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Die
Erfindung betrifft ein Antriebssystem für eine Lamellenanordnung.
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Derartige
Lamellenanordnungen weisen Mehrfachanordnungen von Lamellen, insbesondere Großlamellen,
auf und sind typischerweise an Gebäudefassaden als Beschattungssysteme
installiert. Die Lamellen weisen jeweils einen Lamellenflügel und
eine Welle auf. Mittels geeigneter Antriebssysteme werden die Wellen
gedreht, wodurch die Stellungen der Lamellenflügel in vorgegebener Weise geändert werden
können.
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Prinzipiell
können
die Antriebssysteme derart ausgebildet sein, dass die Wellen mit
separaten Motoren angetrieben werden. Dies führt jedoch zu einem unerwünscht hohen
Kostenaufwand. Hinzu kommt ein beträchtlicher Aufwand zur Steuerung
der einzelnen Motoren, um eine synchrone Bewegung der einzelnen
Lamellenflügel
zu erhalten.
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Prinzipiell
können
derartige Antriebssysteme auch mechanische Anordnungen wie Zahnstangensysteme
aufweisen. Dadurch kann zwar die Anzahl der benötigten Antriebe vermindert
werden. Jedoch ist hierbei nachteilig, dass diese gegen mechanische Belastungen
empfindlich sind. Wesentliche Nachteile sind weiterhin das große Spiel
von Zahnstangensystemen und die temperaturabhängigen Längenausdehnungen der Zahnstangen.
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Aus
der
DE 202 10 120
U1 ist ein Antriebssystem für eine Lamellenanordnung mit
einem motorisch getriebenen, in einer stationären Aufnahme verlaufenden Antriebsgestänge und
mit in der Aufnahme angeordneten Getrieben bekannt. Jedes Getriebe weist
einen in der Aufnahme gelagerten Lagerzapfen auf, in welchem wenigstens
eine Welle einer Lamelle gelagert ist. Der Lagerzapfen ist mittels
eines Schneckenrads, das über
das Antriebsgestänge
betätigbar ist,
zur Positionsverstellung der Lamelle drehbar gelagert. Anstelle
eines Schneckenrads kann auch ein Stirnrad, ein Getriebezug oder
dergleichen verwendet werden. Das Antriebsgestänge wird vorzugsweise mittels
eines Elektroantriebs angetrieben. Mittels des so angetriebenen
Antriebsgestänges
und der daran gekoppelten Getriebe können mehrere Lamellen synchron
in ihrer Stellung verändert
werden.
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Problematisch
bei einem derartigen System ist, dass bei Auftreten hoher mechanischer
Lasten, die beispielsweise durch auftretende Windböen verursacht
werden, Funktionsbeeinträchtigungen
oder sogar Beschädigungen
der einzelnen Getriebe auftreten können.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antriebssystem für eine Lamellenanordnung
bereitzustellen, welches einfach und kostengünstig installierbar ist, und
mit welchem eine sichere, genaue und störunanfällige Verstellung der Lamellen
durchführbar
ist.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte
Ausführungsformen
und zweckmäßige Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die
Erfindung betrifft ein Antriebssystem für eine Lamellenanordnung mit
einem Motor zum Antrieb einer vorgegebenen Anzahl von Antriebseinheiten über eine
Antriebswelle. Jede Antriebseinheit weist ein Planetengetriebe auf
der Antriebswelle auf, welches eine Übersetzung für ein in
Eingriff mit einer Schnecke stehendes Schneckenrad bildet. Das Schneckenrad
umschließt
fest eine Welle, an welcher Lamellen fixierbar sind.
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Durch
die erfindungsgemäße Kombination eines
Planetengetriebes und eines mit einer Schnecke in Eingriff stehenden
Schneckenrads als Komponenten ei ner Antriebseinheit wird einerseits
erreicht, dass die Antriebseinheit große Lasten, insbesondere statische
Lasten, aufnehmen kann, die bei Auftreten von Windböen und dergleichen
entstehen können. Andererseits
wird erreicht, dass ein Motor, insbesondere ein Elektromotor, ausreicht,
um eine Vielzahl von einzelnen Antriebseinheiten antreiben zu können.
