen Josef Kury
Peter Fasel
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    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01FADDITIONAL WORK, SUCH AS EQUIPPING ROADS OR THE CONSTRUCTION OF PLATFORMS, HELICOPTER LANDING STAGES, SIGNS, SNOW FENCES, OR THE LIKE
    • E01F13/00Arrangements for obstructing or restricting traffic, e.g. gates, barricades ; Preventing passage of vehicles of selected category or dimensions
    • E01F13/04Arrangements for obstructing or restricting traffic, e.g. gates, barricades ; Preventing passage of vehicles of selected category or dimensions movable to allow or prevent passage
    • E01F13/06Arrangements for obstructing or restricting traffic, e.g. gates, barricades ; Preventing passage of vehicles of selected category or dimensions movable to allow or prevent passage by swinging into open position about a vertical or horizontal axis parallel to the road direction, i.e. swinging gates

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Abstract

Ein Schrankensystem (1, 31) umfassend einen Schrankenbaum (2, 32) und eine Antriebseinheit, welche zumindest einen Motor (3, 43) und eine durch den Motor (3, 43) betriebene Welle (4, 46) mit einer Längsachse (A) umfasst, wobei der Schrankenbaum (2, 32) durch eine Drehbewegung der Welle (4, 46) um ihre Längsachse (A) verschwenkbar ist, wobei die Antriebseinheit eine Drehfeder (10, 11, 47, 53) umfasst, wobei ein erster Schenkel der Drehfeder (10, 11, 47, 53) ortsfest festgelegt ist und wobei ein zweiter Schenkel der Drehfeder (10, 11, 47, 53) mit dem Schrankenbaum (2, 32) verbunden ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schrankensystem umfassend einen Schrankenbaum und eine Antriebseinheit, insbesondere mit einer Steuerung, mit dem bevorzugten Anwendungsbereich im Verkehr, Parkplatzeinfahrt und/oder - ausfahrt und ähnlichen Anwendungen.
  • Antriebssysteme in dem genannten Anwendungsbereich sind in den verschiedensten Ausführungsformen bekannt und dienen dazu die Durchfahrt eines Fahrzeuges wahlweise zuzulassen oder zu sperren. Alle möglichen Varianten sind bekannt mit Hebelsystem, Kettenantrieb, Seilzug etc. und mit oder ohne externem Gewichtsausgleich des Baumgewichtes.
  • Nachteilig an diesen Systemen ist der oft komplizierte Aufbau meist mit hoher Anzahl an Bauteilen.
  • Weiterhin ist aus dem Stand der Technik die DE 37 43 348 A1 bekannt. Diese weist ein Schrankensystem mit einem Antrieb mit einem Schneckengetriebe auf.
  • Aus der EP 1 295 992 A2 ist eine Antriebseinheit mit einem „driving gear“ bekannt. Es ist eine zweite Welle vorgesehen mit einem sogenannten Spindelgetriebe.
  • Aus der AT 402 311 B1 ist eine Antriebseinheit mit einem Getrieberad bekannt, welches zur Übersetzung der Bewegung der Antriebswelle des Motors auf den Schrankenbaum genutzt wird.
  • Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik, ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Schrankensystem bereitzustellen, welches sich durch eine kompakte Bauweise auszeichnet.
  • Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe durch das Bereitstellen eines Schrankensystems mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Ein erfindungsgemäßes Schrankensystem umfasst einen Schrankenbaum und eine Antriebseinheit zum Verschwenken des Schrankenbaums, welche zumindest einen Motor und eine durch den Motor betriebene Welle mit einer Längsachse aufweist.
  • Weiterhin kann das Schrankensystem vorzugsweise eine Steuer- und/oder Auswerteeinheit aufweisen zur Steuerung der Antriebseinheit und beispielsweise anhand von Sensorsignalen. Der sensorgesteuerte Betrieb von Schrankensystemen ist an sich bekannt. Typische Sensoren sind beispielsweise Bodenschleifen, welche ein Fahrzeug am Metall erkennen. Optional können zudem als Hilfssensoren zudem Lichtschranken oder Laserscanner vorgesehen sein, welche ebenfalls eine Schrankenbaumbewegung auslösen können.
  • Der Schrankenbaum ist durch eine Drehbewegung der Welle um ihre Längsachse verschwenkbar angeordnet bzw. gelagert.
