DE10305291A1

DE10305291A1 - Verfahreinheit für wahlweise Automatik- oder Handbetrieb mit Steuerung zum beliebigen und sicheren Verfahren von lastabhängigen Toren, Auszügen, Schubladen

Info

Publication number: DE10305291A1
Application number: DE10305291A
Authority: DE
Inventors: Manfred Kokemor
Original assignee: Kokemor Manfred Dipl-Ing (fh)
Current assignee: Kokemor Manfred Dipl-Ing (fh)
Priority date: 2003-02-09
Filing date: 2003-02-09
Publication date: 2004-08-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verfahreinheit für wahlweise Automatik- oder Handbetrieb mit einer Steuerung zum beliebigen und sicheren Verfahren von lastabhängigen Toren, Auszügen, Schubladen etc., wobei der Antrieb und die Steuerung elektrisch, pneumatisch, hydraulisch oder mechanisch oder als Kombination ausgeführt sein kann.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahreinheit für wahlweise Automatik- oder Handbetrieb mit einer Steuerung zum beliebigen und sicheren Verfahren von lastabhängigen Toren, Auszügen, Schubladen, etc. wobei der Antrieb und die Steuerung elektrisch, pneumatisch, hydraulisch oder mechanisch ausgeführt sein können.
Aus der EP 1 125525 A1 ist zwar eine elektromotorisch betriebene Verfahrvorrichtung vorzugsweise für den Schubladen- und/oder Hochschrankauszug bekannt, diese Ausziehvorrichtung hat aber mindestens die nachstehend aufgeführten Nachteile:

– Es ist nur ein elektrischer Betrieb möglich.
– Ein behindertengerechter Betrieb ist nicht oder nur sehr bedingt möglich.
– Keine Drehmomentenanpassung bei unterschiedlicher Last, da die Drehmomentbegrenzungseinrichtung nur bei Überschreitung des maximalen Drehmomentes schaltet.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Verfahrvorrichtung zu schaffen die vielseitiger, komfortabler, sicherer und behindertengerechter eingesetzt werden kann. Vielseitiger einsetzbar das heißt unter anderem:
... es ist neben dem elektrischen Betrieb auch ein pneumatischer, hydraulischer, mechanischer Betrieb oder eine Kombination hiervon möglich.
Komfortabler einsetzbar dadurch:
... die Betätigungsschalter Betätigungselemente können positionsunabhängig an ergonomisch günstiger Stelle angebracht werden.
... dass der Betrieb auch ferngesteuert beispielsweise funkgesteuert und/oder sprachgesteuert erfolgen kann und dadurch kein direkter Kontakt mehr mit den Bedienelementen erforderlich ist.
... Das auf einfache Weise beliebige Zwischenstellungen realisiert werden können. Insbesondere für ältere und/oder körperbehinderte Menschen wird das Handling dadurch wesentlich vereinfacht.
Sicherer dadurch:
... dass bei Verwendung einer Fernsteuerung zumindest für das EIN- und/oder AUSSCHALTEN des Antriebes kein direkter Kontakt mehr zur Verfahrvorrichtung erforderlich ist.
... Dass das zwischen Antrieb und Abtrieb übertragbare Drehmoment lastabhängig ist, wodurch die Aus- und Einfahrkraft automatisch auf einen niedrigen, zulässigen Wert begrenzt wird und damit Verletzungen und/oder Beschädigungen während des Verfahrens vermieden werden und das dadurch bei entsprechender konstruktiver Auslegung auch ein kindersicherer Betrieb möglich ist.
Selbstverständlich kann die Verfahreinrichtung alternativ auch von Hand betätigt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Die Patentansprüche 2 bis 9 bilden die Erfindung in vorteilhafter Weise weiter. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung umfassen mindestens die folgenden Merkmale:

