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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung allgemein ein Antriebssystem zum Versetzen einer beweglichen
Schranke und genauer gesagt ein Antriebssystem zum Versetzen eines
Garagentors unter Verwendung eines flexiblen Stellglieds.
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Hintergrund
der Erfindung
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Garagentorsysteme,
wie sie in den U.S.-Patenten 5 803 149 und 6 326 751 offenbart sind,
beinhalten ein Garagentor, das normalerweise zwischen einer im Wesentlichen
vertikalen Orientierung, wo das Tor sich in einer geschlossenen
Position befindet, und einer im Wesentlichen horizontalen Position
versetzt wird, wo das Tor sich in einer offenen Position befindet.
Zwischenwellen-Bedienungselemente, wie sie in dem Patent '149 offenbart sind,
sind vorgesehen, die eine federbelastete Antriebswelle verwenden,
um das gesteuerten Versetzen des schweren Gewichts des Tors zu unterstützen, während dieses
zwischen seiner horizontalen offenen und vertikalen geschlossenen
Position bewegt wird, und zwar entlang einer Führungsschiene, beispielsweise
indem eine Gegenkraft darauf aufgebracht wird. Um das Tor in den
offenen Zustand anzuheben, ist ein in der Nähe der Unterseite des Tors
angeschlossenes Zugkabel auf einer Trommel aufgewickelt, die an
der drehbaren Welle angebracht ist.
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Es
sind Garagentorsysteme entwickelt worden, die auch ein oberes Kabel
verwenden, das operativ angrenzend an die Oberseite des Tors angeschlossen
ist, um das Garagentor aus der offenen in die geschlossene Position
zu ziehen. Dieses obere Kabel ist mit einer Zugfeder gespannt, wie
es in den vorgenannten Patenten offenbart ist. Das Patent '751 zeigt auch eine
Torsionsfeder, die eine Torsions- oder Drehkraft auf Glieder ausübt, die
schwenkbar angeschlossen sind, um das Kabel zu spannen. Eine solche
Torsionsfeder- und Gliedanordnung bringt aber unerwünschte Komplexitäten und
Schwenkpunkte mit sich, die schnell verschleißen können und bei wiederholter Betätigung ausfallen
können,
und insbesondere bei längerer
Betätigung
des Garagentors.
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Während des
Aufwickelns und Abwickelns der Kabel auf die Trommel oder Trommeln
kann es gut sein, dass diese Kabel nicht richtig auf die Trommeln
aufgewickelt werden oder auch von den Trommeln herunterfallen, was
auch als Kabelwurf bekannt ist, wenn sie nicht richtig gespannt
sind. Insbesondere tendiert das Kabel, das nicht den Großteil der
Belastung trägt,
dazu, sich von seiner Trommel zu lösen, wenn es nicht geeignet gespannt
ist. Wenn beispielsweise das Tor sich in seiner fast geschlossenen
Position befindet, wird der Großteil
des Gewichts des Tors von dem unteren Kabel getragen, was die Spannung
in dem oberen Kabel reduziert, was, wenn keine geeignete Spannung
aufgebracht wird, zu einem Kabelwurf führt. Der Kabelwurf verursacht das
nicht korrekte Aufwickeln und/oder Abwickeln des Kabels von der
Trommel, was zu der Fehlfunktion des Garagentorsystems hinsichtlich
einer korrekten Öffnung
und Schließung
führt,
wie sie gewünscht
ist.
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Die
Verwendung von Zug- oder Schraubenfedern, um obere Kabel von Garagentorsystemen
zu spannen, ist problematisch unter dem Gesichtspunkt der Sicherheit.
Genauer gesagt sind Zugfedern zwischen dem oberen Kabel und dem
Tor angebracht. Im Allgemeinen ist ein schwenkbarer Halterungsarm
angrenzend an das obere Ende des Tors an einem Ende angebracht und
an einer Rolle an seinem anderen Ende, wobei die Feder operativ
zwischen dem Arm und dem Kabel angebracht ist. Wenn das Tor geschlossen
ist, ermöglicht es
die Feder daher einem Eindringling, eine aufwärtsgerichtete Anhebekraft auf
das Tor auszuüben,
um gegen die Rolle in der Führungsschiene
zu drücken,
wobei sich die Verwendung auslenkt oder streckt, so dass das Tor
trotz einer fehlenden Drehung der Antriebswelle und Trommel, auf
welcher das obere Kabel aufgewickelt ist, angehoben wird. In anderen
Worten kann der Eindringling das Tor durch Auslenken der Feder anheben, obwohl
die Länge
des oberen Kabels zwischen der Trommel und der Feder nicht ansteigt.
Der Eindringling wird normalerweise dazu fähig sein, das Tor durch Auslenken
der Feder um einen vertikalen Betrag anzuheben, der ausreichend
ist, damit sie Zugang zum Inneren der Garage durch Passen unter
das Tor erlangen können, beispielsweise
durch Anheben des Tors um eine Höhe
vom Boden, die groß genug
ist, damit der Eindringling hindurchgelangen kann. Wenn außerdem die
Dehngrenze der Feder überschritten
wird, kann die überbeanspruchte
Feder eventuell nicht die gleiche Spannkraft auf das Kabel ausüben, so
dass sich die Lebensdauer der Feder im Allgemeinen vermindert. In
manchen Fällen
kann ein Eindringling eventuelle die Feder auch so spannen, dass
die Feder zerbricht, so dass das Garagentor vollständig angehoben
werden kann.
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Eine
weitere Komplikation beim Ausgestalten von Antriebssystemen ergibt
sich aus der Verwendung von Sektionaltoren, die sich auf gekrümmten Bahnen
bewegen, wenn sich diese Tore zwischen der offenen und der geschlossenen
Stellung bewegen. Da die Sektionen relativ zu benachbarten Sektionen
während
der Bewegung entlang des gekrümmten
Wegs schwenken, sind die jeweiligen Abstände, die zwischen dem oberen
Ende und dem unteren Ende des Tors zurückgelegt werden, für eine gegebene
Höhe des
Tors nicht gleich. Da das obere und das untere Kabel an diesen Enden
des Garagentors angebracht sind, verändert sich auch die Länge des
Wegs, den das obere Kabel zurücklegen
muss, relativ zu der Länge
des Wegs, die das untere Kabel zurücklegen muss, wenn das Tor
angehoben und abgesenkt wird. Diese Schwankung in dem zurückgelegten
Abstand der Kabel kann zu Fluktuationen in der Spannung der Kabel
führen,
was wiederum zu dem Durchhängen
der Kabel und so zu einem Kabelwurf führen kann.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß der Erfindung
wird ein Antriebssystem für
eine bewegliche Schranke, beispielsweise ein Garagentor, geschaffen,
das ein unautorisiertes Anheben dieser Schranke bzw. dieses Tors
begrenzt. Im Besonderen beinhaltet das Antriebssystem einen Vorspannmechanismus
mit einem Vorspannelement, wie beispielsweise einer Kompressionsfeder,
dem ein flexibles Stellglied zugeordnet ist, beispielsweise ein
Kabel oder eine Kette, das betätigbar
zwischen einer Antriebswelle und dem Tor beispielsweise in Richtung
des oberen Endes angeschlossen ist, um das Kabelstellglied unter
Spannung zu halten. Der Vorspannmechanismus beinhaltet auch eine
Anschlaganordnung, die eine wohl definierte, im Allgemeinen präzise Grenze
des Betrags der Auslenkung oder Verbiegung schafft, der die Kompressionsfeder
unterworfen werden kann. Auf diese Art und Weise ermöglicht es
der vorliegende Vorspannmechanismus mit der Anschlaganordnung, dass
das Garagentor aus der geschlossenen Position ohne Betätigung der
Antriebswelle nur um einen vorbestimmten geringen vertikalen Abstand
angehoben werden kann, der nicht ausreicht, um einen nicht-autorisierten
Zugang zu der Garage zu bieten. Gleichzeitig ermöglicht es die Anschlaganordnung
nicht, dass die Feder überbeansprucht
wird, selbst wenn die Anschlaganordnung dazu betätigbar ist, ein nicht-autorisiertes Versetzen
des Tors zu stoppen, um so die Federleistungsfähigkeit zum Spannen des Stellglieds
beizubehalten und ihre Lebensdauer zu maximieren.
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Es
wird bevorzugt, dass das Vorspannelement eine linear gerichtete
Vorspannkraft ausübt,
wobei die Anschlaganordnung mit dem Mechanismus verbunden ist, um
das Element gleichermaßen
in der linearen Richtung zu verbiegen, vorzugsweise in Reihe mit
dem Kabelstellglied. Auf diese Art und Weise erfordern die Betätigung des
Vorspannmechanismus und seiner Anschlaganordnung keine Schwenkelemente
zum Übertragen
der Spannkraft auf das Kabel, und die Probleme des Verschleißes und
der Verlässlichkeit,
die diese mit sich bringen.
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Wie
hier deutlich wird, ist diese linear gerichtete Vorspannkraft sehr ähnlich der,
die von herkömmlichen
Zugfedern erzeugt wird, die jedoch die Anschlaganordnung der vorliegenden
Erfindung nicht hat. Auf diese Art und Weise kann der vorliegende
Vorspannmechanismus sehr ähnlich
wie herkömmliche
Zugfedern hinsichtlich der umgebenden Anordnungen implementiert
werden, die notwendig sind, um ihn zwischen dem Kabel und dem Tor
anzubringen. Beispielsweise können
der normale Arm mit einer Rolle, die in der Führungsschiene für das Tor
läuft,
welcher Arm schwenkbar an dem oberen Ende des Tors an einem Ende
angebracht ist, wobei das andere Ende eine Halterung zum schwenkbaren
Anbringen an dem vorliegenden Vorspannmechanismus hat, im Allgemeinen
immer noch verwendet werden, wobei nur relativ geringe Modifikationen
dieses Arms notwendig sind. Demzufolge kann das vorliegende Antriebssystem
einfacher herkömmliche
Systeme ersetzen, die Zugfedern verwenden, mit einem Minimum an
zusätzlichem
Aufwand für
die Montage und Nachrüstung.