  • Die Antriebseinheit zum Verschwenken des Schrankenbaums umfasst zumindest eine erste Drehfeder, auch Torsionsfeder oder Schenkelfeder genannt, wobei ein erster Schenkel der Drehfeder ortsfest, z.B. an einem Motorgehäuse, festgelegt ist und wobei ein zweiter Schenkel der Drehfeder, vorzugsweise einstellbar, mit dem Schrankenbaum verbunden ist. Die Verbindung mit dem Schrankenbaum kann vorzugsweise mittelbar, beispielsweise durch eine Schrankenbaumaufnahme und/oder über einen Drehflansch, erfolgen.
  • Die Antriebseinheit ist erfindungsgemäß als Direktantrieb ausgebildet, so dass die Drehbewegung der Motorwelle direkt auf den Schrankenbaum übertragen wird.
  • Die Antriebseinheit wird erfindungsgemäß zum Antrieb des Schrankenbaums ohne die Verwendung eines Getriebes genutzt.
  • Bevorzugt besteht somit eine feste mechanische Verbindung, z.B. eine Verschraubung, zwischen der Motorwelle des Motors und dem zumindest einen Schrankenbaum.
  • Die Verwendung eines Direktantriebs, also ohne zwischengeschaltetes Getriebe, bringt zahlreiche Vorteile mit sich.
  • Einerseits wird eine Miniaturisierung der Antriebseinheit erreicht, da ein Getriebe zumeist viel Bauraum einnimmt.
  • Weiterhin wird der Wirkungsgrad und ggf. auch die Reaktionszeit des Schrankensystems verbessert. Entsprechend ist die Reaktionszeit des Schrankensystems auf ein Sensorsignal deutlich schneller.
  • Der Wirkungsgrad der Antriebseinheit ist zudem deutlich besser, so dass ein Betrieb bei geringerem Energieverbrauch möglich wird. Idealerweise kann ein Motor mit kleinerer Leistung verwandt werden, so dass auch der Motor zur Miniaturisierung der Antriebseinheit beiträgt.
  • Ein Getriebe ist zudem verschleißanfälliger als ein Direktantrieb, so dass bei Nutzung eines Direktantriebs eine Fehlerquelle reduziert wird. Weitere Vorteile liegen in der Spielfreiheit und in der höheren Betriebssicherheit.
  • Zur Realisierung eines Direktantriebs kann ein Torquemotor als bevorzugter Motor zum Antreiben des Schrankenbaumes eingesetzt werden. Weitere bevorzugte Motorvarianten für die Anwendung sind Servo-, Synchron- oder Asynchronmotoren.
  • Ein Torquemotor ist für den direkten Einbau in Maschinen mit bestimmten Anforderungen ausgelegt. Er hat hervorragende Kennzahlen für Dynamik und Steifigkeit.
  • Die Motorwelle des Motors definiert eine Längsrichtung und die Ausdehnung des Motors senkrecht zur Längsrichtung wird als Durchmesser bezeichnet. Der Motor zeichnet sich bevorzugt durch ein Breiten- zu Durchmesserverhältnis von weniger als 2:1, vorzugsweise weniger als 1,3:1, besonders bevorzugt weniger als 0,8:1 aus.
  • Besonders bevorzugt kann auch die Federkraft bzw. die Federspannung der Drehfedern einstellbar sein.
  • Die Verbindung zwischen der Drehfeder und dem Schrankenbaum kann auch mittelbar sein z.B. durch einen Drehflansch.
  • Die Nutzung der Drehfeder ermöglicht eine besonders kompakte Anordnung der restlichen Bauteile der Antriebsvorrichtung.
  • Alternativ zur ersten Drehfeder kann auch eine erste Spiralfeder genutzt werden. Auch hier ergeben sich die Vorteile der kompakten Anordnung.
  • Die Antriebseinheit kann in einem in sich komplett geschlossenen Gehäuse angeordnet sein. Die einzelnen Gehäusebauteile können mit Dichtelementen, z.B. Dichtringen oder Dichtschnüre, besonders dicht realisiert werden. Zusätzliche Zugsysteme außerhalb des Gehäuses, z.B. in einem Sockel, sind nicht notwendig.
