DE19605224A1

DE19605224A1 - Getriebe mit selbsttätig wirkender Fangvorrichtung

Info

Publication number: DE19605224A1
Application number: DE19605224A
Authority: DE
Inventors: Rainer Gerhard Ruhnau
Original assignee: GFA ANTRIEBSTECHNIK GmbH
Current assignee: GFA Elektromaten GmbH and Co KG
Priority date: 1995-02-13
Filing date: 1996-02-13
Publication date: 1996-08-22
Anticipated expiration: 2016-02-14
Also published as: DE29502273U1; DE19605224B4

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit selbsttätig wirkender Fangvorrichtung (Sperrvorrichtung) gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Derartige Getriebe werden vorzugsweise für Direktantriebe von Rolltoren, Rollgittern und dergleichen eingesetzt. Mit der Fangvorrichtung wird sichergestellt, daß ein Sperrglied in Eingriff gebracht wird und dadurch trägheits- oder schwer kraftbedingtes Weiterdrehen des angetriebenen Bauteils unter bunden wird, wenn ein Getriebeschaden, wie etwa infolge eines Verzahnungsverschleißes, eintritt.

Aus der DE 22 22 503 C ist ein Direktantrieb für Rolltore bekannt, bei dem ein Abtriebsschneckenrad und ein Hilfs schneckenrad drehfest miteinander verbunden sind. Die das Abtriebsschneckenrad antreibende Antriebsschnecke treibt über ein weiteres Getriebe eine axial verlagerbare Hilfsschnecke an, die frei mitläuft und praktisch ohne Drehkraftübertragung mit dem Hilfsschneckenrad kämmt. Mit zunehmendem Verzahnungs verschleiß der Paarung Antriebsschnecke/Abtriebsschneckenrad verlagert sich die Hilfsschnecke ein wenig in axialer Rich tung. Im Falle eines Getriebeschadens wird ein ungewolltes Weiterdrehen des Abtriebsschneckenrades dadurch verhindert, daß die Hilfsschnecke durch eine größere axiale Bewegung außer Eingriffin ihren Drehantrieb gelangt und durch Selbsthemmung mit dem Hilfsschneckenrad das Abtriebsschneckenrad zum Stehen bringt.

Aus der DE 31 29 648 C2 ist ein Getriebe mit selbsttätig wir kender Fangvorrichtung bekannt, bei dem ein Abtriebsschnecken rad sowie ein Hilfsschneckenrad drehfest miteinander verbunden und von ein und derselben Antriebsschnecke drehangetrieben werden. Das Hilfsschneckenrad soll bei zunehmendem Verschleiß der Verzahnungspaarung Antriebsschnecke/Abtriebsschneckenrad durch Selbsthemmung mit der Antriebsschnecke oder durch axiale Verlagerung und Blockiereingriff mit dem Gehäuse den Drehan trieb stoppen.

Schließlich ist ein gattungsgemäßes Getriebe mit selbsttätig wirkender Fangvorrichtung aus der DE 24 60 585 A1 bekannt, bei dem das Abtriebsschneckenrad einen federbelasteten axial be weglichen Bolzen aufnimmt, der bei normalem Betrieb von einem von der Antriebsschnecke mitangetriebenen Hilfsschneckenrad in einer zurückgeschobenen Position gegen den Federdruck gehalten wird. Tritt hier durch Verzahnungsverschleiß der Paarung An triebsschnecke/Abtriebsschneckenrad eine Verdrehung zwischen dem Abtriebsschneckenrad und dem normalerweise frei mitlaufen den Hilfsschneckenrad auf, so wird die Blockierung des Sperr bolzens in seiner eingezogenen Position aufgehoben. Der Blok kierbolzen schnellt dann unter Federdruck vor und rastet in eine der umfangsverteilt am Getriebegestell vorgesehenen Blockierausnehmungen ein.