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Das
erfindungsgemäße Antriebssystem weist
somit einen störungsunanfälligen Aufbau
auf. Zudem weist das erfindungsgemäße Antriebssystem einen kompakten
und kostengünstigen
Aufbau auf, da mit nur einem Motor mehrere Antriebseinheiten simultan
angetrieben werden können.
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Zur
Aufnahme großer
Lasten weist bevorzugt das Schneckenrad einer Antriebseinheit eine entsprechend
ausgebildete Zahnung mit großen Zähnen auf.
Das an die Welle mit den Lamellen gekoppelte Schneckenrad besteht
vorteilhaft aus Kunststoff und kann so kostengünstig hergestellt und bearbeitet
werden.
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Durch
die große
Zahnung weist das Schneckenrad ein kleines Übersetzungsverhältnis auf,
was bedeuten würde,
dass der Motor ein großes
Antriebsmoment aufweisen müsste,
um das Schneckenrad anzutreiben. Dann jedoch würde ein Elektromotor nicht
mehr ausreichen, um mehrere Antriebseinheiten antreiben zu können.
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Durch
den erfindungsgemäßen Einsatz
des Planetengetriebes in jeweils einer Antriebseinheit wird dieses
Problem gelöst,
da mit dem Planetengetriebe eine Untersetzung des Schneckenrads
erfolgt, das heißt,
das Planetengetriebe weist ein Übersetzungsverhältnis größer als
eins auf. Mittels des Planetengetriebes kann somit die Antriebseinheit
mit einem kleinen Antriebsmoment des Motors betrieben werden. Dies
wiederum bedeutet, dass mit einem Motor, vorzugsweise einem Elektromotor
eine Mehrfachanordnung von Antriebseinheiten betrieben werden kann.
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Die
Antriebseinheiten werden dabei über eine
gemeinsame Antriebswelle mittels des Motors angetrieben. Die Antriebswelle
und die Antriebseinheit sind dann bevorzugt in einer gemeinsamen
Aufnahme integriert, die bevorzugt von einem Profilrohr gebildet
ist. Bei jeder Antriebseinheit ist dann die mit der Schnecke getriebene
Welle, die zur Aufnahme der Lamellen dient, in gegenüberliegenden
Wänden des
Profilrohrs gelagert.
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Anstelle
eines Schneckenrads kann in der Antriebseinheit prinzipiell auch
ein Stirnrad eingesetzt werden. Ein Stirnrad weist den Nachteil
auf, das es im Gegensatz zu einem Schneckenrad nicht selbsthemmend
ist. Während
ein Schneckenrad sich nur bei Betätigung über den Motor dreht, würde sich ein
Stirnrad auch ohne den Motor frei drehen lassen, was bei der Lamellenverstellung
erhebliche Nachteile mit sich bringen würde, da eine reproduzierbare Einstellung
einer Lamellenposition nicht mehr gegeben wäre.
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Die
Erfindung wird im Nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es
zeigen:
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1:
Perspektivische Darstellung einer Lamellenanordnung mit einem Antriebssystem
zur Positionsverstellung der Lamellen.
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2:
Längsschnitt
durch eine Antriebseinheit des Antriebssystems gemäß 1.
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3:
Querschnitt durch eine Antriebseinheit des Antriebssystems gemäß 1.
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1 zeigt
eine Lamellenanordnung 1 mit einer vorgegebenen Anzahl
von Lamellen 2, insbesondere Großlamellen. Die Lamellenanordnung 1 wird
typischerweise an einer nicht dargestellten Außenfassade eines Gebäudes montiert
und dient als Sonnenschutzsystem.