  • Das Schrankensystem umfasst den Motor bzw. den Antriebsmotor, sowie ggf. einstellbare Endanschläge für die Begrenzung des Drehwinkels und eine oder mehrere Ausgleichsfedern bzw. Drehfedern die als Gegenpart für das Gewicht des Schrankenbaumes dienen. Weiterhin kann eine Sensorik für die Regelung der Laufgeschwindigkeit und ggf. einer Erkennung bei Behinderung des Schrankenbaumes z.B. zur Reversierung des Schrankenbaums, als Teil des Schrankensystems vorgesehen sein.
  • Die Konzeption lässt Möglichkeiten für die unterschiedlichsten Baumlängen und Baumausführungen zu, so kann das System je nach Anforderung verkürzt oder verlängert werden und/oder im Durchmesser vergrößert oder verkleinert werden.
  • Das Schrankensystem kann auf beiden Seiten der Antriebseinheit einen Schrankenbaum aufweisen, so dass die Wahloptionen bestehen für Baum Links, Baum Rechts oder beidseitig z.B. mit Gabelbefestigung. Auf Grund des direkten Antriebswellenausganges bzw. des Direktantriebs entstehen keinerlei Quetsch- und Scherstellen, so dass keinerlei Gefährdung gegenüber Personen gegeben ist.
  • Eine Steuerung der Antriebseinheit kann separat aufgebaut und durch eine Verbindung zur Antriebseinheit angeschlossen sein. Die Steuerung selbst ist ebenfalls modular konzeptioniert und je nach Anforderung erweiterbar.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die Drehfeder ist in kompakter Weise um die Welle herum angeordnet ist.
  • Die Welle kann vorteilhaft zudem wälzkörpergelagert sein. Die Schrankenantriebsvorrichtung kann zudem zumindest zwei Drehfedern, d.h. die erste Drehfeder und eine zweite Drehfeder, aufweisen, welche beidseitig vom Motor um die Welle herum angeordnet ist. Vorteilhaft können die Drehfedern im gleichen Abstand zum Motor beabstandet sein. Alternativ können auch zwei Spiralfedern, d.h. die erste Spiralfeder und eine zweite Spiralfeder.
  • Die Antriebseinheit kann zudem durch ein Gehäuse begrenzt sein, wobei das Gehäuse eine Mantelfläche mit einer Längsachse aufweist, welche auf der Längsachse der Welle liegt. Eine bevorzugte Gehäuseform kann eine Zylinderform sein. Das Gehäuse zeigt dabei eine besonders kompakte Bauweise des Schrankensystems an.
  • Die Welle kann über einen plattenförmigen Drehflansch mit dem Schrankenbaum verbunden sein, wodurch eine optimale Kraftübertragung auf den Schrankenbaum bei gleichzeitigem endständigen Verschluss des Gehäuses realisierbar ist.
  • Die Antriebseinheit kann zudem optional eine Feststellvorrichtung aufweisen, zur Arretierung des Schrankenbaums in einer Position. Insbesondere kann die Feststellvorrichtung als eine elektromagnetische Verriegelung ausgebildet sein.
  • Die Feststellvorrichtung kann vorteilhaft ortsfest angeordnet sein und einen verschiebbaren Pin aufweisen, zur Anordnung in einer Aufnahme des Drehflansches.
  • Der Motor kann ein Motorgehäuse umfassen und zumindest ein Lager zur Lagerung der Welle aufweisen, welches innerhalb des Motorgehäuses angeordnet ist. Die Welle kann als Motorwelle ausgebildet sein und das Lager kann kompakt Teil des Motorgehäuses sein und dadurch zusätzlich vor Verschmutzung geschützt sein.
  • Es ist jedoch auch möglich alle Bauteile der Antriebseinheit unter Weglassen des Motorgehäuses in einem einzigen Gehäuse bereitzustellen
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind nachfolgend kurz erläutert:
    • Abgesehen vom Schrankenbaum können alle weitere Bauteile im zylindrischen oder prismatischen, insbesondere quadratischen, Gehäuse, also z.B. einem Gehäuse mit sechseckigem Querschnitt, untergebracht sein und keinerlei externen Anbauten erforderlich machen.
  • Die eine oder mehrere Drehfedern bzw. Ausgleichfedern, einer oder mehrere optionale Endanschläge und/oder eine Sensorik kann komplett im Gehäuse integriert sein.
  • Der Motor kann vorteilhaft selbst nur für eine Rotation mit einem Drehwinkel von 90° mit Optionsmöglichkeit von +/- 10° ausgelegt sein.