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In
der bevorzugten und veranschaulichten Form sind der Vorspannmechanismus
und die damit verbundene Anschlaganordnung eine kommerziell erhältliche
Zugfederanordnung, welche Zugeinrichtungen beinhalten. Die Zugeinrichtungen
beinhalten zwei längliche
U-förmige
Schleifen, die jede durch den Zylinder der Spulen in entgegengesetzten
Richtungen zueinander hindurchtreten und um die Windungen am gegenüberliegenden
Ende der Feder herum gehakt sind, so dass, wenn eine Spannkraft
auf die Schlaufen oder Schleifen aufgebracht wird, diese sich zueinander
hinziehen, um dadurch die Windungen der Feder zusammenzudrücken. Wenn
die Windungen einmal vollständig
komprimiert sind, besteht eine harte physikalische Grenze der Auslenkung
der Feder unabhängig
von der Belastung, so dass das Garagentor nicht weiter angehoben
werden kann, wenn dieser Punkt einmal erreicht ist. Außerdem verhindert
dies, dass die Feder überbeansprucht
wird, das heißt übermäßig gebogen
oder gestreckt, was ansonsten die Vorspannkraft, die von der Feder
aufgebracht wird, nachteilig beeinflussen kann, mit der das Kabel
gespannt bleibt, und was die Federlebensdauer vermindern kann.
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Die
Konstruktion der vorliegenden Federanordnung wird alternativ eine
Zug- oder eine Kompressionsfeder genannt, da sie physikalische Eigenschaften
beider Federn beinhaltet. Gemeinsame Eigenschaften beinhalten Schleifen,
die während
des Betriebs voneinander weggezogen werden, gleich wie bei Expansionsfedern.
Die Schleifen oder Schlaufen sind mit Haken der Zugeinrichtungen
verbunden, die dazu betätigbar
sind, die einander gegenüberliegenden
Endwindungen zueinander hinzuziehen, um die Windungen zusammenzudrücken, wie
bei der Betätigung
einer Kompressionsfeder, wenn die Schlaufen wie beschrieben gezogen
werden. Nichtsdestoweniger ist die vorliegende Federanordnung dazu
aufgebaut, zusätzliche
Vorteile gegenüber einfachen
Zug- oder Kompressionsfedern zu bieten, wie es hier beschrieben
wird.
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Genauer
gesagt und in einer bevorzugten Ausgestaltung ist das vorliegende
Antriebssystem mit einem Zwischenwellen-Garagentorbedienelement versehen, welches
eine Antriebswelle beinhaltet, welche dazu angetrieben wird, das
Garagentor aus der geschlossenen Position anzuheben, und zwar über ein
unteres Kabel, das aufgenommen wird, um das Tor in Richtung der
offenen Position zu ziehen, während
das obere Kabel abrollt. Im Gegensatz dazu wird, wenn die Antriebswelle
dazu angetrieben wird, das Garagentor aus der oberen Position abzusenken,
das obere Kabel aufgenommen, um das Tor in Richtung der geschlossenen
Position zu ziehen, während
das untere Kabel abrollt. Wenn das obere Kabel einmal beginnt, das
Garagentor in Richtung seiner geschlossenen Position zu beaufschlagen,
hilft das untere Kabel beim Unterstützen des Gewichts des Tors,
während
dieses abgesenkt wird.
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Wie
bereits erwähnt,
ist der Vorspannmechanismus zwischen dem Kabel und dem Garagentor
vorgesehen, um das obere Kabel zu spannen bzw. ihm Spannung zu verleihen.
Der Vorspannmechanismus beinhaltet eine Feder, wie oben diskutiert,
um dem Kabel ausreichend Spannung zu verleihen, um zu verhindern, dass
das Kabel von der Trommel hinabgeworfen wird oder die Bewegung des
Tors sonst wie behindert wird. Die Feder des Vorspannmechanismus
ist dazu ausgestaltet, eine Spannung auf das flexible Stellglied
aufzubringen innerhalb eines Bereichs, bevor die Feder vollständig komprimiert
ist auf eine vorbestimmte maximale Grenze, d.h. ungefähr zwei
Inches. Wenn diese vorbesteimmte maximale Grenze erreicht ist, ermöglicht die Anschlaganordnung
keine weitere elastische Verbiegung der Feder und Bewegung des Garagentors
nach jenseits des vorbestimmten begrenzten Betrags, wenn die Antriebswelle
nicht gedreht wird.
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Viele
Garagentore beinhalten mehrere schwenkbar verbundene Sektionen,
wobei verbundene Rollen innerhalb der Führungsschiene positioniert
sind. Die Schiene hat einen im Allgemeinen vertikalen Bereich zum Unterstützen des
Garagentors in der geschlossenen Position und einen im Allgemeinen
horizontalen Bereich zum Stützen
des Tors in der offenen Position. Ein bogenförmiger Bereich verbindet den
vertikalen und den horizontalen Spur- bzw. Schienenbereich.
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Wenn
die starren Sektionen verschwenkt werden, so dass sie sich gelenkig
bewegen, um sich entlang des bogenförmigen Schienenbereichs zu
bewegen, werden das obere und das untere Kabel um unterschiedliche
Abstände
mit Bezug zueinander für
eine gegebene Position des Garagentors zwischen der geschlossenen
und der offenen Position sich bewegen. Da eines abgerollt wird und
das andere von der sich drehenden Trommel oder den sich drehenden
Trommeln aufgenommen wird, an welchem sie gesichert sind, wie zuvor diskutiert.
Es ist festgestellt worden, dass die Unterschiede in dem zurückgelegten
Weg zwischen den Kabeln variieren und oszillieren in einem recht
gut vorhersehbaren Bereich, der gemessen werden kann. An unterschiedlichen
Positionen des Tors zwischen seiner offenen und geschlossenen Position
gibt es einen Differentialbetrag des zurückgelegten Wegs, d.h. den Unterschied,
den das obere Kabel relativ zu dem unteren Kabel zurückgelegt
hat. Dieser Differentialbetrag in dem zurückgelegten Weg variiert abhängig von
der Position des Garagentors. Über
dem zurückgelegten
Weg des Tors hinweg gibt es einen größten gemessenen Unterschied, welcher
auch als maximaler Differentialbetrag des zurückgelegten Wegs bezeichnet
wird. Wie deutlich sein sollte, verursacht, da die Kabeltrommel
an der sich drehenden Antriebswelle montiert ist, welche in der
Position relativ zu dem Tor fixiert ist, die fehlende konstante
Eins-zu-eins-Übereinstimmung
zwischen den von den Kabeln zurückgelegten
Wegen zu einem Durchhängen
in den Kabeln, typischerweise in dem oberen Kabel, während der
Betätigung
des Garagentors.
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Während herkömmliche
Zugfedern im Allgemeinen einen ausreichenden Betrag der Auslenkung
erlauben würden,
um den maximalen Differentialbetrag des zurückgelegten Wegs aufzunehmen,
um so die Kabel während
der Betätigung
des Garagentors gespannt zu halten, sind diese Federn typischerweise überdimensioniert
insofern, dass sie fast keine praktische Grenze der maximalen Auslenkungen
haben, so das eine viel stärkere
Auslenkung möglich
ist als der maximale Differentialbetrag des zurückgelegten Wegs. In anderen Worten
sind die unterschiedlichen zurückgelegten
Wege nicht betrachtet worden, und diese herkömmlichen Antriebssysteme haben
sicherlich den maximalen Unterschied im zurückgelegten Weg nicht als wichtig
identifiziert.
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Demzufolge
wird gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung ein Antriebssystem geschaffen, das zwei flexible Stellglieder,
d.h. Kabel, hat, die angeschlossen sind, um die bewegliche Schranke
zu versetzen. Eine elastische Aufnahmeeinrichtung, die eines der
Stellglieder mit einer Vorspannkraft durch elastische Auslenkung
oder Verbiegung versieht, minimiert ein Durchhängen in dem Stellglied aufgrund
des unterschiedlichen zurückgelegten
Wegs. Die Aufnahmeeinrichtung ist mit einer Begrenzungsanordnung
versehen, die eine vorbestimmte maximale Grenze der Auslenkung der
Aufnahmeeinrichtung definiert. Insbesondere ermöglicht es die Grenzanordnung,
dass die maximale Auslenkungsgrenze vorher gewählt wird, so dass sie im Allgemeinen
dem maximalen Unterschied im zurückgelegten
Weg entspricht. Auf diese Art und Weise kann die vorliegende Aufnahmeeinrichtung
sorgfältig
maßgeschneidert
werden, um dem flexiblen Stellglied die Auslenkung oder Verbiegung
und Vorspannkraft zu verleihen, die notwendig ist, um ein Durchhängen aufgrund
des unterschiedlichen zurückgelegten
Wegs zu vermeiden, während
auch eine Überdimensionierung
vermieden wird, wie sie bei herkömmlichen
Zugfedern auftritt, die nicht auf der Basis einer Identifizierung
des maximalen Differentialbetrags des zurückgelegten Wegs ausgewählt wurden
wie die hier beschriebene Aufnahmeeinrichtung mit der Grenzanordnung.
Gleichzeitig vermeidet die Grenzanordnung eine übermäßige Verbiegung der Aufnahmeeinrichtung,
wie sie beispielsweise auftreten könnte, wenn ein Eindringling
versucht, das Tor hochzudrücken,
was die herkömmlichen
Zugfedern der oberen Kabel auslenken und strecken könnte, bis
sie Zugang erlangen können
durch Hindurchpassen unter dem Tor zu der Garage.
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Wie
zuvor diskutiert, hat die elastische Aufnahmeeinrichtung vorzugsweise
die Form einer Kompressionsschraubenfeder, und die begrenzende Anschlaganordnung
beinhaltet vorzugsweise zwei einander gegenüberliegende Zugstangen, zwischen
denen die Kompressionsfeder positioniert ist. Die Zugstangen und
die Feder sind dazu ausgestaltet und angeordnet, eine Spannung auf
das Kabel aufzubringen, wenn die Zugstangen zueinander hingezogen
werden aufgrund der Vorspannkraft der Feder. Wenn die Federwindungen
vollständig
zwischen den Zugstangen komprimiert sind, ist die maximale Grenze
der auf das flexible Stellglied aufgebrachten Spannung erreicht.