Bei diesen bekannten Fangvorrichtungen ist es von Nachteil, daß sie erst auslösen, wenn die Verzahnungen weitestgehend zerstört sind. Ein Öffnen und Schließen des Rolltores oder Rollgitters ist nach dem Auslösen der Fangvorrichtung nicht möglich.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Fangvorrichtung zu schaffen, bei der der Torantrieb stillge setzt wird, bevor die Verzahnung zerstört ist, die aber auch bei Bruch der Verzahnung oder der Schneckenwelle einen zuver lässigen Fangvorgang gewährleistet.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des An spruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Im Normalbetrieb, d. h., Verschleißzustand unbedenklich, hat das Fangelement keinen Kontakt zu der am Gehäuse angebrachten Nut. Bei Verzahnungsverschleiß ändert sich die vorbestimmte Winkellage zwischen Abtriebswelle und Hilfsschneckenrad und das Fangelement schwenkt in die Nut und berührt den Kunst stoffring, der bei weiterem Verschleiß mitgenommen wird. Durch diese Verdrehung wird ein Schaltbolzen aus dem Gehäuse her ausgeschoben, der über einen Schalter die Steuerspannung un terbricht. Dieser Schalter bleibt nach einmaliger Betätigung in geöffneter Stellung stehen.

Durch Veränderung des Innendurchmessers des in der Nut ange ordneten Kunststoffringes läßt sich der zulässige Verschleiß wert an unterschiedliche Verzahnungen anpassen. D. h., die erfindungsgemäße Fangvorrichtung wird in der überwiegenden Anzahl von Verschleißfällen den Torantrieb stillsetzen, bevor die Verzahnung zerstört ist. Somit hat der Betreiber die Mög lichkeit, mit Hilfe einer Handkurbel (Nothandkette o. ä.) das Tor weiterhin zu öffnen oder zu schließen, bis der Austausch des Getriebes erfolgt ist.

Der eigentliche Fangfall tritt nur noch auf, wenn z. B. durch Materialfehler oder Überlastung eine noch nicht verschlissene Verzahnung bricht. In diesem Fall wird das Fangelement tiefer in die Nut gepreßt, wobei gemäß einer Weiterbildung der Erfin dung die Breite des Fangelements größer ausgebildet ist als die Breite der Nut, so daß das Fangelement in die schmalere Nut gepreßt wird und beidseitig Späne von den Nutenflanken ab nimmt. Die Bewegungsenergie wird somit in Zerspanungsarbeit umgewandelt. Durch unterschiedliche Abmessungen des Fangele mentes und der Nut läßt sich die Bremswirkung des Fangelements aufgrund unterschiedlicher Zerspanungsarbeit im Fangfall genau einstellen. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Fangelement eine Breite von 4 mm und die Nut eine Breite von 3 mm auf, so daß beidseitig ein Span von bis zu 0,5 mm Breite abgenommen wird. Bei Bruch der Verzahnung verhindert der vor zugsweise aus Kunststoff gefertigte Ring nicht das Einschalten der Fangvorrichtung, da die Spitze des Fangelements den Kunst stoffring verformt. - Es versteht sich, daß diese Fangvorrich tung auch ohne den verdrehbaren Ring und die von diesem be wirkte Antriebsstillsetzung sinnvoll einsetzbar ist.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der eine bevorzugte Ausführungs form der Erfindung dargestellt worden ist. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Getriebe mit selbsttätig wirkender Fangvorrich tung in einer Schichtansicht, rechtwinklig zur Ab triebswelle (Schnitt entlang der Linie I-I gemäß Fig. 2);

Fig. 2 das selbe Getriebe in einem Axialschnitt durch die Abtriebswelle (Schnitt entlang der Linie II-II gemäß Fig. 1) sowie

Fig. 3 dasselbe Getriebe in einer zweiten Schnittansicht, rechtwinklig zur Abtriebswelle (Schnitt entlang der Linie III-III gemäß Fig. 2);

Fig. 4 die gleiche Ansicht wie bei Fig. 3 bei Eintritt ei nes Verschleißes;

Fig. 5 die gleiche Ansicht wie bei Fig. 3 bei Eintritt des Fangfalls, sowie

Fig. 6 A, B + C das Getriebe gemäß Fig. 1 in maßstabsvergrößerter Darstellung ausschnittweise.

Das insgesamt mit 100 bezeichnete Getriebe besteht aus den Hauptelementen Antriebsglied 10, Abtriebsglied 20, Gestell glied 30, Sperrglied 40 und Hilfszahnkranz 50.