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Die
Anordnung gemäß 1 weist
sechs Lamellen 2 auf, wobei jeweils drei Lamellen 2 übereinander
angeordnet sind. Diese Lamellen 2 sind zwischen stationären Aufnahmen
bildenden Profilrohren 3 gelagert. Die Lamellen 2 bestehen
jeweils aus einem Lamellenflügel 4 und
einer Lamellenachse 5. Die längsseitigen Enden der Lamelle 2 sind
jeweils in einem Profilrohr 3 gelagert. In dem zentralen
Profilrohr 3 ist ein Antriebssystem 6 integriert,
mittels dessen die Neigungen der Lamellenflügel 4 synchron verstellt
werden können.
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Die
Erfindung ist nicht auf die Anordnung gemäß 1 beschränkt. Vielmehr
kann applikationsspezifisch die Anzahl der Lamellen 2 und
der Profilrohre 3 variiert werden.
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Das
Antriebssystem 6 gemäß 1 weist
einen Elektromotor 7 auf, mit welchem eine Antriebswelle 8 in
eine Drehbewegung um seine Längsachse versetzt
werden kann.
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Die
Antriebswelle 8 verläuft
im Innenraum des zentralen Profilrohres 3 in dessen Längsrichtung. Mit
dem Elektromotor 7 werden über die Antriebswelle 8 drei
Antriebseinheiten 9 getrieben, mittels derer jeweils ein
Paar von nebeneinander liegenden Lamellen verstellt werden kann.
Die Antriebseinheiten 9 sind identisch ausgebildet.
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Die 2 und 3 zeigen
in einem Längs- beziehungsweise
Querschnitt den Aufbau einer solchen Antriebseinheit 9.
Wie aus 2 ersichtlich, sitzt auf der
Antriebswelle 8 ein Planetengetriebe 10 auf und
eine Schnecke 11 verläuft
koaxial zur Antriebswelle 8. Die Schnecke 11 ist
in Eingriff mit einem Schneckenrad 12, das auf einer Welle 13 aufsitzt.
Die Welle 13 durchsetzt dabei eine zentrale Bohrung des
Schneckenrads 12. Wie aus 3 ersichtlich,
stehen die Enden der Wellen 13 symmetrisch über die
Stirnseiten des Schneckenrads 12 hervor. Diese Wellenenden
sind in gegenüberliegenden Wänden des
zentralen Profilrohrs 3 der Anordnung in 1 gelagert.
An diesen Wellenenden werden die Lamellen mit den Enden der Lamellenrollen
befestigt. Die Antriebs welle 8 und die Welle 13 können jeweils als
Hohlwelle oder Vollwelle ausgebildet sein.
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Das
Schneckenrad 12 weist eine Zahnung 12a mit großen Zähnen auf.
Durch die so ausgebildete Zahnung kann des Schneckenrad 12 große Lasten aufnehmen.
Große
statische Lasten treten beispielsweise bei Windböen auf, die entsprechende Kräfte auf
die Lamellenflügel 4 ausüben. Das
Schneckenrad 12 besteht bevorzugt aus Kunststoff. Prinzipiell kann
das Schneckenrad 12 auch aus Verbundmaterialien wie Bronze
bestehen. Die auf der Antriebswelle 8 angeordnete Schnecke 11 weist
eine Gangstruktur auf, die an die Zahnung (12a) des Schneckenrads 12 angepasst
ist. Die Schnecke 11 kann aus Stahl oder Blech bestehen.
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Wie
aus den 2 und 3 ersichtlich,
ist der in Eingriff mit dem Schneckenrad 12 stehenden Schnecke 11 ein
auf der Antriebswelle 8 angeordnetes Planetengetriebe 10 zugeordnet.
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Das
Planetengetriebe 10 weist in bekannter Weise ein ein Sonnenrad 14 bildendes
Zahnrad auf, welches in Eingriff mit mehreren Planetenrädern 15 bildenden
Zahnrädern
steht. Im vorliegenden Fall sind drei Planetenräder 15 vorgesehen.