Der Eingriff der Zugstangen gegen die vollständig komprimierten Windungen der
Feder verhindert eine weitere Ausdehnung des flexiblen Stellglieds,
so dass das obere Kabel straff werden kann. Wenn dieser Punkt ohne
Drehung der Antriebswelle erreicht worden ist, d.h. durch einen
Eindringling, der das Tor anhebt, ist ein weiterer nicht-autorisierter
Versatz des Garagentors verhindert.
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Mit
der Zeit kann sich das Kabel eventuell strecken und verformen, so
dass es länger
ist als seine ursprüngliche
Länge.
Wenn die Länge
des Kabels zunimmt, dann muss der Vorspannmechanismus das Durchhängen in
dem Kabel aufnehmen, so dass sie Spannung in dem Kabel relativ konstant
bleibt. Die Kompressionsfeder muss sich auslenken oder axial verlängern, um
die darin ursprünglich
eingestellte Vorbelastung aufzunehmen, wie im Folgenden beschrieben,
was eine Zunahme der Länge
zwischen den einander gegenüberliegenden
Endwindungen erfordert, um die beiden einander gegenüberliegenden
Zugstangen näher
zusammenzuziehen, und insbesondere deren Schleifenanschlusspunkte.
Wie oben erwähnt,
sind aber der Abstand zwischen den beiden gegenüberliegenden Zugstangen und
die vorbelastete teilweise komprimierte axiale Länge der Feder sorgfältig ausgewählt, um
eine Auslenkung der Feder zu ermöglichen,
die im Allgemeinen nur dem maximalen Differentialbetrag des zurückgelegten
Wegs entspricht. Die Veränderung
in den Abständen
in der Zugstangenfederanordnung, beispielsweise durch Aufnehmen
eines Durchhängens
in einem verlängerten Kabel,
vermindert die Fähigkeit
der Federanordnung, den vorbestimmten maximalen Differentialbetrag
des zurückgelegten
Wegs zu kompensieren. In anderen Worten werden, wenn die Schraubenfeder
axial länger
wird als sie in ihrem vorbelasteten teilweise komprimierten Zustand
ist, die Zugstangen nicht länger
die Kabel vollständig
komprimieren, wenn der maximale Differentialbetrag des zurückgelegten
Wegs erreicht ist.
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Um
einen im Allgemeinen konstanten maximalen Differentialbetrag des
zurückgelegten
Wegs beizubehalten, selbst wenn sich das obere Kabel über die
Zeit verlängert,
ist hierbei eine Spannvorrichtung zwischen dem Arm vorgesehen, schwenkbar
angebracht an dem Tor an einem Ende und an der Federanordnung an
seinem anderen Ende. Der Abstand zwischen dem Anschlusspunkt der
Spannvorrichtung relativ zu dem Arm ist einstellbar gemacht. Die
Spannvorrichtung beinhaltet eine Einstelleinrichtung, so dass der
Anschlusspunkt steuerbar relativ zu dem Arm versetzt werden kann,
um den Abstand zwischen dem Anschlusspunkt und der Antriebswelle
zu verändern
vor der Betätigung
der Garage. Auf diese Art und Weise ermöglicht es die Vorlast-Spannvorrichtung
einem Benutzer, die Spannung in dem oberen Kabel während der
Einrichtevorgänge des
Systems präziser
einzustellen, beispielsweise mit dem Tor in seiner geschlossenen
Position. Das Versetzen des Anschlusspunkts weiter weg von der Welle über die
Vorlast-Spannvorrichtung ermöglicht
es, dass die Aufnahme des Durchhängens
in einem verlängerten
oberen Kabel die Feder bei ihrer vorbelasteten, teilweise komprimierten
axialen Länge
hält, welche
den maximalen Differentialbetrag des zurückgelegten Wegs unterbringt.
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Die
Spannvorrichtung kann einen zusätzlichen
Einstellmechanismus beinhalten, der den Anschlusspunkt automatisch
weg von der Welle versetzt, beispielsweise in vorbestimmten Schritten,
um ein Durchhängen
in dem oberen Kabel aufzunehmen. Auf diese Art und Weise ist die
Spannvorrichtung dazu angepasst, es der Zugstangen- und Kompressionsfederanordnung
zu ermöglichen,
einen im Allgemeinen konstanten Bereich der Spannung an dem Kabel
beizubehalten, selbst wenn das Kabel sich mit der Zeit streckt und
verlängert,
so dass die Zugstangen- und Federanordnung maßgeschneidert bleibt, nur den
notwendigen Betrag des Unterschieds in dem zurückgelegten Weg zwischen dem
oberen und dem unteren Kabelstellglied anzugehen, nämlich den
oben beschriebenen maximalen Differentialbetrag des zurückgelegten
Wegs.
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Es
sind hier auch Ausführungsformen
beschrieben, in welchen eine Torsionstrommel als Spannvorrichtung
verwendet wird. Die Torsionstrommel ist mittels einer Torsionsfeder
mit der Drehung einer Welle verbunden und kann sich in Bezug auf
die Welle drehen, wobei sie der Rückstellkraft der Torsionsfeder
unterworfen ist. Anschläge
zum Begrenzen der Drehung der Torsionstrommel mit Bezug auf die
Welle sind ebenfalls vorgesehen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Garagentors in seiner geschlossenen
Stellung und eines Antriebssystems dafür, das eine Antriebswelle beinhaltet
und ein oberes und ein unteres flexibles Kabelstellglied, die operativ
an dem Tor angebracht sind, gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung;
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2 ist
eine vergrößerte perspektivische
Ansicht des Antriebssystems, das eine Federanordnung zeigt, angebracht
zwischen dem oberen Kabel und einem Arm, der schwenkbar angebracht
ist angrenzend an das obere Ende des Tors mit Federanordnungswindungen,
die komprimiert sind, um eine Zugkraft auf das Kabel aufzubringen,
wenn das Tor versetzt wird;
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3 ist
eine Ansicht ähnlich 2,
die das Tor abgesenkt näher
an seiner geschlossenen Position zeigt, wobei die Windungen der
Federanordnung ausgedehnt sind, um die auf das Kabel aufgebrachte
Zugkraft zu vermindern;
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4 ist
eine perspektivische Ansicht der Federanordnung, welche eine Kompressionsfeder
und zwei Zugstangen zeigt, die dort hindurch sich erstrecken, wobei
jede Zugstange eine Verbindungsschlaufe und ein Hakenende beinhaltet;
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5 ist
eine perspektivische Ansicht einer Vorlast-Spannvorrichtung für die Zugstangenfederanordnung,
welche ein Spannschloss zeigt einschließlich Hakenschrauben, die damit
verschraubt sind, verbunden mit einer an dem Arm, der schwenkbar
an einem Ende mit dem oberen Ende des Tors verbunden ist und mit einer
der Zugstangenschlaufen an dem anderen Ende, angebrachten Halterung,
um die Vorlast in der Feder im Wesentlichen konstant während des
Betriebs des Garagentors zu halten;
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6 ist
eine perspektivische Ansicht einer anderen Vorlast-Spannvorrichtung
für die
Zugstangenfederanordnung, welche eine Hakenschraube zeigt, welche
in einen Block hineingeschraubt ist, der an dem Arm angebracht ist,
der mit dem oberen Ende des Tors verbunden ist, wobei eine der Zugstangenschlaufen
an dem Hakenende angeschlossen ist, um die Vorlast in der Feder
im Wesentlichen konstant während
des Betriebs des Garagentors zu halten;
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7 ist
eine perspektivische Ansicht einer selbsteinstellenden Vorlast-Spannvorrichtung
für die
Zugstangenfederanordnung, welche eine Hakenschraube zeigt, die durch
einen Block hindurch eingesetzt ist, der an dem Arm angebracht ist,
welcher schwenkbar mit dem oberen Ende des Tors verbunden ist, und
in ein Mutterschloss hineingeschraubt ist und eine Feder hat, die
die Schraube von dem Block aus vorspannt und wobei eine der Zugstangenschlaufen
an dem Hakenende auf der anderen Seite des Blocks angeschlossen
ist, um die Vorlast in der Feder im Wesentlichen konstant während des
Betriebs des Garagentors zu halten;
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8 ist
eine perspektivische Ansicht der selbsteinstellenden Vorlast-Spannvorrichtung
der 7, wobei die Feder entfernt ist, welche das Mutterschloss
zeigt und einen Deckel auf dem mit einem Gewinde versehenen Ende
der Hakenschraube, wogegen die Feder der 7 die Schraube
von dem Block aus vorspannt;
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9 ist
ein Diagramm, das die Unterschiede zwischen dem zurückgelegten
Weg des oberen flexiblen Kabelstellglieds und des unteren flexiblen
Kabelstellglieds des Systems der 1 mit der
Höhe des
Garagentors vergleicht, während
sich dieses aus der geschlossenen in die offene Position bewegt;
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10 ist
eine perspektivische Ansicht eines Schrankenbewegungssystems einschließlich einer
Torsionstrommel;
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11 ist
eine perspektivische Explosionsansicht einer Torsionstrommel;
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12 ist
eine perspektivische Ansicht einer montierten Torsionstrommel, die
an einer sektionierten Antriebswelle angebracht ist;
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13 ist
eine Ansicht einer Rückseite
der Torsionstrommel der 10 bis 12;
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14 ist
eine perspektivische Ansicht eines Schrankenbewegungssystems mit
einer Kette als einem flexiblen Stellglied;
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15 ist
eine Ansicht eines Ritzels, einer Kette und einer Kettenführung der 14;
und
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16 ist
eine perspektivische Ansicht eines Schrankenbewegungssystems mit
einem Riemen als einem flexiblen Stellglied.
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Ausführliche
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen
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In
den 1 bis 3 sind ein Garagentor 20 und
sein Antriebssystem 10 zum Versetzen des Tors 20 zwischen
einer geschlossenen Position (1) und einer
offenen Position gemäß der vorliegenden
Erfindung dargestellt. Genauer gesagt beinhaltet das Antriebssystem 10 ein
unteres Kabel 44, das eine Anhebekraft auf das vertikale
Tor 20 ausübt,
wenn dieses in die offene Position versetzt wird, die, wie dargestellt,
mit dem Tor 20 in einer im Allgemeinen horizontalen Orientierung
sein wird aufgrund der Ausgestaltung der Führungsschiene 60.