Das Antriebsglied 10 weist eine Antriebswelle 11 auf und ist mit einer Antriebsverzahnung 12 wie einer Antriebsschnecke 6 versehen.

Das Abtriebsglied 20 weist eine Abtriebswelle in Gestalt einer Hohlwelle 3 auf und ist mit einer mit der Antriebsverzahnung 12 kämmenden Abtriebsverzahnung 21 versehen. Letztere befindet sich in dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausfüh rungsbeispiel am äußeren Umfang eines drehfest mit der Hohl welle verbundenen Abtriebsschneckenrades 4.

Das allgemein mit 40 bezeichnete Sperrglied weist ein mittels eines Anschlages 41A begrenzt schwenkbares Fangelement 41 auf, das von einem Bolzen 5 schwenkbar gehalten wird, der mit dem Abtriebsschneckenrad 4 verbunden ist. Das Fangelement 41 weist an seinem Rand eine Aussparung 42 auf, in die ein Führungs bolzen 7 eingreift, der mit dem Hilfsschneckenrad 2 verbunden ist.

Bei einer Verdrehung zwischen Abtriebsschneckenrad 4 und dem Hilfsschneckenrad 2 schwenkt das Fangelement 41 mit seiner Kante 43 in eine in dem Gehäuse 1 angeordnete Nut 45, in der ein Kunststoffring 46 drehbar gehalten ist und der mittels eines in eine Aussparung 46A eingreifenden Schaltbolzens 47 im Falle eines Verdrehens bezüglich der Nut 45 einen Notausschal ter (Unterbrechungskontakt 48) öffnet bzw. schließt.

In der Fig. 4 ist die Position des Fangelements 41 bei begon nenen Verschleiß dargestellt. Das Fangelement 41 berührt mit der Kante 43 den Kunststoffring 46 in der Nut 45. Der Kunst stoffring wird innerhalb der Nut mitgedreht und schiebt einen Bolzen 47 aus dem Gehäuse 1 heraus, der über den Unterbrech ungskontakt 48 die Steuerspannung des Antriebsmotors unter bricht. Der Unterbrechungskontakt 48 bleibt nach einmaliger Betätigung in geöffneter Stellung stehen. Durch unterschiedli che Größe des Innendurchmessers des Kunststoffringes 46 kann die Auslösung des Unterbrechungskontaktes 48 an den zulässigen oder gewünschten Verschleißwert der Verzahnung angepaßt wer den.

In der Fig. 5 ist die Position des Fangelements 41 bei Ein tritt des Fangfalls dargestellt. Wie oben erläutert weist das Fangelement 41 eine größere Breite als die Nut 45 auf. In die sem Ausführungsbeispiel wird das 4 mm breite Fangelement 41 in die 3 mm breite Nut 45 gepreßt (der Kunststoffring 46 wird gleichzeitig verformt) und nimmt beidseitig einen Span von jeweils bis zu 0,5 mm Breite ab. Ein zwischen dem Fangelement 41 und der Abtriebswelle wirksamer Anschlag 41A begrenzt den Schwenkwinkel des Fangelements 41 insbesondere derart, daß seine Kante 43 den Grund der Nut 45 nicht berühren kann. Durch diese Schwenkbegrenzung wird somit verhindert, daß das Fang element 41 im Fangfalle tiefer in die Nut 45 eindringt als deren Flanschtiefe T.

In der Fig. 6 A-C ist in einer Schnittansicht, senkrecht zu den Fig. 3 bis 5 die Veränderung der Nut 45 dargestellt. Die Fig. 6A zeigt den Normalbetrieb, d. h., Verschleißzustand = 0. Das Fangelement 41 dreht sich frei mit dem Hilfsschnec kenrad 2. Die Nutenflanken der Nut 45 sind im oberen Bereich derart abgeschrägt, daß sich eine Erweiterung 45A der Nut 45 ergibt. In dem dargestellten Beispiel weist die Nut 45 eine Breite von 3 mm auf, die sich auf 5,2 mm erweitert. Das Fang element 41 ist 4 mm breit.

In Fig. 6B ist die Verschleißstellung entsprechend Fig. 4 dargestellt. Das Fangelement 41 hat Kontakt mit dem in der Nut 45 befindlichen Kunststoffring 46. Aufgrund der Erweiterung 45A berührt das Fangelement 41 noch nicht die Nutenflanken der Nut 45.

