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Die Erfindung betrifft einen Rohrmotorantrieb für mechanische Lasten wie etwa Tore, insbesondere (schnelllaufende) Rolltore, Rollgitter, Sektionaltore, Falltore oder dergleichen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Excentergetriebe für Rohrmotorantriebe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 25.
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Der Rohrmotorantrieb umfasst demnach einen in einer rohrähnlichen Wickelvorrichtung anordbares Gehäuse sowie ein bewegliche wie auch gehäusefeste Komponenten umfassendes Antriebsorgan. In dem Antriebsorgan sind eine einem Antrieb zugeordnete Antriebswelle und eine Abtriebswelle, die mit der Wickelvorrichtung für die Last koppelbar ist, gelagert und über ein Getriebe gekoppelt.
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Das Antriebsorgan umfasst neben den Wellen, vorzugsweise mehrere Lager, in denen die beweglichen Komponenten gelagert sind. Das Antriebsorgan kann ein Getriebe umfassen, welches ein- oder mehrstufiges gebildet sein kann. Dem Antriebsorgan kann ein Gehäuse oder zumindest eine Gehäusekomponente zugeordnet sein.
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Bei dem Excentergetriebe sind neben einem Gehäuse und mehreren in dem Gehäuse angeordneten Getriebekomponenten zumindest eine Antriebs- und zumindest eine Abtriebswelle vorgesehen. Die Getriebekomponenten weisen Innen- und/oder Außenverzahnungen auf und sind zumindest abschnittsweise ineinander verzahnt.
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TECHNOLOGISCHER HINTERGRUND
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Eine Rohrmotor für Rolltore und der Gleichen ist der
DE 20 2007 013 331 U1 zu entnehmen. Rohrmotoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie in dem Siederohr eines Rolltores anordbar sind, d. h. in der Welle, auf dem das Rolltor aufgewickelt wird. Die Anordnung des Antriebs in der Welle führt zu erheblichen Einsparungen an erforderlichem Bauraum und Platz für den Torantrieb, wodurch es in Lagerhäusern sehr beliebt ist, Rolltore mit Rohrmotoren auszurüsten. So kann die Lagerfläche besser ausgenutzt werden, da die hohen Regale zur Warenlagerung bereits unmittelbar neben dem Tor und nicht etwa neben dem Rolltorantriebsgehäuse errichtet werden können.
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Kritisch bei Torantrieben ist ein mögliches Versagen einer der Komponenten des Antriebs, welches im schlimmsten Fall dazu führen kann, dass das Tor unkontrolliert und ungebremst herab fällt. Dies ist insbesondere bei starker Beanspruchung des Tores, d. h. bei häufigem und schnellem Öffnen und Schließen des (Roll-)Tores zu beachten. Bei Kühlhäusern oder bei gekühlten Lagerhallen ist dies regelmäßig der Fall. Die dort verwendeten (Roll-)Tore schließen nach jeder Passage durch das Tor unmittelbar, damit die Kühltemperatur in der gekühlten Lagerhalle nicht so stark ansteigt. Befinden sich während eines versagensbedingten Herabfallens eines Tores etwa durch einen beschädigten Antrieb Personen unter dem Tor, können diese durch das unkontrollierte Tor verletzt werden.
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Um dies zu verhindern schlägt die
DE 196 05 224 B4 vor, in dem Getriebe eines Torantriebs eine Fangeinrichtung zu integrieren. Die Fangeinrichtung greift im Falle des Versagens einer der Komponenten des Antriebs in eine Antriebskomponente mechanisch ein und bremst den Antrieb und somit auch das mit dem Antrieb verbunden Tor. Mit der Fangeinrichtung wird beim Versagen einer Antriebskomponente der Antrieb insofern stillgelegt, als in eines der mit einer der Wellen des Antriebsgetriebes verbundenen Getrieberäder ein mechanisches Fangelement eingreift, wodurch das Getriebe und somit auch die mit dem Antrieb verbundene Last, also beispielsweise das Tor, gestoppt werden. Ein Herabstürzen des Tores und somit das Risiko, jemanden zu verletzten, der sich unter dem Tor aufhält, wird dadurch nahezu ausgeschlossen.