– Verringerung der Unfall- und Verletzungsgefahr durch selbsttätige, lastabhängige Drehmomentbegrenzung und Abtriebsunterbrechung.
– Selbsttätige Unterbrechung der Ein- oder Ausfahrbewegung bei Überlast.
– Jederzeitige Fahrtunterbrechung durch Schalterbetätigung oder Aufbringung einer Überlast.
– Berührungsloser Betrieb durch Fernsteuerung insbesondere bei Verwendung einer Sprachsteuerung.
– Leichtanlauf in mindestens einer Endlage, die bei entsprechender konstruktiver Auslegung zusätzlich als Endlagen- und Gräuschdämpfung dienen kann.
– Einfachere und bequemere Zugänglichkeit des Lagerraumes.
– Die Betätigungsschalter Betätigungselemente können an beliebiger, ergonomisch günstiger Position angebracht werden.
– Die Abtriebseinheit kann neben einem elektrischen Antrieb und Steuerung auch mit einem entsprechenden pneumatischen, hydraulischen, mechanischen Antrieb und Steuerung oder einer Kombination hiervon betrieben werden.
– Zugriffschutz insbesondere für Kinder durch Anbringung der Betätigungselemente an geeigneter Stelle.
– Wahlweise Automatik- oder Handbetrieb.

1 zeigt eine mögliche Verfahreinheit in der Anfangsstellung bei ausgerasteter Kupplung mit Leichtanlauf, Endlagendämpfung und Sicherheitsabschaltung. Die Bedienung erfolgt wahlweise mittels Taster oder Fernbedienung.
Diese Verfahreinheit wird im folgenden unter zu Hilfenahme der 2 bis 4 beschrieben.
2 zeigt eine mögliche Verfahreinheit in der Anfangsstellung bei geschlossener Kupplung mit eingefahrenem Kupplungseinrückmagnet 22.
3 zeigt eine teilweise ausgefahrene Verfahreinheit.
4 zeigt die hier gewählte elektrische Schaltung zur Betätigung der Verfahreinheit.
Eine solche Verfahreinheit besteht im wesentlichen aus:

– einem Vollauszug 1 (schematische Darstellung)
– einem Lager- und Schutzgehäuse 19, 26
– einem Antriebsteil bestehend aus elektr. Getriebemotor 14 und Übersetzungsgetriebe 21
– einer Kupplung (permanentmagnetische Stirndrehkupplung) mit lastabhängiger Drehmomenteneinstellung (Drehmomentensteller) 23, 24 und 25
– einer Kupplungseinrückeinheit 22 und 4
– einem Abtriebsteil mit Leichtanlauf- und Endlagendämpfung 7, 8, 9, 10a, 10b, 11, 12 und 13
– einem Lastabhängigen Hubgeber 15, 16, 17, 18, 20
– einer elektrischen Steuerung mit Gehäuse

Die Schaltung ist so ausgeführt, dass im Ruhezustand kein nennenswerter Strom fließt. In der in 1 dargestellten Ausgangsposition ist die permanentmagnetische Stirndrehkupplung in der Ruhestellung geöffnet um wahlweise ein automatisches oder handbetriebenes Ein- und Ausfahren des Auszuges zu gestatten.
In dieser Stellung ist Schalter S2 geschlossen und gleichzeitig Endschalter S1 geöffnet. Nachfolgend werden die Funktionsabläufe zum automatischen Ein- und Ausfahren des Auszuges beschrieben.
Zum Ausfahren wird entweder der Taster T1 betätigt oder mittels Fernbedienung das Relais K1-S geschlossen, dadurch wird mittels Relais 1 der Antriebsmotor 14 über den Schalter S2 bestromt und gleichzeitig mittels R1/C2-Kombination der zugeordnete Kupplungseinrücker 22 (der hier als Elektromagnet ausgelegt ist) kurzzeitig bestromt, dadurch wird das verbundene Kupplungsteil 25 in Richtung des gegenüberliegenden Kupplungsteiles 23 gedrückt und gleichzeitig die Ausrückfeder 24 gespannt; eine durch Überlast ausgerastete Kupplung wird wieder eingerastet und der Endschalter 3 geöffnet.
Die Antriebsdrehzahl wird mittels permanentmagnetischer Stirndrehkupplung auf die Abtriebsseite übertragen und mittels Zahnräder 7, 11, 8 zunächst auf die Zahnstange 10a übertragen worauf der Auszug zunächst mit einer geringen Geschwindigkeit ausfährt. Nach einem definierten Hub ZA wird die Antriebsdrehzahl mittels Zahnräder 7, 11, 12 auf die Zahnstange 13 schlupffrei übertragen und aufgrund der höheren Übersetzung die Ausfahrgeschwindigkeit bis kurz vor Hubende erhöht. Der Resthub ZE wird wiederum mit einer wesentlich geringeren Geschwindigkeit ausgeführt.
Mit Erreichen der Endstellung wird Schalter S2 geöffnet, Schalter S1 geschlossen und der Antriebsmotor dadurch stromlos.
Die Geschwindigkeitsreduzierung in den Endlagen gestattet die Realisierung mindestens dreier Funktionen:

– Endlagendämpfung durch Reduzierung der kinetischen Energien.
– Geräuschdämpfung durch langsames Heranführen der Entlagenkontaktflächen.
– Leichtanlauf aufgrund der geringen Übersetzung.

Zum Einfahren wird entweder der Taster T2 betätigt oder mittels Fernbedienung das Relais K1-S geöffnet, dadurch wird mittels Relais 1 und Schalter S1 der Motor umgepolt, der Auszug fährt wiederum zunächst mit geringer Geschwindigkeit ein; auch in dieser Position wird eine etwaige durch Überlast ausgerastete Kupplung vorher wieder eingerastet.
Nach Ausführung des Hubes ZE wird die konstante Antriebsdrehzahl wiederum mittels Zahnräder 7, 11, 12 auf die Zahnstange 13 schlupffrei übertragen und die Einfahrgeschwindigkeit bis kurz vor der Ausgangsstellung erhöht. Der Resthub ZA wird wiederum mit einer wesentlich geringeren Geschwindigkeit ausgeführt.
Mit Erreichen der Ausgangsstellung wird Schalter S1 geöffnet, Schalter S2 geschlossen und der Antriebsmotor dadurch stromlos.
Bei dieser Verfahreinheit wird die Kupplung in den Endlagen entkuppelt, dadurch kann der Auszug auch von Hand betätigt werden, dies ist wichtig bei Stromausfall oder Überlastabschaltung.
Besonders vorteilhaft ist auch das Vorhandensein eines Lastabhängigen, selbsteinstellenden Drehmomentenstellers als Sicherheits- und/oder Schutzaggregat.
Dadurch dass die Laderäume derartiger Auszüge, Schubladen usw. frei zugänglich sind und auch von Kindern, Behinderten oder älteren Personen genutzt werden, sind geeignete Maßnahmen zur Vermeidung von Beschädigungen oder Unfällen während des Aus- und Einfahrens derartiger Geräte erforderlich; dieser Drehmomentensteller gestattet bei richtiger Auslegung einen „Kindersicheren Betrieb" einfach dadurch, das während des Aus- und Einfahrens nur das jeweils erforderliche Lastabhängige Drehmoment zur Verfügung steht und das bei Überschreitung dieses vorgegebenen Drehmomentes eine selbsttätige Unterbrechung der Drehmomentenübertragung zwischen Antrieb und Abtrieb erfolgt.
Das nahezu konstante Antriebsdrehmoment des Getriebemotors wird mittels Permanentmagnetischer Stirndrehkupplung auf die Abtriebsseite übertragen, die Kraftübertragung bzw. Drehmomentübertragung erfolgt dadurch dass sich auf der Antriebs- und Abtriebsseite jeweils ungleichnamige Magnetpole mit einem Lastabhängigen Luftspalt XA gegenüberstehen, siehe 2 und somit dass jeweils erforderliche Drehmoment übertragen.
Eine Last wird mittels Tragbalken 17 auf die vorhandenen Feder-Lager-Kombinationen 15, 16 und auf den antriebsseitigen Kupplungsteil 23 übertragen und erzeugt einen zusätzlichen, lastabhängigen Stellweg XG zwischen den beiden Kupplungsteilen 23, 25 und damit eine entsprechende lastabhängige Veränderung des übertragbaren Drehmomentes; bei steigender Last wird der Luftspaltes XA um den lastabhängigen Weg XG verringert, dadurch steigt das abtriebsseitige Drehmoment auf den zulässigen Wert. Bei sinkender Last wird der mit dem Tragbalken 17 verbundene antriebsseitige Kupplungsteil 23 mittels Feder-Lager-Kombination 15, 16 um den Stellweg XG nach oben gezogen und dadurch der Luftspalt XA entsprechend vergrößert bei gleichzeitiger Reduzierung des abtriebsseitigen Drehmomentes.
Mit dieser selbsttätigen Luftspaltanpassung wird ständig ein den Anforderungen entsprechendes Drehmoment erzeugt.
Tritt während des Aus- oder Einfahrens eine Überlast auf, so verschieben sich die antriebs- und abtriebsseitigen Magnetpole derart das sich nunmehr gleichnamige Magnetpole gegenüberstehen die sich abstoßen diese Abstoßkraft wird durch die vorhandene Kraft der Ausrückfeder 24 noch verstärkt, worauf der abtriebsseitige Kupplungsteil 25 auf das Ausrastmaß XS zurückgesetzt wird und dadurch die Kupplung ausrastet und der Auszug stoppt.
Nach der Gefahrenbeseitigung kann die Verfahreinheit entweder von Hand oder automatisch in die gewünschte Endlage gefahren werden.
Die Schalter S1 und S2 sind hier so positioniert, das die Abschaltung des Antriebes als zusätzliche Sicherheit bereits im geeigneten Abstand vor den Endstellungen geschieht, der Restweg wird allein durch die noch vorhandene kinetische Energie und/oder die potentielle Gewichtsenergie ausgeführt.