Die meisten Garagentorsysteme in Wohnhäusern werden einen vertikalen
Bereich oder Lauf 66 haben, der das Tor in seine geschlossene
Position führt,
und einen horizontalen Bereich oder Lauf 62 angrenzend
an die Decke der Garage 5 und unterhalb dieser Decke, so
dass das Tor 20 in eine horizontale Position angehoben
und geöffnet
wird. Ein gekrümmter
oder bogenförmiger
Schienenbereich 64 verbindet den vertikalen 66 und
den horizontalen Schienenlauf 62, wie es an sich bekannt
ist. Um das Tor 20 in die geschlossene Stellung zu versetzen,
beinhaltet das vorliegende Antriebssystem 10 ein oberes
Kabel 42, das dazu betätigbar
ist, eine Schließkraft
auf das Tor 20 auszuüben.
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Während die
Antriebswelle 30 eine Komponente des typischen Zwischenwellen-Bedienelements 32 ist
und sich über
der Garagentoröffnung 7 befindet,
wie in 1 dargestellt, und Trommeln 36 hat, an
welchen die Kabel 42 und 44 aufgewickelt sind,
ist das untere Kabel 44 operativ in Richtung des unteren
Endes des Tors 20 angeschlossen, und das obere Kabel 42 ist
operativ in Richtung des oberen Endes des Tors 20 angeschlossen.
In dieser Hinsicht ist ein Verlängerungsarm 122 schwenkbar
an dem Tor 20 über
eine Halterung 124 und einen Schwenkstift 126 an
einem Ende des Arms 122 angebracht. Wie es am besten in 2 zu
sehen ist, ist ein Vorspannmechanismus oder eine elastische Aufnahmeeinrichtung 50 dargestellt,
die schwenkbar zwischen dem anderen Ende des Arms 122 über eine
daran gesicherte Halterung 128 angebracht ist. Der Vorspannmechanismus 50 hält die Spannung
in dem Kabel 42, so dass dieses während des Betriebs des Garagentors
nicht durchhängt.
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Der
Vorspannmechanismus 50 ist auch mit einer Anschlag- oder
Grenzanordnung 70 versehen, die einen harten Anschlag für die maximale
Auslenkung bietet, die das Vorspannmechanismus in der Form einer Schraubenfeder 52 ausführen kann.
In der vorliegenden Ausführungsform
beinhaltet die Anschlag- oder Grenzanordnung Zugstangen 72 und 172.
Auf diese Art und Weise schafft, anders als herkömmliche Zugfedern, der vorliegende
Vorspannmechanismus 50 eine präzise, bekannte Grenze, wie
weit das Tor 20 versetzt werden kann, ohne eine Betätigung der
sich drehenden Antriebswelle 30. Demzufolge wird, wenn
das Tor 20 geschlossen ist, ein Eindringling, der versucht,
Zugang zu dem Inneren der Garage 5 zu erlangen, das geschlossene
Garagentor 20 nur um einen vorbestimmten begrenzten Betrag
vom Boden abheben können,
der durch die Anordnung der Schraubenfeder 52 und der Anschlaganordnung 70 definiert
ist. Andererseits verwendet der vorliegende Vorspannmechanismus 50 die
Schraubenfeder 52 vorteilhaft, da diese eine lineare Vorspannkraft
zum Spannen des Kabels 42 mit der Kraft in Reihe oder koaxial
mit dem Kabel 42 aufbringt, um so die Anzahl der schwenkenden
Teile in dem vorliegenden Vorspannmechanismus 50 minimal
zu halten. Außerdem kann
durch Verwenden einer Schraubenfeder 52 ähnlich den
herkömmlichen
Zugschraubenfedern, aber mit einer Anschlaganordnung 70,
die darin vorgesehen ist, der vorliegende Vorspannmechanismus 50 einfacher in
gängigen Garagentorantriebssystemen
montiert werden, die ein oberes Kabel mit einer Zugfeder verwenden,
um die Spannung daran aufrechtzuerhalten, ohne dass signifikante
Modifikationen dieses Systems erforderlich wären. In der bevorzugten Form
kann der vorliegende Vorspannmechanismus 50 eine kommerziell
erhältliche
Zugstangenfederanordnung sein, wie sie beispielsweise von McMaster-Carr
in Chicago, Illinois angeboten wird. Diese Federanordnungen 50 haben
die gleiche Größe oder
Form wie herkömmliche
Zugfedern, so dass sie diese leicht ersetzen können. Außerdem dies es, dass das Antriebssystem 10 mit
dem darin vorgesehenen Vorspannmechanismus 50, wie es hier
beschrieben ist, mit einem minimalen Aufwand implementiert werden
kann, da extra dafür
vorgesehene Bauteile vermieden werden.
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Mit
Bezug auf 4 beinhaltet die Zugstangenanordnung 70 zwei
Zugstangen 72 und 172, die sich durch den Zylinder
der Federwindung 52 hindurch erstrecken, und zwar in einander
entgegengesetzten Richtungen. Die Zugstangen 72 und 172 beinhalten
jeweils eine Schlaufe 76 oder 176 an einem Ende
und Haken 74 oder 174 an dem anderen Ende. Demzufolge
existiert eine Schlaufe 76 einer Zugstange 72,
die nach jenseits eines Endes der Schraubenfeder 52 hervorsteht,
während
die Haken 174 der anderen Zugstange 172 um die
Windungen daran herum im Eingriff sind. Die Schlaufe 76 ist
mit dem Ende des oberen Kabels 42 verbunden, während die
andere Schlaufe 176 mit der Halterung 128 des
Arms 122 verbunden ist, wie dies am besten in den 2 und 3 zu
sehen ist. So wird die Schraubenfeder 52 durch axiale Kompression
belastet, beispielsweise während
des Einrichtens des Systems, für
eine Vorbelastung der Schraubenfeder, wie dies noch beschrieben
wird, und während
des Betriebs des Garagentors entweder mittels des Arms 122,
der gegen die Schlaufe 176 drückt, was die Haken 174 dazu
bringt, an der Endwindung zu ziehen, um die Windungen während des
Toröffnungsvorgangs
zu komprimieren, oder durch Aufnehmen des Kabels 42 an
der Trommel, was an der Zugstangenschlaufe 76 zieht, was
das Hakenende 74 dazu bringt, an der Endwindung zu ziehen,
um die Windungen 52 während
des Schließvorgangs
des Tors zu komprimieren. Anders als bei herkömmlichen Zugfedern findet daher
eine axiale Verkürzung
der Schraubenfeder 52 statt, die so wirkt, dass sie den
Vorspannmechanismus 50 belastet, um die Spannung an dem
oberen Kabel 42 beizubehalten.
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Jedes
Mal, wenn das Tor 20 versetzt wird, wie beispielsweise
durch die Drehung der Antriebswelle, ermöglicht es die oben beschriebene
Anordnung aus den Zugstangen 72 und 172, dass
die Anordnung 50 eine lineare Kompressionskraft auf die
Schraubenfeder 52 ausübt,
die mit der Kraft ausgerichtet ist, die von der Federanordnung 50 auf
das obere Kabel 42 aufgebracht wird. Wie deutlich wird,
können
die Zugstangen 72 und 172 nur die Windungen zusammenziehen,
bis sie alle mit benachbarten Windungen im Eingriff sind. An diesem Punkt
kann die Schraubenfeder 52 nicht weiter ausgelenkt werden,
so dass eine gut definierte Grenze der maximalen Auslenkung besteht,
die nicht überschritten
werden kann. Auf diese Art und Weise kann die vorliegende Federanordnung 50 nicht überbogen
werden, wie es bei herkömmlichen
Zugfedern möglich
ist. Es ist wichtig, dass die harte Grenze, die für die Auslenkung
der Feder vorgesehen ist, einen nicht-autorisierten Eintritt in den
Garagentorraum 5 hinein stoppt, da ein Eindringling nicht
länger
die Feder 52 des oberen Kabels 42 kontinuierlich
strecken und auslenken kann, bis er unter dem Tor 20 hindurchpasst.
Diese Überbiegung
wird wiederum vermieden mit der vorliegenden Zugstangenfederanordnung 50 gleichzeitig
mit deren Potential für
die plastische Verformung, und selbst ein kompletter Ausfall der
Schraubenfeder 52. Genauer gesagt wird, wenn ein Eindringling
versucht, das vollständig
geschlossene Garagentor 20 zu öffnen, ohne dass die Antriebswelle 30 angetrieben
wird für
eine Drehung mittels des Bedienmotors 34, das Garagentor 20 anfänglich sich
entlang der Schiene 60 in Richtung seiner offenen Position
bewegen, wobei das untere Ende des Tors 20 von dem Boden abgehoben
wird. Während
das Garagentor 20 nach oben angehoben wird, nimmt der Abstand
zwischen der Verbindung der Zugstange 176 und des Arms 122 und
der Trommel 76 von dem Nennabstand aus zu, wobei das obere
Kabel 42 gespannt wird und Windungen der Kompressionsfeder 52 sich
axial in Richtung zueinander hin versetzen. Wenn die Windungen linear
entlang ihrer Achsen um den maximalen Auslenkungsbetrag aufgrund
der Anhebekraft versetzt worden sind, sind sie zwischen den Haken 74 und 174 der
einander gegenüberliegenden
Zugstangen 72 und 172 vollständig axial komprimiert, so
dass, während
das obere Kabel 42 vollständig gespannt ist, das Tor 20 sich
nicht weiter aufwärtsbewegen
kann, was einem Eindringling Zugang zum Inneren 5 der Garage
ermöglichen
könnte.
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Da
die Zugstangenfederanordnung 50 in unterschiedlichen Größen kommerziell
erhältlich
ist, kann sie so ausgewählt
werden, dass der Betrag des Versatzes oder des Anhebens des Tors 20 bei
fehlender Drehung der Antriebswelle und fehlendem Motorbetrieb zuvor
bekannt sein wird, so dass eine Toleranz in Betracht gezogen werden
kann zum Vorbelasten der Federanordnung 52, wie es hierin
beschrieben wird. Der begrenzte Betrag des Versatzes, der ermöglicht wird,
kann beispielsweise als ungefähr
zwei Inches ausgewählt
werden, wobei die Schraubenfeder 52 vorbelastet wird, beispielsweise
durch axiales Komprimieren der Windungen um ungefähr zwei
Inches, während
das Tor 20 um diesen kürzesten
vertikalen Abstand, beispielsweise zwei Inches, vom Boden abgehoben
ist, an welchem Punkt ein weiteres Anheben des Tors 20 nicht
auftreten kann im Wesentlichen unabhängig von der von einem Eindringling
aufgebrachten manuellen Anhebekraft, und Eindringlinge können nicht über dem
Tor 20 hindurchpassen, so diese effektiv aus dem Inneren 5 der
Garage herausgehalten werden können.
