DE10216898A1 - Drehkreuzanlage - Google Patents

Abstract

Drehkreuzanlage, umfassend ein um eine mittige vertikale Achse drehbar gelagertes Drehkreuz, mit Drehflügeln, welche an einem Rotor angebracht sind, der um einen Stator rotierbar angeordnet ist, wobei Einrichtungen vorgesehen sind, die eine Drehbewegung des Rotors in einer vorgegebenen Drehrichtung zulassen, aber gegen ein Drehen in der entgegengesetzten Drehrichtung sperren, wobei die Einrichtungen für die einseitige Drehrichtungssperre wenigstens ein Wälzlager (13, 14) umfassen, welches bei Betätigung des Rotors (10) in der zu sperrenden Drehrichtung sich zwischen Rotor und Stator (11) verklemmt und dadurch sperrt.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehkreuzanlage umfassend ein um eine mittige vertikale Achse drehbar gelagertes Drehkreuz, mit Drehflügeln, welche an einem Rotor angebracht sind, der um einen Stator rotierbar angeordnet ist, wobei Einrichtungen vorgesehen sind, die eine Drehbewegung des Rotors in einer vorgegebenen Drehrichtung zufassen, aber gegen ein Drehen in der entgegengesetzten Drehrichtung sperren.
• Drehkreuzanlagen der eingangs genannten Gattung sind bekannt aus dem Stand der Technik. Derartige Drehkreuzanlagen werden in den verschiedensten Bereichen eingesetzt, beispielsweise dort, wo einer größeren Personenanzahl Zugang zu einem reserviertem Bereich gewährt wird. In der Regel ist es dabei so, dass die Drehkreuzanlage die Passage in einer Drehrichtung zulässt, wohingegen das Drehkreuz in der entgegengesetzten Drehrichtung sperrt. Allerdings kommt es häufig vor, dass die Anwendung eine Umkehrung der durchlässigen bzw. sperrenden Drehrichtung erfordert. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn die Drehkreuzanlage einmal als Eingang für ein reserviertes Gebiet dient, um beispielsweise Personen den Eintritt zu einer Veranstaltung zu ermöglichen. Nach Beendigung der Veranstaltung kann dann die gleiche Drehkreuzanlage als Ausgang dienen, wobei zuvor die Drehrichtung umgeschaltet wird, so dass nach Umschalten die Drehkreuzanlage in der Drehrichtung, in der zuvor gesperrt wurde, die Drehung zulässt, während nun in der entgegengesetzten Drehrichtung gesperrt wird.
• Bei den herkömmlichen Drehkreuzanlagen der zuvor genannten Art ist in der Regel der Mechanismus für das Umschalten der Drehrichtung, in der das Drehkreuz sperrt, relativ umständlich zu bedienen. Beispielsweise bedient man sich einer Art Klinkensperre, in die ein Klinkenrad eingreift. Eine derartige Vorrichtung ist in der Fertigung aufwendig und in der Regel ist es notwendig, die Drehkreuzanlage teilweise zu demontieren, um überhaupt das Umschalten der sperrenden bzw. durchlässigen Drehrichtung zu ermöglichen.
• Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Drehkreuzanlage der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die eine verbesserte Drehrichtungssperre aufweist, welche ein gegebenenfalls erforderliches Umstellen der sperrenden Drehrichtung vereinfacht.
• Die Lösung dieser Aufgabe liefert eine erfindungsgemäße Drehkreuzanlage der eingangs genannten Gattung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Einrichtungen für die einseitige Drehrichtungssperre wenigstens ein Wälzlager umfassen, welches bei Betätigung des Rotors in der zu sperrenden Drehrichtung sich zwischen Rotor und Stator klemmt und dadurch sperrt. Für ein solches Wälzlager können beispielsweise parallel zur Drehachse ausgerichtete etwa zylindrische Wälzkörper, insbesondere längliche Bolzen oder dergleichen dienen. In der Drehrichtung, in der die Drehkreuzanlage die Drehung zulässt, werden diese Wälzlager dann vom Rotor mitgenommen und drehen sich dabei. In der entgegengesetzten Drehrichtung, der Sperrrichtung, kann man beispielsweise den Stator so ausbilden, dass die vom Rotor mitgenommenen Wälzlager sich nur ein kurzes Stück drehen können und danach gesperrt werden, so dass der Rotor in dieser Drehrichtung nicht weiter gedreht werden kann. Vorzugsweise bewegen sich die genannten Wälzlager