Diese Planetenräder 15 wiederum
stehen in Eingriff mit einem Hohlrad 16, das heißt einem
innenverzahnten Zahnrad. Das Hohlrad 16 ist fest mit dem
Gehäuse
des Planetengetriebes 10 verbunden oder bildet wie im vorliegenden
Fall selbst das Gehäuse.
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Das
Sonnenrad 14 des Planetengetriebes 10 umschließt die Antriebswelle 8 und
ist fest mit dieser verbunden. Die Planetenräder sind über Zapfen 17 fest
mit einem kreisscheibenförmigen
Planetenträger 18 verbunden,
der an eine Stirnseite des Planetengetriebes 10 anschließt.
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Der
Planetenträger 18 ist
wiederum fest mit der Schnecke 11 verbunden. Die Schnecke 11 ist
als Hohlkörper
ausgebildet, wobei in deren Hohlraum die An triebswelle 8 verläuft. Dabei
verläuft
die Antriebswelle 8 koaxial zur Schnecke 11, das
heißt
die Längsachsen
der Antriebswelle 8 und der Schnecke 11 fallen
zusammen.
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Durch
die große
Zahnung der Schnecke 11 kann diese große Lasten aufnehmen, die beispielsweise
auftreten, wenn Windböen
hohe statische Kräfte
auf die Lamellenflügel 4 ausüben. Dadurch
jedoch weist das Schneckenrad 12 ein kleines Übersetzungsverhältnis auf,
was zur Folge hätte,
dass ein großes
Antriebsmoment des Elektromotors 7 zum Antrieb des Schneckenrads 12 notwendig
wäre.
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Um
dieses zu verhindern, ist zur Untersetzung der Schneckenrads 12 das
Planetengetriebe 10 vorgesehen. Das Planetengetriebe 10 weist
ein Übersetzungsverhältnis größer eins
auf uns bewirkt somit eine Untersetzung, das heißt, dessen Antriebsdrehzahl
ist höher
als die Antriebsdrehzahl. Im vorliegenden Fall bedeutet dies, dass
eine hohe Drehzahl der Antriebswelle 8 über die Zahnräder des
Planetengetriebes 10 in eine langsamere Drehbewegung des Planetenträgers 18 und
der an diesen gekoppelten Schnecke 11 bewirkt. Das Sonnenrad 14 des
Planetengetriebes 10 dreht dabei mit der Drehzahl der Antriebswelle 8,
wogegen die Planetenräder 15,
die am Hohlrad 16 abgestützt sind, mit einer geringeren
Geschwindigkeit am Sonnenrad 14 umlaufen. Der Planetenträger 18 dreht
sich dann entsprechend der Umdrehungsgeschwindigkeit der Planetenräder 15, ebenso
die fest mit dem Planetenträger 18 verbundene
Schnecke 11.
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Durch
den Einsatz des Planetengetriebes 10 wird somit erreicht,
dass ein geringes Antriebsmoment des Elektromotors 7 ausreicht,
um das Schneckenrad 12 zur Lamellenverstellung zu drehen.
Damit ist es möglich,
dass mit dem Elektromotor 7 gleichzeitig mehrere Antriebseinheiten 9 getrieben werden
können.
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- 1
- Lamellenanordnung
- 2
- Lamellen
- 3
- Profilrohr
- 4
- Lamellenflügel
- 5
- Lamellenachse
- 6
- Antriebssystem
- 7
- Elektromotor
- 8
- Antriebswelle
- 9
- Antriebseinheit
- 10
- Planetengetriebe
- 11
- Schnecke
- 12
- Schneckenrad
- 12a
- Zahnung
- 13
- Welle
- 14
- Sonnenrad
- 15
- Planetenräder
- 16
- Hohlrad
- 17
- Zapfen
- 18
- Planetenträger