In Fig. 6C ist die Fangstellung entsprechend Fig. 5 darge stellt. Der Kunststoffring 46 wird zerdrückt und die Bewer gungsenergie wird in Zerspanungsarbeit umgewandelt. Bei Ein griff des 4 mm breiten Fangelements 41 in die 3 mm breite Nut 45 ergab sich eine zerspanungsbedingte Aufweitung der Nut auf 3,89 mm. Durch die Begrenzung des Schwenkwinkels des Fangele ments 41 beträgt der Abstand zum Grund der Nut 45 0,5 mm.

Bezugszeichenliste

1 Gehäuse
2 Hilfsschneckenrad
3 Hohlwelle
4 Abtriebsschneckenrad
5 Bolzen
6 Antriebsschnecke
7 Führungsbolzen
10 Antriebsglied
11 Antriebswelle
12 Antriebsverzahnung
20 Abtriebsglied
21 Abtriebsverzahnung
30 Gestellglied
40 Sperrglied
41 Fangelement
41A Anschlag A
42 Aussparung
43 Kante
45 Nut
45A Erweiterung
46 Kunststoffring
46A Aussparung
47 Schaltbolzen
48 Schalter
50 Hilfszahnkranz
51 Verzahnung
T Flankentiefe

Claims

1. Getriebe mit selbsttätig wirkender Fangvorrichtung (Sperrvorrichtung) für Direktantriebe von z. B. Rolltoren, Rollgittern, gehobene Lasten dergleichen, zumindest bestehend aus einem Antriebsglied (10), einem Abtriebsglied (20), einem Gestellglied (30), einem Sperrglied (40) und einem Hilfszahn kranz (50), bei dem

a) das Antriebsglied (10), eine Antriebswelle (11) mit einer Antriebsverzahnung (12), wie eine Antriebsschnecke (6), aufweist,
b) das Abtriebsglied (20) eine Abtriebswelle, wie eine Hohlwelle (3), mit einer mit der Antriebsverzahnung (12) kämmenden Abtriebsverzahnung (21) wie einem drehfest mit ihr verbundenen Abtriebsschneckenrad (4) aufweist,
c) das Gestellglied (30) Lagerflächen für eine Drehlagerung des Antriebsgliedes (10), des Abtriebsgliedes (20) sowie des Hilfszahnkranzes (50) aufweist,
d) der Hilfszahnkranz (50) mit einer Verzahnung (51) wie ein Hilfsschneckenrad (2) mit der Antriebsverzahnung (12) kämmt und der Hilfszahnkranz (50) und die Abtriebs verzahnung (21) unter Auslösen des Sperreingriffs ver drehbar zueinander sind,
e) das Sperrglied (40), bei einer Lageveränderung zwischen Antriebsschneckenrad (6) und Hilfsschneckenrad (2) eine Blockierung der Abtriebswelle bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß

ein Fangelement (41) von einem mit dem Antriebsschne kenrad (4) verbundenen Bolzen (5) gehalten wird, ein mit dem Hilfsschneckenrad (2) verbundener Führungsbolzen (7) derart an dem Fangelement (41) angreift, daß bei einer Verdrehung zwischen dem Abtriebsschneckenrad (4) und dem Hilfsschnecken rad (2) eine Kante (43) oder ein Vorsprung des Fangelements (41) in oder in Richtung einer im Gestellglied (30) vorgese henen Nut (45) schwenkt, und daß ein in der Nut (45) drehbar angeordneter, vorzugsweise aus Kunststoffmaterial bestehender Ring (46) von der Kante oder dem Vorsprung des Fangelements (41) verdrehbar ist und im Falle des Verdrehtwerdens einen Unterbrechungskontakt (48) betätigt.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Fangelements (41) derart größer ausgebildet ist als die Breite der Nut (45), daß bei einem Eindringen der Kante oder des Vorsprungs des Fangelements (41) in die Nut (45) die Flankenbereiche der Nut zerspant werden.

3. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schwenkbegrenzungsmittel (41A) für das Fangelement (41) verhindert, daß das Fangelement (41) im Fangfalle tiefer in die Nut (45) eindringt als deren Flankentiefe (T).