gemäß einer Weiterbildung der Erfindung in einem sich in Sperrrichtung verjüngenden Raum, so dass die Wälzlager dort bei Drehung verklemmt werden. Beispielsweise kann es sich um einen in der Draufsicht auf den Rotor gesehen sich etwa keilförmig verjüngenden Raum handeln, bei dem sich die Verjüngung in in Bezug auf die Drehachse radialer Richtung ergibt. In dem Bereich, wo das größere radiale Spiel gegeben ist, kann sich das Wälzlager ungehindert drehen. Bei Drehung in einer gewünschten freien Drehrichtung bewegt sich das Wälzlager in diesem Bereich. Sobald allerdings der vorzugsweise zylindrische Wälzkörper in den sich radial verjüngenden Bereich des sich keilförmig verjüngenden Raums gelangt, was bei Drehung des Rotors in der entgegengesetzten Drehrichtung der Fall ist, hat der Wälzkörper nicht mehr genügend Platz, um sich mitdrehen zu können, und klemmt sich dadurch fest, wodurch das Weiterdrehen des Rotors blockiert ist. Dies stellt eine relativ einfache konstruktive Lösung der eingangs genannten Problematik dar. Eine derartige Lösung mit den genannten zylindrischen Wälzkörpern ermöglicht außerdem ein relativ einfaches Umstellen der blockierenden Drehrichtung. Man kann beispielsweise zwei derartige zylindrische Wälzkörper verwenden, die sich am Umfang des Rotors gesehen etwa gegenüberliegen. In diesem Fall kann man durch von außen her verstellbare Mittel bei dem einen Wälzkörper verhindern, dass dieser sich in den sich keilförmig verjüngenden Raum hinein bewegt, so dass sich bei Drehung in der einen Richtung beide Wälzkörper mitdrehen können. Verstellt man nun die genannten Mittel, so dass dann dieser Wälzkörper sich bei Drehen entgegen der gewünschten Drehrichtung in den keilförmigen Raum bewegt, während dies bei dem anderen Wälzkörper verhindert wird, kann man dadurch die Drehrichtungssperre umstellen. Diese Mittel kann man von außen her zugänglich machen, so dass eine Demontage der Drehkreuzanlage für das Umstellen der Drehrichtungssperre nicht mehr notwendig ist.
• Eine bevorzugte konstruktive Weiterbildung der Erfindung sieht beispielsweise vor, dass der genannte sich verjüngende etwa keilförmige Raum radial innenseitig mindestens teilweise von einer Platte begrenzt wird, wobei diese Platte feststehend ist und mit dem Stator verbunden ist oder ein Teil des Stators ist. Sind zwei solcher Wälzkörper vorhanden, verwendet man entsprechend jeweils eine solche jedem der Wälzkörper zugeordneten Platte. Diese Platte kann sich vorzugsweise mindestens teilweise in Richtung einer Sehne bezogen auf die Draufsicht auf den im Umriss in der Draufsicht etwa kreisförmigen Rotor erstrecken. Durch diese geometrische Anordnung erreicht man, dass sich der Raum, in dem sich der Wälzkörper bewegt, entlang der Sehne nach außen hin betrachtet, verjüngt. Der Wälzkörper kann sich also in der sperrenden Drehrichtung allenfalls ein ganz kurzes Stück entlang der Sehne wälzen und wird dann blockiert. In der entgegengesetzten Richtung kann sich der Wälzkörper gegen ein Federelement bewegen. Ein solches Federelement kann beispielsweise eine Blattfeder sein, die an der der sich verjüngenden Seite des keilförmigen Raums abgewandten Seite dem Wälzkörper gegenüberliegt und diesen bei Betätigung des Rotors in der freien Drehrichtung beaufschlagt.
• Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst die Umstellvorrichtung für das Umstellen der Drehrichtungssperre einen in etwa radialer Richtung bezogen auf den Rotor gegenüber diesem verschiebbar angeordneten Stift oder Bolzen. Ein solcher Stift oder Bolzen kann von außerhalb des Rotors her z. B. über eine Öffnung oder Ausnehmung im Rotor zugänglich sein, so dass man beispielsweise unter Zuhilfenahme eines Werkzeugs diesen Stift oder Bolzen radial verschieben kann, um die Drehrichtungssperre umzustellen. Ein solcher Stift oder Bolzen kann dazu verwendet werden, das Hineinlaufen des Wälzkörpers in den sich verjüngenden Teil des keilförmigen Raums bei einem der Wälzkörper zu blockieren. Verwendet man zwei vorzugsweise