  • Die Sensorik kann neben der Regelung des Antriebes auch die Erkennung bei Baumbehinderung ausführen. Entsprechende Sensoren können die Leistung des Antriebsmotors ermitteln. Dies kann z.B. über Leistungssensoren erfolgen.
  • Das System kann offen aufgebaut werden, oder geschlossen ausgebildet sein.
  • Der Schrankenbaum kann zudem ohne Umbauten oder Änderungen sowohl links wie auch rechts oder ggf. beidseitig angebracht werden kann.
  • Insbesondere kann das Schrankensystem ermöglichen, dass keinerlei Quetsch- und Scherstellen entstehen, so dass keinerlei Gefährdung gegenüber Personen gegeben ist.
  • Das Schrankensystem kann zudem eine elektronische Steuereinheit aufweisen, welche sich im Motorgehäuse befindet.
  • Die vorliegende Erfindung wird im Detail anhand von mehreren Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der beigefügten Figuren näher erläutert. Zahlreiche Merkmale können allerdings unabhängig von den konkreten Ausführungsbeispielen auch für sich genommen zur Verbesserung des Schrankensystems beitragen.
  • Es zeigen:
    • 1: Schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schrankensystems; und
    • 2: Schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schrankensystems.
  • 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Schrankensystems 1 mit einem Schrankenbaum 2 und einer Antriebseinheit zum Verschwenken des Schrankenbaums, umfassend einen Motor 3, vorzugsweise einen Elektromotor, besonders bevorzugt einen Torquemotor. Der Motor 3 umfasst eine Welle 4, z. B. in Form einer Motorwelle, welche durch den Motor in Rotation versetzt wird. Die Welle 4 weist eine Längsachse A auf, um welche die Welle 4 rotiert.
  • Der Schrankenbaum 2 kann direkt mit der Antriebseinheit verbunden sein oder mittelbar über eine Schrankenbaumaufnahme.
  • Die Welle 4 ist auf Lagern 5, 6, z. B. rotierbar gelagert. Diese sind im Motor 3 integriert.
  • Endständig ist die Welle mit zwei plattenförmigen Drehflanschen 8 und 9 verbunden. Die plattenförmigen Drehflansche 8, 9 weisen jeweils eine motorseitig topfförmige Aufnahme 14, 25, auf, in welche die Welle endständig ein- und/oder aufgesetzt ist.
  • Zur Verbindung der Welle 4 mit dem plattenförmigen Drehflansch 8, 9, ist jeweils eine Passfeder 23, 24 zwischen der Innenwandung der Aufnahme 14 oder 25 und einem Endbereich der Welle 4 angeordnet.
  • Weiterhin ist jeweils ein mechanisches Verbindungselement 21 und 22 vorgesehen zur Verbindung der Welle mit dem jeweiligen Drehflansch 8 oder 9.
  • Das Verbindungselement 21, 22, hier z. B. eine Schraube, ragt konzentrisch zur Welle 4 in den Endbereich der Welle 4 ein und ist senkrecht zur Plattenebene des jeweiligen Drehflansches 8 oder 9 senkrecht zu diesem angeordnet.
  • Dabei ist das mechanische Verbindungselement im Drehflansch 8 oder 9 versenkt, so dass der Drehflansch 8 oder 9 nach außen eine Oberfläche ohne Überstand durch mechanische Verbindungsmittel aufweist. Zwischen einem der Drehflansch 8 oder 9 und dem Motor 3 ist zumindest eine Drehfeder 10 oder 11 angeordnet, in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiele sind beidseitig des Motors 3 Drehfedern 10 und 11 konzentrisch um die Welle 4 angeordnet. Die Drehfeder 10 oder 11 kann auch als Torsionsfeder oder Schenkelfeder bezeichnet werden.
  • Drehfedern weisen dabei typischerweise 2 Schenkel und einen dazwischenliegenden Bereich umfassend mehrere Wicklungen auf, die Wicklungen und die Schenkel der Drehfeder sind sowohl in 1 als auch in 2 gut erkennbar.