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Problematisch bei der
DE 196 05 224 B4 ist jedoch, dass die Fangeinrichtung respektive das Fangelement sehr viel Bauraum beanspruchen. Antrieb und das mit der Fangeinrichtung verbundene Getriebe sind stets so zu montieren, dass die Abmessungen des Torantriebs die Gesamtabmessungen der Torkonstruktion erheblich vergrößern. Eine unmittelbare Positionierung eines Regals oder einer Wand neben dem Tor ist aufgrund der beträchtlichen Abmessungen des Antriebs nicht möglich. Hier setzt die Erfindung ein:
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sicherheit eines Rohrmotorantriebs so zu verbessern, dass ein unkontrolliertes Herabfallen eines Tores oder einer Last, welche mit dem Rohrmotorantrieb verbunden ist, vermieden werden kann, wobei gleichzeitig der beanspruchte Bauraum eingangs beschriebener Torantriebe erheblich reduziert werden soll.
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Diese Aufgabe wird durch einen Rohrmotorantrieb nach Anspruch 1 gelöst. Demnach ist vorgesehen, dass das Getriebe als innerhalb des Gehäuses angeordnetes Excentergetriebe gebildet ist. Zumindest einer der Komponenten des Antriebsorgans, insbesondere des Excentergetriebes, ist eine innerhalb des Gehäuses angeordnete Fangeinrichtung zugeordnet. Die Fangeinrichtung bremst oder stoppt zumindest eine bewegliche, mit der An- und/oder Abtriebswelle verbundene Komponente des Antriebsorgans während eines Fangereignisses.
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Das Getriebe umfasst dabei mehrere Getriebekomponenten, die eine Unter- oder Übersetzung der Drehzahlen der An- und Abtriebswelle respektive der Rotation der Wellen bewirkt. Bevorzugt wird zwischen der An- und der Abtriebswelle eine Untersetzung gewählt, d. h. die Ausgangsdrehzahl an der Abtriebswelle ist niedriger als die Eingangsdrehzahl an der Antriebswelle. Die Wickelvorrichtung kann ein Rohr, insbesondere ein Siederohr umfassen. Bei einem als Rolltor gebildeten Industrietor etwa wird auf dem Siederohr der Rolltorpanzer aufgewickelt.
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Ein Fangereignis tritt dann ein, wenn bedingt durch etwa strukturelles Versagen einer Komponente des Antriebsorgans, insbesondere einer Excentergetriebe-Komponente, ein unkontrolliertes Herabfallen der mit der Wickelvorrichtung verbundenen Last droht. Die Last wird durch die Fangeinrichtung (ab)gefangen, daher wird das Ereignis als Fangereignis bezeichnet. Ein Fangereignis kann aber auch dann eingetreten sein, wenn eine abrupte Änderung der Rotationseigenschaften einer Komponente erfolgt.
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Erfindungsgemäß bewirkt das Excentergetriebe das Antriebsorgans, dass der Bauraum des gesamten Antriebs stark reduzierbar ist, wodurch er innerhalb einer Rohrmotorwelle anordbar wird. Eine Verbesserung der Sicherheit wird durch die Fangeinrichtung erreicht, die erfindungsgemäß einer Komponente des Antriebsorgans so zugeordnet ist, dass die Komponente des Antriebsorgans gebremst oder gestoppt wird, wenn ein Fangereignis eintritt.
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Der Abtriebswelle kann bevorzugt eine Hohlwelle zugeordnet sein, in der die Antriebswelle gelagert ist. Die Hohlwelle kann zentrisch angeordnet sein. Sie kann mit Passfedern an Komponenten des Antriebsorgans oder einem Excentergetrieberad drehfest verbunden sein. Zur Lagerung der Antriebswelle in der Hohlwelle eignen sich beispielsweise Wälzlager wie etwa Kugellager oder Tonnenlager, wodurch die Differenzgeschwindigkeit der Wellen ausgeglichen werden kann.