etwa gegenüberliegende Wälzkörper, so kann man durch Hin- und Herschieben des Stifts oder Bolzens den keilförmig sich verjüngenden Raum für jeweils einen der beiden Wälzkörper abtrennen, so dass dann der jeweils andere Wälzkörper nach wie vor bei Drehen des Rotors in der Sperrrichtung in den keilförmig sich verjüngenden Raum hineinläuft und sperrt, während die Sperrwirkung bei dem anderen Wälzkörper ausgeschaltet ist und damit in dieser Drehrichtung der Rotor frei drehbar ist. Verschiebt man dann beim Umstellen den Stift oder Bolzen, übernimmt dann der zuvor nicht blockierende Wälzkörper die Blockierfunktion.
• Die in den Unteransprüchen genannten Merkmale betreffen bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Aufgabenlösung. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Detailbeschreibung.
• Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen
• Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Drehkreuzanlage;
• Fig. 2 eine perspektivische Teilansicht im oberen Bereich des Rotors der Drehkreuzanlage, teilweise geschnitten;
• Fig. 3 eine vergrößerte Draufsicht auf Rotor und Stator;
• Fig. 4 eine Draufsicht auf den Rotor als Einzelteilansicht;
• Fig. 5 einen Längsschnitt durch den Rotor;
• Fig. 6 eine Draufsicht auf den Stator als Einzelteildarstellung;
• Fig. 7 eine Seitenansicht des Stators von Fig. 6.
• Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Die Darstellung zeigt in perspektivischer Ansicht eine erfindungsgemäße Drehkreuzanlage mit einem um eine mittige vertikale Achse drehbar gelagerten Drehkreuz 9 mit drei Drehflügeln 8, welches beispielsweise als Eingangssperre beziehungsweise Ausgangssperre für einen reservierten Bereich, beispielsweise eine Sportstätte, dient. In der Zeichnung rechts neben dem Drehkreuz 9 befindet sich eine teilweise ringbogenförmig verlaufende Geländerabsperrung 7. In der Zeichnung gemäß Fig. 1 links ist eine Barriere mit drei horizontal angeordneten Sperrbalken 6 vorgesehen, wobei die Drehflügel 8 aus mehreren übereinanderliegenden Teilflügeln bestehen, die üblicherweise die Sperrbalken 6 bei der Rotationsbewegung durchgreifen, so dass sich einerseits eine Absperrung ergibt, sich andererseits aber das Drehkreuz 9 durch die Sperrbalken 6 hindurchbewegt.
• Das Drehkreuz 9 weist im oberen Bereich einen Rotor 10 auf, an dem die Drehflügel 8 angebracht sind und der sich um einen konzentrisch in der Mittelsäule untergebrachten feststehenden Teil dreht, zu dem auch der Stator gehört, der in Fig. 3 besser erkennbar ist. Der genauere Aufbau von Rotor 10 und Stator 11 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 näher erläutert.
• Wie man aus der Draufsicht gemäß Fig. 3 erkennt, ist der Rotor 10 ein im Prinzip ringförmiges Teil, welches über Schrauben 23 mit einem äußeren Rotorgehäuse 24 verbunden ist, an welchem dann die Drehflügel 8 befestigt sind (diese sind in Fig. 3 nicht dargestellt, siehe auch Fig. 1). Der Rotor 10 ist über Kugellager 12 gegenüber dem konzentrisch innerhalb des Rotors 10 liegenden Stator 11 drehbar gelagert. Mit dem Stator 11 verbunden sind zwei etwa gegenüberliegende Platten 17, die so angeordnet sind, dass sie zu dem kreisringförmigen Rotor 10 in der Draufsicht Fig. 3 wie eine gedachte Sehne 18 verlaufen. Die Mittelsenkrechte zu dieser gedachten Sehne 18 ist mit 19 bezeichnet. Jeweils zwischen der Außenseite dieser Platten 17 und dem Rotor 10 ist je ein zylindrischer bolzenartiger Wälzkörper 13, 14 angeordnet. Bei der Drehung des Rotors 10 in der Zeichnung gemäß Fig. 3 im Gegenuhrzeigersinn dreht sich der Wälzkörper 13 ebenso wie der andere Wälzkörper 14 ebenfalls im Gegenuhrzeigersinn, da die Wälzkörper von dem Rotor 10 bei seiner Drehbewegung mitgenommen werden. Jeweils neben den Wälzkörpern 13, 14 ist ein Federelement 21 in Form einer Blattfeder angeordnet. Bei der Drehung des Rotors 10 im Gegenuhrzeigersinn in der Stellung gemäß Fig. 3 ist der Rotor für die Rotationsbewegung frei, wobei sich der Wälzkörper 13 bei der Drehbewegung in Pfeilrichtung im