Claims

Verfahreinheit für wahlweise Automatik- oder Handbetrieb, wobei die Betätigung mittels ergonomisch günstig angeordneter Taster, Schalter oder Fernsteuerung ausgelöst werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lastsensor vorhanden ist der die lastabhängige Verfahrkraft selbsttätig einstellt, begrenzt und bei Überlast die Verfahreinheit stoppt; und das mittels spezieller Getriebestufe sowohl ein Leichtanlauf aus den Endlagen, eine Endlagendämpfung und eine Geräuschdämpfung in den Endlagen realisiert wird.
Verfahreinheit für wahlweise Automatik- oder Handbetrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Antrieb und Steuerung mit elektrisch betriebenen Komponenten erfolgt.
Verfahreinheit für wahlweise Automatik- oder Handbetrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Antrieb und Steuerung mit pneumatisch betriebenen Komponenten erfolgt.
Verfahreinheit für wahlweise Automatik- oder Handbetrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Antrieb und Steuerung mit hydraulisch betriebenen Komponenten erfolgt.
Verfahreinheit für wahlweise Automatik- oder Handbetrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Antrieb und Steuerung mechanisch erfolgt.
Verfahreinheit für wahlweise Automatik- oder Handbetrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Antrieb und/oder Steuerung in einer Kombination der unter Anspruch 2 bis 5 genannten Komponenten erfolgt.
Verfahreinheit für wahlweise Automatik- oder Handbetrieb nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überlast eine selbsttätige Entkopplung zwischen Antrieb und Abtrieb erfolgt und die Einkopplung selbsttätig in den Endlagen erfolgt.
Verfahreinheit für wahlweise Automatik- oder Handbetrieb nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überlast eine selbsttätige Entkopplung zwischen Antrieb und Abtrieb erfolgt und die Einkopplung in beliebiger Position erfolgt.
Verfahreinheit für wahlweise Automatik- oder Handbetrieb nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb vor Erreichung der Endlage abgeschaltet wird und die Verfahreinheit die Endlagen aufgrund der kinetischen Restenergie und/oder potentiellen Energie erreicht.