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Viele
Garagentore 20 haben eine Mehrsektionenkonstruktion einschließlich mehrerer
Sektionen 26, die über
Scharniere aneinander angebracht sind, so dass sie sich relativ zueinander
verschwenken können. Wie
es am besten in den 1 bis 3 zu sehen
ist, haben diese Sektionen 26 ein Scharnier 28 angrenzend an
jede Seite und in ihrem mittleren Abschnitt. Die Scharniere 28 beinhalten
jedes einen oberen Scharnierbereich 132, der an dem unteren
Ende der oberen benachbarten Sektion 26 angebracht ist,
und einen unteren Scharnierbereich 134, der am oberen Ende
der unteren angrenzenden Sektion 26 angebracht ist. Ein Schwenkstift 136 verbindet
die beiden Scharnierbereiche 132 und 134 und ermöglicht es
den Scharnierbereichen 132 und 134 und so den
benachbarten Torsektionen 26, relativ zueinander zu verschwenken.
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Rollen 24 sind
so positioniert, dass sie sich an den seitlichen Kanten des Tors 20 vorbei
erstrecken, um in den Schienenbereichen 62, 64 und 66 zu
laufen. Die Rollen 24 sind an mehreren Stellen angebracht. Einige
der Rollen 24 sind an den Scharnieren 28 angrenzend
an die Seitenkanten der Sektionen 26 über Stifte 27 angebracht,
mit Rollen 24 an deren Enden, die drehbar daran angebracht
sind. Wie es am besten in 2 zu sehen
ist, können
die Rollenstifte 27 an den unteren Scharnierbereichen 134 angebracht
werden. Der Rollenstift 27 und der Schwenkstift 136 können auch
kombiniert werden. Das heißt,
der gleiche Stift, der den oberen 132 und den unteren Scharnierbereich 134 schwenkbar
verbindet, kann sich auch an der Seitenkante der Torsektion 26 vorbei
erstrecken, und es kann eine Rolle 24 daran angebracht
sein, die in der Schiene 60 läuft. Andere Rollen 24 können Rollenstifte 27 haben,
die an dem Garagentor 20 über Halterungen 29 und 124 unabhängig von
den Scharnieren 28 angebracht sind. Beispielsweise können Rollen 24 an
Stiften 27 angebracht sein, die an Halterungen 29 und 124 angebracht
sind, welche angrenzend an Seitenkanten des Tors 20 am oberen Ende
der obersten Sektion 26 und am unteren Ende der untersten
Sektion 26 fixiert sind, um das Oberteil und das Unterteil
des Tors 20 zu führen.
Rollen 24 sind auch relativ zu beiden Enden des Arms 122 angebracht,
um den Arm 122 entlang der Schiene 60 zu führen. Diese
Rollen 24 haben Stifte 27, die sich durch Öffnungen
in dem Ende des Arms 122 hindurch erstrecken, das mit einer
Scharnierhalterung 124 schwenkbar an dem Tor 20 angebracht
ist, und in dem Ende gegenüber
dem Tor 20.
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Die
Positionen der Rollen 24 relativ zu den Sektionen 26 und
dem Arm 122 sind sorgfältig
so ausgewählt,
dass die Torsektionen 26 und der Arm 122 durch
den bogenförmigen
Bereich 64 der Schiene 60 laufen können. Beispielsweise
befinden sich die Rollen 24 in der Nähe des oberen und des unteren
Endes der Sektionen 26 und des Arms 122, im Gegensatz
zu deren mittleren Abschnitten, damit die Sektionen 26 und
der Arm 122 sich durch den bogenförmigen Schienenbereich 64 hindurch
bewegen können,
wenn die Sektionen 26 und der Arm 122 zwischen
der horizontalen und der vertikalen Orientierung übergehen.
Wie in 1 dargestellt, sind für ein Garagentor 20 mit
vier Sektionen 26 fünf
Rollen 24 entlang jeder seitlichen Seite für eine Bewegung
in der Schiene 60 positioniert, zusammen mit einer Rolle 24 am
Ende des Arms 122 gegenüber
der Verbindung des Arms 122 mit der obersten Sektion 26 des
Tors 20. Rollen 24 sind an Halterungen 29 in
Richtung des unteren Endes der untersten Sektion 26 angebracht.
Zwei Rollen 24 sind auch mit einem kombinierten Schwenk-
und Rollenstift 126 verbunden, der den oberen 132 und
den unteren Scharnierbereich 134 des Scharniers 28 verbindet,
welches Scharnier die unterste Sektion 26 mit der benachbarten
Sektion 26 koppelt. Die Scharniere 28, die die
beiden Zwischensektionen 26 und die oberste Sektion 26 und
ihre benachbarte Sektion 26 koppeln, haben jedes eine Rolle 24,
welche mit einem Rollenstift 27 verbunden ist, welches
seinerseits mit dem unteren Scharnierbereich 134 verbunden
ist. An jeder Seite des oberen Endes der obersten Sektion 26 ist
eine Halterung 124 vorgesehen, die einen Rollenstift 27 mit
einer Rolle 24 an seinem Ende hat. Für die Seite der Sektion 26,
an der der Arm 122 angeschlossen ist, verbindet der kombinierte
Rollenstift 126 auch schwenkbar den Arm 122 mit
der Halterung 124.
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Wenn
sich das Tor 20 durch seinen gekrümmten Weg hindurch versetzt,
verschwenken benachbarte Sektionen 26 relativ zueinander,
und es wird angenommen, dass dies zumindest einer der Gründe für den Unterschied
in dem zurückgelegten
Weg zwischen dem oberen 42 und dem unteren Kabel 44 ist,
wie zuvor beschrieben. Das vorliegende Antriebssystem 10 ist über die
elastische Aufnahmeeinrichtung 50 und Grenzanordnung 70 sehr
gut daran angepasst, eine korrekte Spannung an den Kabeln 42 und 44 trotz
des unterschiedlichen zurückgelegten
Wegs während
des Betriebs des Garagentors aufrechtzuerhalten. In dieser Hinsicht
ist die elastische Aufnahmeeinrichtung 50 mit der Grenzanordnung 70 präzise so
bemessen, dass die Schraubenfeder 52 nicht stärker ausgelenkt
wird als notwendig ist, um den maximalen Differentialbetrag des
zurückgelegten
Wegs zwischen den Kabeln 42 und 44 unterzubringen.
Auf diese Art und Weise wird die Größe der Aufnahmeeinrichtung 50 hinsichtlich
der Frage, eine wie starke elastische Auslenkung sie durchzuführen im Stande
ist, minimal gehalten.
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Wo
die elastische Aufnahmeeinrichtung 50 und Grenzanordnung 70 so
sind, wie es in deren bevorzugter Ausführungsform dargestellt ist,
d.h. die Zugstangenfederanordnung 50, wie sie in 4 dargestellt
ist, ist ein weiterer Vorteil, dass durch Minimieren der maximalen
elastischen Auslenkung, die ausgewählt wird, der vorbestimmte
begrenzte Betrag des nicht-autorisierten
Versatzes des Garagentors 20, den die Einrichtung zulässt, ebenfalls
minimal gehalten wird. In anderen Worten ist die maximale elastische
Auslenkung der nähere Abstand,
um den die Windungen entlang ihren Achsen versetzt oder komprimiert
werden können,
bevor sie zusammen in Eingriff geraten oder vollständig komprimiert
werden durch Zugkraft an den Zugstangen 72 und 172.
Als solche definiert diese Höhe
der maximalen elastischen Auslenkung auch den begrenzten Betrag
des Versatzes des Tors 20, der bei fehlender Drehung der
Antriebswelle auftreten kann. Das Identifizieren des maximalen Unterschieds
des zurückgelegten
Wegs zwischen den Kabeln 42 und 44, wie es hier
geschieht, ermöglicht
daher eine Auswahl der Zugstangenfederanordnung 50 so,
dass auch optimierte Vorteile resultieren, da der begrenzte Betrag
des zulässigen
Versatzes des Tors 20 minimal gehalten werden kann.
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Wie
oben diskutiert, ist der Vorspannmechanismus 50 vorzugsweise
vorbelastet, so dass die Feder 52 sich in einem teilweise
komprimierten Zustand befindet, wenn das Garagentor 20 sich
in seiner geschlossenen Position befindet, um das obere Kabel 42 zu
spannen. Die Länge
des oberen Kabels 42, wenn das Garagentor 20 sich
in der geschlossenen Position befindet, und/oder die Größe der Feder-
und Zugstangenanordnung 50 sind so ausgewählt, dass
die Feder 52 teilweise komprimiert wird auf den vorbestimmten
Betrag, der eine Kompression der Feder 52 um einen Betrag
ermöglicht,
der dem maximalen Differentialbetrag des zurückgelegten Wegs entspricht.
Eine zusätzliche
Spannvorrichtung 80, 89 oder 90 ist vorgesehen,
um eine Einstellung des axialen Abstands zuzulassen, den die Feder 52 aus
ihrem teilweise komprimierten Zustand komprimieren kann, d.h. wenn
das Garagentor 20 sich in seiner geschlossenen Position
befindet, bis hin zu ihrem vollständig komprimierten Zustand,
um nur den Betrag der Bewegung des Garagentors 20 zu erzielen,
der notwendig ist, um den maximalen Differentialbetrag des zurückgelegten
Wegs zu kompensieren, bevor eine weitere Bewegung mittels der Anschlaganordnung 70 verhindert
wird.
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Eventuell
sind Einstellungen notwendig, wenn ein Antriebssystem 10 gemäß der Erfindung
montiert wird und wenn ein existierendes System mit dem Vorspannmechanismus 50 nachgerüstet wird.