Gegenuhrzeigersinn gegen die Blattfeder 21 bewegt und von dieser beaufschlagt wird. Würde man dagegen den Rotor 10 in Uhrzeigerrichtung drehen, würde der Wälzkörper 13 ebenfalls von dem Rotor 10 mitgenommen und würde sich entlang der Platte 17 bewegen, d. h. von der Blattfeder 21 entfernen. Da sich durch die Anordnung der Platte 17 zwischen der Platte und dem Rotor 10 ein sich zu dem in der Zeichnung rechten Ende der Platte 17 hin keilförmig verjüngender Raum 16 ergibt, kann sich der Wälzkörper 13 bei Bewegung des Rotors 10 im Uhrzeigersinn nicht weiter auf der Platte 17 des Stators abrollen und wird stattdessen in dem sich verjüngenden Raum 16 nach kurzer Bewegung festgeklemmt. Dadurch ist der Rotor 10 und damit das Drehkreuz für eine Drehbewegung im Uhrzeigersinn gemäß Fig. 3 blockiert.
• Das Blockieren des anderen Wälzkörpers 17 bei Drehung des Rotors 10 in der Gegenrichtung, d. h. im Gegenuhrzeigersinn, wird durch die Umstellvorrichtung 20 verhindert. Diese umfasst einen Bolzen, der, wie man sieht, den keilförmig sich verjüngenden Raum 16 für den Wälzkörper 14 versperrt. Der Wälzkörper 14 drückt die Blattfeder 21 zusammen und kann bei Drehung im Uhrzeigersinn nicht in den sich verjüngenden Teil des keilförmigen Raums 16 gelangen. Dadurch ist hier die Sperrwirkung bei Drehung im Gegenuhrzeigersinn aufgehoben. Bei Drehung des Rotors 10 im Uhrzeigersinn übernimmt hingegen der gegenüberliegende Wälzkörper 13 die Sperrwirkung, da er sich entlang der Platte 17 in den keilförmigen Raum 16 hineinbewegt. Wenn man nun die Umstellvorrichtung 20 betätigt und den Bolzen 20 an der anderen Seite neben dem Wälzkörper 13 anordnet, dann blockiert der zweite Wälzkörper 14 bei Drehung des Rotors 10 im Gegenuhrzeigersinn, wohingegen die Drehung des Rotors in der umgekehrten Drehrichtung, also im Uhrzeigersinn, dann frei ist.
• Fig. 2 verdeutlicht, dass die Umstellvorrichtung 20 mit dem Bolzen bezogen auf den Bolzen axial und bezogen auf die Draufsicht auf den Rotor 10 radial verschiebbar angeordnet sein kann. Dabei kann man im Rotorgehäuse 24 Bohrungen 22 vorsehen, so dass man in einer bestimmten Drehstellung des Rotors den Bolzen 20 mit der Bohrung 22 zur Deckung bringt und dann den Bolzen 20 gegebenenfalls unter Zuhilfenahme eines Werkzeugs in seiner axialen Richtung verschieben kann, so dass dadurch die Drehrichtungssperre umgestellt wird.
• Die Fig. 4 und 5 zeigen den Rotor 10 in der Draufsicht beziehungsweise im Längsschnitt als Einzelteil. Man erkennt die Bohrungen für die Befestigungsschrauben 23 zur Befestigung im Rotorgehäuse 24. Man erkennt weiterhin in Fig. 5, dass der Rotor jeweils am unteren und am oberen Ende eine im Querschnitt weitere Innenbohrung 25 mit einem Absatz aufweist, die jeweils ein Kugellager 12 (siehe Fig. 3) aufnimmt. Die zylindrische Innenbohrung 26 des Rotors 10, die sich über den größten Teil seiner axialen Länge erstreckt, entspricht dem Außenmaß des weitgehend ringförmigen Mittelteils 27 des Stators 11 (siehe Fig. 7) und nimmt diesen auf. Das Kugellager wird auf den in Fig. 7 erkennbaren zylindrischen Oberteil 28 des Stators 11 mit geringerem Durchmesser aufgeschoben.
• In Fig. 6 erkennt man außerdem, dass der Stator 11 zwei sich durch den Mittelteil 27 erstreckende Ausnehmungen 29, 30 am Umfang aufweist, deren Innenflächen 31, 32 sich in der Draufsicht gesehen in Richtung von Kreissehnen erstrecken, aber nur über einen Teil der Länge einer gedachten Kreissehne. Diese Ausnehmungen 29, 30 nehmen die in Fig. 3 dargestellten Platten 17 auf. Bezugszeichenliste 6 Sperrbalken
  7 Geländerabsperrung
  8 Drehflügeln
  9 Drehkreuz
  10 Rotor
  11 Stator
  12 Kugellager
  13 Wälzkörper
  14 Wälzkörper
  16 keilförmig verjüngender Raum
  17 Platten
  18 Sehne
  19 Mittelsenkrechte
  20 Umstellvorrichtung
  21 Blattfeder
  22 Bohrungen
  23 Befestigungsschrauben
  24 Rotorgehäuse
  25 Innenbohrung
  26 zylindrische Innenbohrung
  27 Mittelteil
  28 zylindrischen Oberteil
  29 Ausnehmung
  30 Ausnehmung
  31 Innenflächen
  32 Innenflächen
  