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Eine Verbesserung der Sicherheit eines Rohrmotorantriebs insbesondere so, dass ein unkontrolliertes Herabfallen des Tores vermieden werden kann, wobei der beanspruchte Bauraum erheblich reduzierbar ist, bringt erfindungsgemäß auch ein Excentergetriebe nach Anspruch 25 mit sich. Demnach umfasst das Excentergetriebe eine integrierte Fangeinrichtung, die zumindest ein Fangelement aufweist. Das Fangelement greift während eines Fangereignisses mechanisch in eine Komponente des Excentergetriebes ein. Dadurch wird zwischen zumindest einer beweglichen Komponente des Excentergetriebes und zumindest einer gehäusefesten Komponente des Excentergetriebes oder dem Gehäuse über das Fangelement mechanischer Kontakt erzeugt, durch den Rotationsenergie in Reibungsenergie und/oder Deformationsenergie umgewandelt wird.
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Das Excentergetriebe kann besonders platzsparend beschaffen sein, so dass mit dem erfindungsgemäßen Getriebe sowohl die Sicherheit eines mit dem Excentergetriebe verbundenen Rohrmotors erheblich verbessert werden kann, wobei derart wenig Bauraum beansprucht wird, dass das Getriebe in der Welle oder dem Siderohr eines Rohrmotorantriebs ausreichend Platz findet.
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Die vorbenannten sowie die beanspruchten und in den Ausführungsbeispielen beschriebenen, erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteile unterliegen in ihrer Größe, Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so dass die in dem Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung, in der – beispielhaft – ein Ausführungsbeispiel eines Rohrmotorantriebs sowie eines Excentergetriebes für einen Rohrmotorantrieb dargestellt sind. Auch einzelne Merkmale der Ansprüche oder der Ausführungsformen können mit anderen Merkmalen anderer Ansprüche und Ausführungsformen kombiniert werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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In der Zeichnung zeigen
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1 Einen Rohrmotorantrieb in perspektivischer Ansicht,
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2A, 2B einen Rohrmotorantrieb in perspektivischen Schnittansichten,
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3A, 3B einen Teil eines Rohrmotorantriebs in einer perspektivischen Ansicht,
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4 einen Rohrmotorantrieb mit einer Kreuzscheibenkupplung in perspektivischer Schnittansicht und
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5 eine alternative Ausgestaltung eines Rohrmotorantriebs in perspektivischer Schnittansicht.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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Eine perspektivische Ansicht eines Rohrmotorantriebs 1 zum Bewegen mechanischer Lasten wie etwa Tore, insbesondere schnelllaufende Rolltore, Sektionaltore oder Rollgitter, kann der 1 entnommen werden. Das Gehäuse 4 des Rohrmotorantriebs 1 ist in einer (nicht dargestellten) rohrähnlichen Wickelvorrichtung – beispielsweise in dem Siderohr eines Tores (ebenfalls nicht dargestellt) – anordbar. In dem Gehäuse 4 sind sowohl der aus einem (Elektro-)Motor 6 gebildeten Antrieb als auch ein Antriebsorgan 5 angeordnet. Das Antriebsorgan umfasst bewegliche wie auch gehäusefeste Komponenten. Der 1 kann eine Abtriebswelle 8 entnommen werden, die mit der Wickelvorrichtung für die Last koppelbar ist. Die Kopplung kann über eine Passfeder erfolgen, die in eine Befestigungsnut 2 eingreift.
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Der 2A kann eine perspektivische Schnittansicht eines Rohrmotorantriebs 1 für eine mechanische Last gemäß 1 entnommen werden. In dem Antriebsorgan 5 sind eine einem Antrieb 6 zugeordnete Antriebswelle 7 und die Abtriebswelle 8 erkennbar. Die Wellen 7, 8 sind in dem Antriebsorgan 5 durch Wälzlager 3A bis 3E gelagert und über ein Getriebe 9 gekoppelt. Bei dem Getriebe 9 handelt es sich um ein Excentergetriebe.