Insbesondere ermöglichen
die zusätzlichen
Spannungen 80, 89 und 90 eine Feineinstellung
des Vorspannmechanismus 50. Einstellungen oder Nacheinstellungen
können
auch periodisch mit der Zeit während
der Verwendung des Garagentorantriebssystems 10 notwendig
werden aufgrund einer Streckung und so Zunahme der Länge der
Kabel 42 und 44. Beispielsweise muss, wenn die
Länge des
oberen Kabels 42 zunimmt, die Feder 52 des Vorspannmechanismus 50 in
der axialen Länge
von der vorher gewählten
Vorlastlänge
aus vergrößert werden, um
das Durchhängen
aufgrund der angestiegenen Länge
aufzunehmen. Wie oben diskutiert, wird eine vergrößerte axiale
Länge der
vorbelasteten Feder 52 es dem Garagentor 20 ermöglichen,
aus seiner geschlossenen Position sich um einen größeren Abstand
zu bewegen, bevor eine weitere Bewegung durch die Anschlaganordnung 70 verhindert
wird, die die Feder 52 vollständig komprimiert.
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Die
zusätzliche
Spannung 80 beinhaltet, wie in 5 dargestellt,
ein Mutternschloss 82 mit Hakenschrauben 84 und 184 mit
dort hineingeschraubten Gewindeenden 88 und 188.
Das gehakte Ende 86 der Hakenschraube 84 ist verbunden
mit dem Schlaufenende 176 der Zugstange 172 der
Feder- und Zugstangenanordnung 50. Das gehakte Ende 186 der
anderen Hakenschraube 184 ist mit der Halterung 128 verbunden, die
an dem Ende des Arms 122 gegenüber des Arms 122 angebracht
ist, das mit der Halterung 124 an dem Tor 20 angebracht
ist. Die Gewinde der Gewindeenden 88 und 188 der
Hakenschrauben 84 und 184 ermöglichen es, den Abstand zwischen
den einander gegenüberliegenden
gehakten Enden 86 und 186 dieser Schrauben zu
vergrößern oder
zu verkleinern, was auch zu einer Vergrößerung oder Verkleinerung des
Abstands zwischen der Halterung 129 und der Feder- und
Zugstangenanordnung 50 führt. Wenn der Abstand vermindert
wird, kann das gehakte Ende 174 der Zugstange 172 so
eingestellt werden, dass eine größere Vorlast
auf die Feder aufgebracht wird, wobei die Feder 52 auf
den vorher gewählten
Betrag komprimiert wird, der notwendig ist, damit die Feder 52 vollständig komprimiert
werden kann, wenn einmal der maximale vorbestimmte Differentialbetrag
des zurückgelegten
Wegs erreicht ist. Im Gegensatz dazu ermöglicht es eine Vergrößerung dieses
Abstands unter Verwendung der Spannvorrichtung 80, die
axiale Länge
der Feder 52 zu vergrößern, so
dass der Betrag der Bewegung des Tors 20, bevor die Grenzanordnung 70 die
Feder 52 vollständig komprimiert,
um eine weitere Bewegung des Tors 20 zu verhindern, zunimmt.
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6 zeigt
eine zusätzliche
Spannvorrichtung 89, anders als die oben diskutierte Spannvorrichtung 80,
die eine Veränderung
in dem Abstand zwischen dem Ende des Arms 122 und der Feder-
und Zugstangenanordnung 50 ermöglicht. Diese zusätzliche
Spannvorrichtung 89 beinhaltet eine Hakenschraube 104 mit
einem Gewindeende 102, das durch eine Bohrung in einem
Anbringblock 130 hindurchtritt, welcher an der Halterung 128 an
dem Ende des Arms 122 fixiert ist. Das Gewindeende 102 ist
in eine Mutter 106 hineingeschraubt, die verhindern, dass
die Hakenschraube 104 durch die Bohrung des Blocks 130 zurück hindurchtritt. Das
Hakenende 108 der Schraube 104 ist mit dem Schlaufenende 186 der
Zugstange 172 der Feder- und Zugstangenanordnung 50 verbunden.
Eine Einstellung der Mutter 106 vergrößert oder verkleinert den Abstand zwischen
dem Ende des Arms 122 und der Verbindung zwischen den Haken 108 und
der Feder- und Zugstangenanordnung 50. Wenn der Abstand
vergrößert wird,
wird die Vorlast an der Feder 52 vermindert, was den axialen
zurückgelegten
Weg der Feder 52 vor der vollständigen Kompression ihrer Windungen
vergrößert, so dass
ein längerer
zurückgelegter
Weg des Tors 20 aus seiner geschlossenen Position, bevor
die Feder 52 vollständig
komprimiert ist und die Anschlaganordnung 70 und das obere
Kabel 42 ein weiteres Anheben des Tors 20 verhindern,
möglich
wird. Um den von dem Tor 20 aus seiner geschlossenen Position,
bevor eine weitere Bewegung von der Anschlaganordnung 70 und
dem gespannten oberen Kabel 42 verhindert wird, zurückgelegten
Weg zu vermindern, wird der Abstand zwischen dem Ende des Arms 122 und
der Feder- und Zugstangenanordnung 50 vermindert, so dass
die gehakten Enden 172 der Zugstange 172 die Feder 52 komprimieren, so
dass diese eine geringere anfängliche
axiale Länge
hat, d.h. die axiale Länge
der Feder 52, wenn das Tor 20 vollständig geschlossen
ist.
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Eine
weitere zusätzliche
Spannvorrichtung 90 ist in den 7 und 8 dargestellt
zum Einstellen der Vorlast in der Feder 52 der Feder- und
Zugstangenanordnung 50. Das Schlaufenende 176 der
Feder- und Zugstangenanordnung 50 ist relativ zu dem Arm 122 über eine
Hakenschraube 93 verbunden. Diese Hakenschraube 93 hat
ein Hakenende 92 zum Anschließen an das Schlaufenende 176 der
Zugstange 172, und ein Gewindeende 95, das durch
eine Bohrung in einem Block 94 hindurchtritt, welcher an
der Halterung 128 angebracht ist, welche ihrerseits an
dem Arm 122 angebracht ist. Ein Mutterschloss 98 verhindert
im Allgemeinen, wie es später
noch genauer beschrieben wird, dass die Schraube 93 aus
der Bohrung dieses Blocks 94 wieder heraustritt, wenn an
der Schraube 93 von der Feder- und Zugstangenanordnung 50 gezogen
wird. Die Drehung dieses Mutterschlosses 98 in dem Uhrzeigersinn
zieht das Hakenende 92 der Schraube 93 in Richtung
des Endes des Arms 122, um dadurch den Abstand zwischen
dem Ende des Arms 122 und der Verbindung zwischen dem Hakenende 92 der
Schraube 93 und der Feder- und Zugstangenanordnung 50 zu
vermindern, um die Vorkompression der Feder 52 zu verstärken, was
wiederum den Abstand vermindert, um den sich die einander gegenüberliegenden
Zugstangen 72 und 172 bewegen, um die Feder 52 vollständig dazwischen zu
komprimieren, um so eine weitere Bewegung des Tors 20 aus
der geschlossenen Position bei fehlender Drehung der Antriebswelle 30 zu
verhindern. Um die axiale Länge
der vorbelasteten Feder 52 zu verstärken, wodurch die Zugstangen 72 und 172 sich
um einen größeren Abstand
bewegen, bevor die Feder 52 vollständig dazwischen komprimiert
ist, wird das Mutterschloss entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht,
um dadurch den Abstand zwischen dem Ende des Arms 122 und
der Verbindung zwischen dem Hakenende 92 der Schraube 93 und
der Feder- und Zugstangenanordnung 50 zu vergrößern.
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Zusätzlich zu
ihrer Bewegung durch Drehung entlang des Gewindebereichs 95 der
Hakenschraube 93 bewegt sich das Mutterschloss 98 auch
entlang des Gewindebereichs 95, wenn der Gewindebereich 95 entweder
weg von dem Anbringblock 94 oder in Richtung dieses Blocks 94 gezogen
wird, wenn eine vorbestimmte Kraft überschritten wird. Das Mutterschloss 98 funktioniert ähnlich wie
eine Ratsche, so dass sich die Schraube 93 relativ zu dem
Block 94 bewegen kann, wenn die vorbestimmte Kraft überschritten
wird, bevor sie wieder mit dessen Gewindebereich 95 in
Eingriff gerät
und eine weitere Bewegung verhindert, bis die vorbestimmte Kraft
wiederum überschritten
wird. Ein Deckel 99 ist an dem Ende des Gewindebereichs 95 der Schraube 93 angebracht,
und eine Feder 96 befindet sich zwischen dem Block 94 und
dem Deckel 99, um den Deckel 99 und so die Schraube 93 weg
von dem Block 94 vorzuspannen.
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Die
Vorspannkraft der Feder 96 ist dazu ausgewählt, die
Vorspannkraft der Feder- und Zugstangenanordnung 50, die
an dem gehakten Ende 93 der Schraube 93 auf der
der Feder 96 gegenüberliegenden
Seite des Blocks 94 angebracht ist, auszubalancieren, um
den Abstand zwischen dem Block 94, der relativ zu dem Ende
des Arms 122 fixiert ist, und der Verbindung zwischen dem
Hakenende 92 der Schraube 93 und dem Schlaufenende 176 der
Zugstange 172 der Feder- und Zugstangenanordnung 50 beizubehalten,
so dass dieser der vorbelasteten, vorkomprimierten axialen Länge der
Feder 52 entspricht, die dazu ausgewählt worden ist, eine vollständige Kompression
der Feder 52 zu ermöglichen,
wenn einmal der maximale Differentialbetrag des zurückgelegten
Wegs erreicht worden ist. Wenn die Feder 52 axial länger wird
als die vorher gewählte
Länge,
wird die Vorspannkraft der Feder 96 größer sein als die Vorspannkraft
der Feder 52, und so wird die Feder 96 den Deckel 99 und
so das Gewindeende 95 der Schraube 93 weg von
dem Block 94 vorspannen, um den Abstand zwischen dem Block 94 und
dem Hakenende 92 der Schraube 93 zu vermindern,
bevor die Federkräfte
ausbalanciert werden und das Mutterschloss 98 eine weitere
Bewegung verhindert, so dass die Haken 174 der Zugstange 172 die
Feder 52 vorbelasten und komprimieren, bevor ihre vorher
gewählte
axiale Länge wiederhergestellt
ist. Wenn dagegen die Vorspannkraft der Feder 52 größer wird
als die der Feder 95, beispielsweise wenn die Feder 52 nach
jenseits ihrer gewünschten
vorbelasteten axialen Länge
vorkomprimiert wird, ermöglicht
das Mutterschloss 98 eine Bewegung des Gewindebereichs 95 der
Schraube 93 in Richtung des Blocks 94, bis die
Federkräfte 96 und 52 ausbalanciert
sind, um den Abstand zwischen dem Block 94 und dem gehakten
Ende 92 der Schraube 93 zu vergrößern, und
so auch den Abstand zwischen dem Ende des Arms 122 und
der Verbindung mit der Feder- und Zugstangenanordnung 50,
so dass die Feder 52 sich zurück auf ihre vorher gewählte axiale
Länge ausdehnen
kann.