  • Die Drehfedern 10 und 11 weisen jeweils endständig diesen besagten Schenkel auf. Die beiden Schenkel der jeweiligen Drehfeder sind durch mechanische Verbindungsmittel 12 und 13 mit dem feststehenden Motorgehäuse 27 und dem rotierbaren Drehflansch 9 verbunden. Dieser Drehflansch 9 ist über weitere mechanische Verbindungsmittel 19, 20 mit dem Schrankenbaum 2 verbunden, derart, dass diese bei Rotation des Drehflansches 9 schwenkbar um die Achse A bewegt wird. Entsprechend weist der Drehflansch 9 Aufnahmen für die Verbindungsmittel 19, 20 zur Verbindung mit dem Schrankenbaum 2 auf sowie für das Verbindungsmittel 13 zur Verbindung mit dem Schenkel der Drehfeder 11. Somit ist der Schrankenbaum 2 federnd schwingbar gelagert.
  • Zur optimalen Kraftverteilung ist es ratsam auch zwischen dem Motor 3 und dem Drehflansch 8 ebenfalls eine Drehfeder 10 anzuordnen. Die Schenkel der Drehfeder 10 sind mit mechanischen Verbindungsmittel 15, 16 mit dem ortsfesten Motorgehäuse 27 und dem rotierbar gelagerten Drehflansch 8 verbunden.
  • Der Motor 3, insbesondere das Motorgehäuse 27, ist mit einem Gehäuse 7 der Antriebseinheiten verbunden, welches ortsfest mit dem Untergrund, z. B. einem Sockel, verbunden ist. Innerhalb des Gehäuses ist an der Innenwand des Gehäuses eine Festellvorrichtung 17 angeordnet. Diese kann z. B. ein metallischer Pin 18 sein, welcher in ausgefahrener Stellung in einer Aufnahme 26 des Drehflansches 9 anordenbar ist und in dieser Stellung ein Rotieren bzw. Verschwenken des Drehflansches 9 und des daran festgelegten Schrankenbaums 2 gegenüber dem Gehäuse 7 unmöglich macht. Die Feststellvorrichtung kann in einem Standbybetrieb der Schranke, z. B. bei abgesenktem Schrankenbaum 2 die Position des Schrankenbaums feststellen. Dabei kann die Feststellvorrichtung durch einen Kondensator, z. B. durch Speicherung von Restenergie derart betrieben werden, dass der Pin von einer ausgefahrenen Stellung in eine eingefahrene Stellung zurückbewegt wird und bspw. im Falle eines Stromausfalls die Verriegelung der Schranke freigibt. Nach der Entriegelung kann sodann der Schrankenbaum unterstützt durch den Federmechanismus angehoben werden, sodass ein Fahrzeug die Schranke passieren kann. Die vorgenannten mechanischen Verbindungsmittel 12, 13, 15, 16, 19, 20, 21 und 22 können wahlweise einzeln oder alle als Schrauben, Nieten, Bolzen, Gewindestäbe oder dergleichen ausgebildet sein. Der Drehflansch 9 kann ebenfalls mit einer Aufnahmevorrichtung bzw. einer Schrankenbaumaufnahme versehen sein, so dass mittels der Antriebseinheit der Schrankenbaum auch als Gabel ausgeführt sein kann.
  • 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Schrankensystems 31 mit einem Schrankenbaum oder mit einer Schranke 2 und einer Antriebseinheit. Der Schrankenbaum 32 weist endständig ein gabelförmiges Endsegment 33 mit 2 Gabelarmen 34 auf. Je ein Gabelarm 34 ist über mechanische Verbindungsmittel 35 bis 38 mit jeweils einem plattenförmigen Drehflansch 39, 40 der Antriebseinheit verbunden. Zwischen den Drehflanschen 39, 40 ist eine Welle 46 angeordnet, welche über mechanische Verbindungsmittel 41, 42 mit den Drehflanschen verbunden ist. Die Welle 46 weist dabei eine Längsachse A auf, welche senkrecht zur Plattenebene des jeweiligen plattenförmigen Drehflansches 39, 40 steht.
  • Die Welle 46 ist rotierbar um die Achse A im Gehäuse 57 der Antriebseinheit angeordnet. Zum Antrieb der Welle 46 ist ein Motor 43, vorzugsweise ein Torquemotor, vorgesehen. Zur rotierbaren Lagerung 46 sind eines oder mehrere Lager, hier 2 Lager 44 und 45, innerhalb des Motors 43 vorgesehen. Der Motor 43 wird durch ein Motorgehäuse 58 begrenzt, welches fest mit dem Gehäuse 57 des Schrankenantriebs bzw. der Antriebseinheit verbunden ist. Zur besseren Kraftverteilung können auch weitere Lager, vorzugsweise zwischen den beiden Drehflanschen 39 und 40 und dem Motor 43 angeordnet sein. Die Lager sind dabei paarweise vorgesehen, wobei jeweils ein Lager des Lagerpaares auf der ersten Seite des Motors 43 und ein zweites Lagers auf der zweiten Seite des Motors 43 angeordnet ist.