Claims (13)

1. Drehkreuzanlage umfassend ein um eine mittige vertikale Achse drehbar gelagertes Drehkreuz, mit Drehflügeln, welche an einem Rotor angebracht sind, der um einen Stator rotierbar angeordnet ist, wobei Einrichtungen vorgesehen sind, die eine Drehbewegung des Rotors in einer vorgegebenen Drehrichtung zulassen, aber gegen ein Drehen in der entgegengesetzten Drehrichtung sperren, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen für die einseitige Drehrichtungssperre wenigstens ein Wälzlager (13, 14) umfassen, welches bei Betätigung des Rotors (10) in der zu sperrenden Drehrichtung sich zwischen Rotor und Stator (11) verklemmt und dadurch sperrt.

2. Drehkreuzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Wälzlager (13, 14) parallel zur Drehachse ausgerichtete etwa zylindrische Wälzkörper, insbesondere Bolzen dienen.

3. Drehkreuzanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Rotor (10) mitgenommenen Wälzlager (13, 14) sich in einem sich in Sperrrichtung etwa keilförmig in der Breite, d. h., in Bezug auf die Drehachse radialer Richtung, verjüngenden Raum (16) bewegen.

4. Drehkreuzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der keilförmige Raum (16) radial innenseitig mindestens teilweise von Platten (17) begrenzt wird, die mit dem Stator (11) verbunden sind oder Teil des Stators sind.

5. Drehkreuzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Platte (17) sich mindestens teilweise in Richtung einer Sehne bezogen auf die Draufsicht auf den Rotor (10) erstreckt.

6. Drehkreuzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich wenigstens ein Wälzkörper (13, 14) bei Rotation des Drehkreuzes in der freien Drehrichtung etwa im Bereich einer Mittelsenkrechten (19) zu einer durch eine der Platten (17) verlaufenden gedachten Sehne (18) bewegt, wohingegen bei Drehung in der Sperrrichtung der Wälzkörper (13, 14) sich in den sich verjüngenden Teil des keilförmigen Raums (15) bewegt.

7. Drehkreuzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umstellvorrichtung (20) vorgesehen ist, um die Drehrichtung, in der die Drehkreuzanlage sperrt, zu wechseln.

8. Drehkreuzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Umstellvorrichtung (20) von außerhalb des Rotors (10) gegebenenfalls mittels eines Werkzeugs ohne Demontage des Rotors betätigbar ist.

9. Drehkreuzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Umstellvorrichtung (20) wenigstens einen in etwa radialer Richtung bezogen auf den Rotor (10) gegenüber diesem verschiebbar angeordneten Stift oder Bolzen umfasst.

10. Drehkreuzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift oder Bolzen so angeordnet ist, dass er in einer Sperrstellung die Bewegung eines der Wälzkörper (13, 14) in den sich verjüngenden Teil des keilförmigen Raums (16) hinein blockiert.

11. Drehkreuzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschieberichtung des Stifts oder Bolzens sich parallel versetzt zu einer gedachten Querachse durch den Rotor (10) erstreckt.

12. Drehkreuzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Federelement (21) vorgesehen ist, welches an der der sich verjüngenden Seite des keilförmigen Raums (16) abgewandten Seite wenigstens eines der Wälzkörper (13, 14) angeordnet ist und diesen bei Betätigung des Rotors (10) beaufschlagt.

13. Drehkreuzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (21) eine Blattfeder ist.