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Mehr
im Detail können
sich das obere 42 und das untere Kabel 44 um die
gleiche Trommel 36 herumwickeln, wie in der 2 dargestellt,
oder jedes eine einzelne Trommel 36 haben. Diese Trommeln 36 beinhalten
Lippen 38, die an beiden Seiten aufwärts hervorstehen, um beim Verhindern
des Kabelwurfs zu helfen, wenn die Kabel 42 und 44 aufgenommen
werden oder von den Trommel abgerollt werden. Wie in 1 dargestellt,
kann das obere Kabel 42 nur an einer Seite des Tors 20 angebracht
sein. Während
der Bewegung des Tors 20 wird das obere Kabel 42 primär zum Beaufschlagen
des Tors 20 aus der offenen in die geschlossene Position
verwendet, und insbesondere für
die anfängliche
Bewegung des Tors 20 aus seiner vollständig offenen Position. Anders
als das gewichttragende untere Kabel 44 braucht daher das
obere Kabel 42 nur auf einer Seite des Tors 20 vorhanden
zu sein.
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Um
beim Anheben des Tors 20 aus seiner geschlossenen Position
zu helfen, beinhaltet das Zwischenwellenbedienelement 32 eine
große
Torsionsfeder 38, wie in 1 dargestellt,
die dazu ausgestaltet ist, das Tor 20 aus der geschlossenen
Position vorzuspannen, um dadurch den Betrag des Zugs zu vermindern, den die
unteren Kabel 44 ausführen
müssen,
wenn sie auf den Trommeln 36 aufgenommen werden, um das
Tor 20 in die geöffnete
Stellung zu ziehen. Beim Absenken des Tors 20 hilft die
Feder 38, dem schweren Gewicht des Tors 20 entgegenzuwirken,
um ein gleichförmiges,
gesteuertes Absenken des Tors sicherzustellen. Ein Motor 34 ist
operativ mit dem Zwischenwellenbedienelement 32 verbunden,
um eine Drehung der Welle 30 zu verhindern, wenn diese
nicht durch den Motor 34 verursacht wird. Wenn der Motor 34 eine
Drehung der Welle 30 in einer ersten Richtung verursacht
und das Tor 20 sich in der geschlossenen Position befindet,
verursacht die Torsionsfeder 38 und das Aufnehmen der unteren
Kabel 44 an den Trommeln 36 ein Anheben des Tors. Um
das Tor 20 aus der vollständig offenen Position herauszubewegen,
verursacht dagegen der Motor 34 eine Drehung der Welle 30 in
einer Richtung entgegen der ersten Richtung, so dass das obere Kabel 42 auf
der Trommel 36 aufgenommen wird, um den Arm 122 und
so das Tor 20 aus der offenen Position zu ziehen, bis das
Gewicht des Tors 20 gegen die Vorspannkraft der Torsionsfeder 38 das
gesteuerte Absenken des Tors 20 ermöglicht.
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Der
Differentialbetrag des zurückgelegten
Wegs und der maximale Differentialbetrag des zurückgelegten Wegs zwischen den
oberen und unteren Kabeln 42 und 44 während der
Bewegung des Garagentors 20 zwischen der offenen und der
geschlossenen Position, wie sie oben diskutiert sind, hängt zumindest
teilweise von den Abmaßen
und der Geometrie der Schiene 60 und des Garagentors 20 ab.
Insbesondere tragen die Länge
des Arms 122, die Höhe
der Sektionen 26 und der Radius des bogenförmigen Bereichs 64 der
Schiene 60 zu den Differentialbeträgen des zurückgelegten Wegs und zu dem
maximalen Differentialbetrag des zurückgelegten Wegs bei. Beispielsweise
hat eine Analyse gezeigt, dass ein bogenförmiger Bereich 64 mit
einem Radius von 15 Inch und ein 18-Inch-Arm 122 einen
größeren maximalen
Differentialbetrag des zurückgelegten Wegs
haben werden, verglichen mit einem 20-Inch-Arm 122. In
gleicher Art und Weise wird sich ein anderer maximaler Differentialbetrag
des zurückgelegten
Wegs aus einem bogenförmigen
Bereich 64 ergeben, der einen 21-Inch-Radius hat, wenn dieser mit einem
18-Inch-Arm 122 verwendet wird, verglichen mit einem bogenförmigen Bereich 64 mit
einem 15-Inch-Radius, verwendet mit einem 18-Inch-Arm 122.
Diese besonderen Konfigurationen sind genauer in den nun folgenden
Beispielen und der nun folgenden Analyse diskutiert.
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BEISPIEL 1
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Das
folgende Beispiel veranschaulicht den Unterschied in dem zurückgelegten
Weg zwischen den unteren und oberen Kabeln 44 und 42,
wenn das Garagentor 20 aus einer geschlossenen in eine
offene Position bewegt wird. Das Garagentor 20 weist vier
Sektionen 26 auf, die mit Scharnieren 28 verbunden
sind, wobei jede Sektion 26 ungefähr eine Höhe von 21 Inches hat, insgesamt
also eine gesamte Torhöhe
von ungefähr 84
Inches. Ein Arm 122 mit einer Länge von ungefähr 20 Inches
ist schwenkbar mit einer Halterung 124 an einer oberen
Sektion 26 des Tors 20 ungefähr 6 Inches unterhalb der Oberkante
angeschlossen. Rollen 24 sind an entweder Scharnieren 28 oder
Halterungen 29 und 128 angebracht und erstrecken
sich von den Seitenkanten der Sektion 26 und dem Arm 122 an
Stellen ähnlich
denen, die in 1 veranschaulicht sind, für eine Bewegung
innerhalb von Schienen 60 mit einem bogenförmigen Bereich 64 mit
einem Radius von 15 Inches.
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Wenn
das Garagentor 20 aus seiner geschlossenen Position in
seine offene Position bewegt wurde, wurden die Länge und die Relativbewegung
der unteren und der oberen Kabel 44 und 42 für jeweils
12 Inches gemessen, um die das Garagentor 20 aus seiner
geschlossenen Position angehoben wurde, wie in der nachfolgenden
Tabelle dargestellt.
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15'' Torschienenradius mit 20'' Arm
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Wie
in dem Diagramm der 9 dargestellt, veranschaulicht
ein Auftragen des Differentialbetrags des zurückgelegten Wegs zwischen den
oberen und den unteren Kabeln 42 und 44 in dem
obigen Beispiel relativ zu der Höhe
des Garagentors 20 ein oszillierendes Muster des Differentialbetrags
des zurückgelegten
Wegs. Die drei Spitzen des Differentialbetrags des zurückgelegten
Wegs, veranschaulicht in 9, entsprechen einer Bewegung
von den drei Sätzen
von Rollen 24 nahe an den Scharnierverbindungen 28 zwischen
den benachbarten vier Sektionen 26 des Garagentors 20,
die sich durch den bogenförmigen
Bereich 64 der Schiene 60 hindurchbewegen. Wenn
das Garagentor 20 weiter angehoben wird, nimmt außerdem die
Größe des Differentialbetrags
des zurückgelegten
Wegs zu aufgrund der Verminderung des Abstands zwischen dem unteren
Ende des Garagentors 20 und der Welle 30.
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Der
größte Unterschied
zwischen dem zurückgelegten
Weg des oberen und des unteren Kabels, d.h. der maximale Differentialbetrag
des zurückgelegten
Wegs, beträgt
1,429 Inches. Das heißt,
eine Spannvorrichtung 50 könnte an einem Ende des oberen
Kabels 42 platziert werden und so eingestellt werden, dass
sie eine maximale Grenze der Ausdehnung von 1,429 Inches hat, bevor
eine weitere Ausdehnung verhindert wird durch die Anschlaganordnung 70,
und so gerade genug Ausdehnung vorhanden sind, damit das obere Kabel 42 die
Schwankung zwischen dem von ihm zurückgelegten Weg und dem von
dem unteren Kabel 42 zurückgelegten Weg aufnehmen kann.
Wenn gewünscht,
kann der Betrag der Verlängerung
oder Ausdehnung auch vergrößert werden,
beispielsweise auf 1,50 Inches, um auch Variationen beim Reproduzieren
der obigen Ergebnisse aufzunehmen.
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Beispiel 2
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Das
folgende Beispiel ist ähnlich
Beispiel 1, aber statt eines Arms 122 mit einer Länge von
20 Inches wurde ein Arm 122 mit einer Länge von 18 Inches verwendet.
Wenn sich das Garagentor 20 seiner geschlossenen in seine
offene Position bewegt, wurde die entsprechende Länge und
der unterschiedliche zurückgelegte
Weg zwischen den unteren und oberen Kabeln 44 und 42 für jeden
Inch gemessen, um den das Garagentor 20 angehoben wurde,
wie in der nun folgenden Tabelle dargestellt.
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15'' Torschienenradius mit 18'' Arm
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Wenn
der Differentialbetrag des zurückliegenden
Wegs zwischen den oberen und unteren Kabeln 42 und 44 gegen
die Höhe
des Bodenendes des Garagentors 20 aufgetragen wird, wie
in 9 dargestellt, erscheint ein oszillierendes Muster ähnlich dem
des Beispiels 1. Durch Verkürzen
der Armlänge
verglichen mit der des Beispiels 1 ist aber die maximale Schwankung
zwischen den von den Kabeln zurückgelegten
Wegen auf 1,879 Inches angestiegen. Demzufolge sollte der Vorspannmechanismus 50 an
einem Ende des oberen Kabels 42 platziert werden und die
Anschlaganordnung 70 haben, die dazu ausgestaltet ist,
eine maximale Verlängerung
von 1,879 Inches zu bieten, entsprechend dem maximalen Differentialbetrag
des zurückgelegten Wegs
zwischen den Kabeln 42 und 44.