  • Analog zur 1 ist die Welle 43 jeweils endständig, jeweils in eine topfförmige Aufnahme eines der beiden Drehflansche 39 oder 40 eingesteckt. Eine Passfeder 52, 56 sorgt für eine verbesserte Verbindung zwischen der Welle und dem Drehflansch.
  • Die Antriebseinheit weist zudem eine Drehfeder 47 auf, welche um die Längsachse der Welle 46 herum angeordnet ist. Die Wicklungen der Drehfeder 47 sind dabei vorzugsweise im Wesentlichen konzentrisch mit der Welle 46 angeordnet.
  • Endständige Schenkel der Drehfeder sind an einem der Drehflansche 40 und an dem Motorgehäuse 58 durch mechanische Verbindungsmittel 48, 49 festgelegt. Somit ist der Schrankenarm 32 federnd schwingbar um die Längsachse A ausgebildet.
  • Zur weitergehenden besseren Kraftverteilung ist auf der zweiten Seite des Motors 43 ebenfalls eine Drehfeder 53 um die Welle 46 herum angeordnet, welche endständig an ihren Schenkeln jeweils mit einem der Drehflansche 39 und mit dem ortsfesten Motorgehäuse 58 über mechanische Verbindungsmittel 54, 55 verbunden ist.
  • Analog zur 1 ist auch in 2 am Gehäuse 57 eine Feststellvorrichtung 50 angeordnet, welche über einen metallischen Pin 51 bzw. einen Arretierstift in eine Ausnehmung des Drehflansches 40 fahren und damit die Rotation des Drehflansches blockieren kann.
  • Der Pin 51 kann bei Detektion eines Stromausfalls, z. B. in Ruheposition mit der Restenergie eines nicht dargestellten Kondensators der Feststellvorrichtung in eine nicht ausgefahrene Lage versetzt werden.
  • Die Schrankensysteme der 1 bis 2 können zudem über typische Sensoren für Schrankensysteme verfügen, beispielsweise Infrarotsensoren, welche die Annährung eines Fahrzeuges detektieren und durch Erzeugen eines Steuerbefehls den Motor in Betrieb nehmen können.
  • Die Schrankensysteme der 1-2 können in eine geschlossene Stellung, in welcher der Schrankenbaum die Ausfahrt eines Fahrzeugs blockiert, versetzt werden oder in eine geöffnete Stellung, in welcher der Schrankenbaum vorzugsweise 90 Grad zur geschlossenen Stellung einnimmt, in welcher die Fahrzeuge die Schranke passieren können. In diesen Stellungen ist das Schrankensystem stets mit Strom versorgt, sodass das Schrankensystem bspw. auch in geschlossener Stellung ein Stand-by-Modus stets aktiviert ist. Lediglich im Falle eines Stromausfalles soll das Schrankensystem entriegelt werden, wodurch die Schranke aufgrund der Rückstellwirkung der Drehfedern in eine geöffnete oder zumindest teilgeöffnete Stellung verfährt, sodass Fahrzeuge das Schrankensystem passieren können.
  • Darüber hinaus unterstützen die Drehfedern die Leistung des Motors in seiner Schwenkbewegung, so dass ein Motor wesentlich geringer dimensioniert werden kann, als dies bisher im Stand der Technik möglich war.
  • Die vorgestellten Lösungen eines Schrankensystems 1 und/oder 31 zeichnen sich insbesondere durch die kompakte Bauweise aus, bei Verwendung von wenigen Bauteilen.
  • Die verwendeten Drehfedern gleichen über ihre Federkraft bzw. Rückstellkräfte das Gewicht des Schrankenbaums aus. Als Lager zur Lagerung der Wellen können insbesondere Wälzlager genutzt werden.
  • Durch die Rückstellkräfte der Drehfedern kann eine Schranke auch im Falle eines stromlosen Zustandes geöffnet werden, vorzugsweise zumindest zu 60 Grad, sodass einem Fahrzeug die Durchfahrt ermöglicht werden kann. Alternativ kann die Schranke auch nur mit einem geringen Winkel, z.B. zumindest zu 5% geöffnet werden, um anzuzeigen, dass die Schranke stromlos ist und von Hand geöffnet werden kann.
  • Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Feststellung der Schranke im Ruhezustand ermöglicht werden. Hierfür kann die Position des Schrankenbaums über Kontaktschalter oder Näherungsschalter bestimmt werden, welche im Zusammenspiel mit einer Auswerteeinheit die Feststellvorrichtung in einer Ruheposition aktivieren können bzw. kann.
  • Das in den 1 bis 2 dargestellte Gehäuse der Schrankenantriebsvorrichtungen kann vorzugsweise zylindrisch oder prismatisch ausgebildet sein, mit einer Mantelfläche, welche sich in einem festen radialen Abstand zu einer Mittelachse bzw. Längsachse erstreckt. Diese Längsachse befindet sich auf der Längsachse A der Welle zum Antrieb des Schrankenbaums. Dieses Gehäuse ist einfach zu fertigen und gibt insbesondere die kompakte Bauweise der Antriebseinheit wieder.
  • Das Schrankensystem zeichnet sich zudem dadurch aus, dass abgesehen vom Schrankenbaum außerhalb der Antriebsvorrichtung kein externen anbauten erforderlich sind und insbesondere ein Sockel auf welchem die Antriebseinheit gelagert sein kann, keine zusätzlichen Anbauten und Bauteile des Schrankenantriebssystems aufnehmen muss.
  • Zusätzlich zu den bereits dargestellten Bauteilen kann zudem ein Endanschlag vorgesehen sein, welcher bspw. auf der Welle oder mit der Welle verbunden sein kann und welcher die Schwenkbewegung des Schrankenbaums sowohl in die Ruheposition als auch die geöffnete Position begrenzt.
  • Der Motor kann zudem über einen Sensor gesteuert werden, welcher eine Belastung, bzw. Behinderung des Schrankenbaums bei dessen Schwenkbewegung erkennt und die den Motor entsprechend regelt oder zum Schutz vor Überlastung abstellt.
  • Der Motor kann im Rahmen eines Direktantriebs genutzt werden.
  • Grundsätzlich empfiehlt es sich, die Antriebseinheit mit einem Gehäuse zu umfassen, es ist allerdings auch möglich, ein Schrankenantriebssystem ohne ein entsprechendes Gehäuse vorzusehen.
  • Alternativ oder zusätzlich zu den Drehfedern in den vorgenannten Ausführungsvarianten können auch Spiralfedern eingesetzt werden, um die gleichen Vorteile zu erreichen.
  • Eine Steuer- und/oder Auswerteeinheit zur Steuerung des Schrankensystems im Normalbetrieb kann ebenfalls im Gehäuse der Antriebseinheit oder aber im Motorgehäuse angeordnet sein. Derartige Steuer- und/oder Auswerteeinheiten sind allerdings an sich bekannt und gehören in heutiger Zeit vielfach zur StandardAusrüstung eines Schrankensystems.