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Beispiel 3
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Das
folgende Beispiel ist ähnlich
den Beispielen 1 und 2, es wurde aber ein Arm 122 mit einer
Länge von
18 Inches und eine Schiene 60 mit einem bogenförmigen Bereich 64 mit
einem Radius von 12 Inches verwendet. Das Garagentor 20 wurde
aus einer geschlossenen in die offene Position bewegt, und die entsprechende
Länge und
der zurückgelegte
Weg der unteren und der oberen Kabel 44 und 42 wurde
gemessen für alle
12 Inches, um die das Tor 20 angehoben wurde, wie in der
nun folgenden Tabelle dargestellt.
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12'' Torschienenradius mit 18'' Arm
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Wenn
der Differentialbetrag des zurückgelegten
Wegs für
die oberen und die unteren Kabel 42 und 44 des
Beispiels 3 gegen die Höhe
des Garagentors aufgetragen wird, erscheint ein oszillierendes Muster ähnlich dem
der Beispiele 1 und 2. Die Veränderung
des Radius des bogenförmigen
Bereichs 64 der Schiene 60 verglichen mit den
Beispielen 1 und 2 und die Veränderung
in der Armlänge
verglichen mit Beispiel 1 kombiniert sich aber im Ergebnis zu einem
maximalen Unterschied des zurückgelegten
Wegs von 1,498 Inches. Daher sollte ein Vorspannmechanismus 50 mit
einer Anschlaganordnung 70, die ein Maximum an 1,498 Inches
der Bewegung zulässt,
entsprechend dem maximalen Unterschied des zurückgelegten Wegs, zwischen dem
oberen Kabel 42 und dem oberen Ende des Garagentors 20 passiert
werden.
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10 ist
eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform, die eine Torsionstrommel 201 als
Vorspannmechanismus verwendet. Die Ausführungsform der 10 verwendet
zwei Kabeltrommeln 201 und 203. Die Trommel 203 ist
an einem Ende eines Kabels 44 angebracht, die an ein anderes
Ende an dem Tor 20 angebracht ist, wie zuvor beschrieben.
Die Trommel 203 ist so angebracht, dass sie sich mit der
Antriebswelle 30 zusammen fest dreht, um das Tor 20 von
einem Anschluss am Boden anzuheben und abzusenken. Die Torsionstrommel 201,
die genauer in den 11 bis 13 dargestellt
ist, ist für
eine Drehung mit der Antriebswelle 30 angebracht, aber
die Kräfte
der Drehung der Welle 30 werden auf einen Trommelbereich 205 der
Torsionstrommel 201 über
eine Torsionsfeder 207 übermittelt.
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11 zeigt
die Torsionstrommel 201 in einer Explosionsansicht. Die
Torsionstrommel 201 ist eine Antriebswelle 30 mittels
eines Kragens 209 mit einer Einstellschraube 211 angebracht.
Wenn die Einstellschraube gegen die Antriebswelle 30 festgezogen
wird, dreht sich der Kragen mit der Antriebswelle zusammen. Der Trommelbereich 205 beinhaltet
eine zylindrische Öffnung 231,
die um einen Bereich 213 des Kragens 209 mit reduziertem
Durchmesser herum vorgesehen ist und sich frei um diesen Durchmesser
reduzierten Bereich herum drehen kann. Der Bereich 213 des
Kragens 109 mit dem reduzierten Durchmesser beinhaltet
eine Nut 217 um seinen Umfang herum. Wenn der Trommelbereich 205 über dem
Bereich 213 mit dem reduzierten Durchmesser platziert wird,
wird ein Schnappring 219 in die Nut 217 hineingepasst
und hält
den Trommelbereich 205 zwischen dem Schnappring 219 und
einer Lippe 221 des Kragens 209.
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Die
Feder 207 beinhaltet ein inneres Ende 223, das
mit dem Kragen 209 verbunden ist, und ein äußeres Ende 225,
das an dem Trommelbereich 205 angebracht ist. In der Ausführungsform
der 11 bis 13 ist
das innere Ende 223 in einen Schlitz 227 des Kragens 209 hineingesetzt,
und das äußere Ende 225 ist
in einen Schlitz 229 am Außenumfang des Trommelbereichs 205 während der
Montage eingesetzt.
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Der
Bereich 213 des Kragens 209 mit dem reduzierten
Durchmesser beinhaltet einen erhabenen Bereich oder Anschlag 215,
der in einen Schlitz eingesetzt ist, der durch einen Bereich 233 mit
einem vergrößerten Durchmesser
der zylindrischen Öffnung 231 ausgebildet
ist. Dieser Bereich 233 mit dem vergrößerten Durchmesser endet bei
zwei Anschlagflächen 235 und 237,
wo der Durchmesser wieder in den nicht vergrößerten Durchmesser übergeht.
Nachdem der Kragen an der Antriebswelle 30 befestigt worden
ist, begrenzen die Anschlagflächen 235 und 237 und
der Anschlag 215 die nachgiebige oder elastische Drehung
des Nabenbereichs 205 mit Bezug auf die Antriebswelle. 12 zeigt
eine perspektivische Ansicht der Torsionsnabe 201, wenn
diese montiert ist, und beinhaltet eine Schnittansicht der Antriebswelle 30,
die sich an ihrer Stelle befindet. 23 ist
eine Draufsicht der Torsionstrommel 201 von hinten. Die
Feder 207 ist dazu ausgewählt, dass sie eine solche Federkonstante
hat, dass die gleichen Vorteile entstehen wie bei dem Vorspannmechanismus 50 der
Ausführungsformen
der 1 bis 8. Während des Betriebs bietet die
Torsionstrommel 201 ein elastisches Aufnehmen und Abrollen
des Kabels 42, wenn das Tor 20 angehoben und abgesenkt
wird.
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14 veranschaulicht
die Verwendung einer Kette 241 als flexibles Stellglied
zum Anheben und Absenken einer Schranke 20. In 14 weist
die an der Antriebswelle 30 ein Ritzel 243 auf,
das an der Drehung der Antriebswelle fixiert ist. Die Kette 241 hat
ein Ende (nicht dargestellt) in der Nähe der Unterseite des Tors 20 angebracht,
wie es auch mit dem Kabelbereich 44 in der Ausführungsform
der 1 der Fall war. Ein zweites Ende der Kette 241 ist
an dem Tor 20 mittels eines Arms 122 angebracht,
wie in 1 dargestellt. Außerdem ist die Verbindung zwischen
dem zweiten Ende der Kette 241 und dem Arm 122 vervollständigt mit
einem Vorspannmechanismus wie dem zuvor diskutierten Vorspannmechanismus 50.
Die Kette 241 ist kontinuierlich zwischen ihren Enden,
und ein sich bewegender Mittelbereich der Kette ist in einem antreibenden
Kontakt mit dem Ritzel 243. Optional kann eine Führung 247 vorgesehen
sein, die eventuell dazu nützlich
ist, die Kette in Kontakt mit dem Ritzel 243 zu halten. 15 repräsentiert
eine Endansicht der Kette 241, des Ritzels 243 und der
Kettenführung 247.
In 15 passt die Kettenführung in den Raum zwischen
Seitengliedern 251 und 253 der Kette 241 und
läuft in
der Nähe
der Rollenstifte 255. Die Führung 247 wird an
ihrer Stelle gehalten durch Trenner 249, die mit dem Stützelement 245 der
Antriebswelle 30 verbunden sind.
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16 zeigt
ein Beispiel eines Riemens 261, der als ein flexibles Stellglied
zum Anheben und Absenken einer Schranke 20 verwendet wird.
In 16 ist der Riemen 261 ein Zahnriemen,
um ein Abrutschen zwischen einer Riemenscheibe 263 und
dem Riemen zu verhindern. Der Riemen 261 hat ein erstes
und ein zweites Ende und ist dazwischen im Wesentlichen kontinuierlich.
Das erste Ende des Riemens 261 ist mit der Schranke 20 an
einer Stelle in der Nähe
ihrer Unterseite verbunden. Das zweite Ende des Riemens 261 ist
mit der Schranke 20 mittels eines Arms 122 und
eines Vorspannmechanismus 50 verbunden. Die Zahnriemenscheibe 263 ist
mit der Antriebswelle 30 für eine Drehung zusammen damit
fixiert. Optional kann eine Riemeneingriffsvorrichtung 267 vorgesehen
sein, um in Kontakt zwischen dem Riemen 261 und der Riemenscheibe 263 aufrechtzuerhalten.
Diese Riemeneingriffsvorrichtung weist eine Stütze 269 und zwei Rollen 271 und 273 auf,
die gegen den Riemen 261 gehalten sind und ihn gegen die
Riemenscheibe 263 pressen. Die Rollen 271 und 273 können federbelastet
sein, um einen relativ konstanten Kontaktdruck gegen den Riemen 261 aufrechtzuerhalten.
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Während bestimmte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht und beschrieben worden
sind, können
verschiedene Veränderungen
und Modifikationen Fachleuten bewusst werden, und es ist beabsichtigt,
dass die anliegenden Ansprüche
all diese Veränderungen
und Modifikationen abdecken, die in den wahren Gedanken und Bereich
der vorliegenden Erfindung fallen.
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Die
Erfindung ist genauer durch die nun folgenden Ansprüche definiert.
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Zusammenfassung
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Ein
Antriebssystem ist für
eine bewegliche Schranke, wie beispielsweise ein Garagentor, vorgesehen, welches
einen nicht-autorisierten Versatz der Schranke begrenzt. Das Antriebssystem
beinhaltet ein flexibles Stellglied zum Anheben und Absenken des
Tors. Das flexible Stellglied ist mit einem Vorspannmechanismus gespannt,
um einen Abwurf des Stellglieds zu minimieren, und eine Anschlaganordnung
des Vorspannmechanismus begrenzt eine nicht-autorisierte Bewegung
des Garagentors aus der geschlossenen Position um einen vorbestimmten
Betrag, der ausreichend klein ist, um Eindringlinge aus der Garage
herauszuhalten. Das flexible Stellglied kann beispielsweise ein
Kabel, ein Riemen oder eine Kette sein.