  • In den 1 und 2 nicht dargestellt, jedoch leicht vorstellbar, weist das Schrankensystem zudem eine elektronische Steuereinheit zur Einstellung des Öffnungszustandes und der Feststellvorrichtung auf, welche sich im Motorgehäuse befindet. Dadurch wird eine weitergehende Miniaturisierung des Schrankensystems erreicht.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Schrankensystem
    2
    Schrankenbaum
    3
    Motor
    4
    Welle
    5
    Lager
    6
    Lager
    7
    Gehäuse
    8
    plattenförmiger Drehflansch
    9
    plattenförmiger Drehflansch
    10
    Drehfeder
    11
    Drehfeder
    12
    Verbindungsmittel
    13
    Verbindungsmittel
    14
    Wellenaufnahme
    15
    Verbindungsmittel
    16
    Verbindungsmittel
    17
    Feststellvorrichtung
    18
    Pin
    19
    Verbindungsmittel
    20
    Verbindungsmittel
    21
    Verbindungsmittel
    22
    Verbindungsmittel
    23
    Passfeder
    24
    Passfeder
    25
    Wellenaufnahme
    26
    Aufnahme
    27
    Motorgehäuse
    31
    Schrankensystem
    32
    Schrankenbaum
    33
    gabelförmiges Endsegment
    34
    Gabelarm
    35
    mechanische Verbindungsmittel
    36
    mechanische Verbindungsmittel
    37
    mechanische Verbindungsmittel
    38
    mechanische Verbindungsmittel
    39
    plattenförmiger Drehflansch
    40
    plattenförmiger Drehflansch
    41
    mechanische Verbindungsmittel
    42
    mechanische Verbindungsmittel
    43
    Motor
    44
    Lager
    45
    Lager
    46
    Welle
    47
    Drehfeder
    48
    mechanische Verbindungsmittel
    49
    mechanische Verbindungsmittel
    50
    Feststellvorrichtung
    51
    Pin
    52
    Passfeder
    53
    Drehfeder
    54
    mechanische Verbindungsmittel
    56
    Passfeder
    57
    Gehäuse
    58
    Motorgehäuse
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 3743348 A1 [0004]
    • EP 1295992 A2 [0005]
    • AT 402311 B1 [0006]

Claims (12)

  1. Schrankensystem (1, 31) umfassend einen Schrankenbaum (2, 32) und eine Antriebseinheit, welche zumindest einen Motor (3, 43) und eine durch den Motor (3, 43) betriebene Welle (4, 46) mit einer Längsachse (A) umfasst, wobei der Schrankenbaum (2, 32) durch eine Drehbewegung der Welle (4, 46) um ihre Längsachse (A) verschwenkbar ist, wobei die Antriebseinheit zumindest eine Drehfeder (10, 11, 47, 53) und/oder Spiralfeder umfasst, wobei ein erster Schenkel der Drehfeder (10, 11, 47, 53) und/oder der Spiralfeder ortsfest festgelegt ist und wobei ein zweiter Schenkel der Drehfeder (10, 11, 47, 53) und/oder der Spiralfeder mit dem Schrankenbaum (2, 32) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit als Direktantrieb ausgebildet ist.
  2. Schrankensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (4, 46) des Motors (3, 43) übersetzungsfrei mit dem Schrankenbaum (2, 32) mechanisch verbunden ist.
  3. Schrankensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (3 43) als Torquemotor ausgebildet ist.
  4. Schrankensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Drehfeder (10, 11, 47, 53) und/oder die Spiralfeder um die Welle herum angeordnet ist.
  5. Schrankensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (4, 46) wälzkörpergelagert ist.
  6. Schrankensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit über eine Schrankenbaumaufnahme mit dem Schrankenbaum (2, 32) mechanisch verbunden ist.
  7. Schrankensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit zwei Drehfedern (10, 11, 47, 53) und/oder zwei Spiralfedern aufweist, welche beidseitig vom Motor (3, 43) um die Welle (4, 46) herum angeordnet ist.
  8. Schrankensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit durch ein Gehäuse (7, 57) begrenzt ist, wobei das Gehäuse (7, 57) eine Mantelfläche mit einer Längsachse aufweist, welche auf der Längsachse (A) der Welle (4, 46) liegt.
  9. Schrankensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (4, 46) über einen plattenförmigen Drehflansch (8, 9, 39, 40) mit dem Schrankenbaum (2, 32) verbunden ist.
  10. Schrankensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit eine Feststellvorrichtung (17, 50) aufweist, zur Arretierung des Schrankenbaums (2, 32) in einer Position, wobei die Feststellvorrichtung (17, 50) ortsfest angeordnet ist und einen verschiebbaren Pin (18, 51) aufweist, zur Anordnung in einer Aufnahme (26) des Drehflansches (9, 40).
  11. Schrankensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (3, 43) ein Motorgehäuse (61, 58) umfasst und zumindest ein Lager (5, 6, 44, 45) zur Lagerung der Welle (4, 46) aufweist, welches innerhalb des Motorgehäuses (61, 58) angeordnet ist.
  12. Schrankensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schrankensystem (1, 31) eine elektronische Steuereinheit aufweist, welche sich im Motorgehäuse (7) befindet.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE3743348A1 (de) 1987-12-21 1989-06-29 Vdo Schindling Schranke
AT402311B (de) 1995-03-20 1997-04-25 Skidata Gmbh Absperreinrichtung
EP1295992A2 (de) 2001-09-24 2003-03-26 Rib S.r.l. Elektromechanische Barrieren

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