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Der 2A ist zu entnehmen, dass die Achse der Antriebswelle 7 zu der Achse der Abtriebswelle 8 fluchtend in dem Gehäuse 4 gelagert ist. Gemäß 2A ist im Übrigen eine koaxiale Lagerung der Achsen vorgesehen. Die Achsen legen dabei die axiale Richtung x fest. Die koaxiale respektive fluchtende Lagerung der Achsen wirkt sich auf die Herstellung des Antriebs insofern günstig aus, als dadurch ein geringerer Platzbedarf, insbesondere bezüglich der radialen Abmessungen (innerhalb der y-z-Ebene), erreicht wird.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 2A ist vorgesehen, dass die Antriebswelle 7 und/oder die Abtriebswelle 8 zumindest einen Excenter 10 umfasst, der vorzugsweise als Hülse 11 gebildet ist, die auf der Antriebswelle 7 anordbar ist. Zur Vermeidung respektive zum Ausgleich einer oder mehrerer Unwuchten einer der Wellen 7 oder 8 oder beider Wellen 7 und 8 kann ein Schwungrad 12 vorgesehen sein, welches an einer der Wellen 7, 8, insbesondere an der Antriebswelle 7, angeordnet ist. Damit kann die Exzentrizität und Unwucht des Excenters 10 ausgeglichen werden. Hülse 11 und Welle 7 können durch eine Passfeder 44 drehfest miteinander verbunden sein.
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Es kann aus Gründen der Platzeinsparung zweckmäßig sein, wenn die Antriebswelle von einem Motor als Antrieb gebildet wird, der in dem Gehäuse des Rohrmotorantriebs anordbar ist.
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Die Übertragung des Drehmomentes in dem Rohrmotorantrieb 1 gemäß 2A erfolgt zunächst von dem mit der Antriebswelle 7 verbundenen Antrieb auf die Antriebswelle 7. Mit der Antriebswelle 7 sind die Hülse 11 und das Schwungrad 12 drehfest miteinander verbunden, so dass sie sich mit der Antriebswelle 7 zusammen mitdrehen. Auf der Hülse 11 sitzt ein erstes Stirnrad 26 mit einer Innenverzahnung 34 und einer Außenverzahnung 27. Das erste Stirnrad 26 ist auf der Welle 7 über das Wälzlager 3B drehbar gelagert ist. Das erste Stirnrad 26 ist aufgrund der Exzentrizität der Hülse 11 exzentrisch gelagert, so dass es innerhalb der gehäusefesten Verzahnung 28 eine Taumelbewegung vollzieht. Die gehäusefeste Verzahnung kann Bestandteil eines gehäusefesten Außenstirnrades 31 sein.
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Das Drehmoment wird von dem ersten Stirnrad 26 auf ein zweites Stirnrad 26' mit einer Außenverzahnung 27' übertragen, wobei das zweite Stirnrad 26' auf einer Hohlwelle 23 drehfest angeordnet ist. Das zweite Stirnrad 26' ist bezogen auf die An- oder Abtriebswelle (7, 8) zentrisch gelagert, so dass die Außenverzahnung 27' abschnittsweise mit der Innenverzahnung 34 des ersten Stirnrades 26 kämmend in Eingriff steht. Ein Unterschied der Anzahl der Zähne der Verzahnungen der Stirnräder 26, 26' respektive der Verzahnungen 27, 27' führt zu der gewünschten Untersetzung.
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Die Hohlwelle 23 überträgt das Antriebsdrehmoment mit einer gegenüber der Antriebsdrehzahl verminderten Abtriebsdrehzahl auf die Abtriebswelle 8. Die Hohlwelle 23 ist antriebsseitig auf der Antriebswelle 7 mit dem Wälzlager 3C drehbar gelagert, wodurch Hohlwelle 23 und Antriebswelle 7 unterschiedliche Drehzahlen aufweisen können. Abtriebsseitig ist die Hohlwelle 23 mit dem Lager 3D in dem Gehäuse 4 drehbar gelagert. Die Abriebswelle ist mit dem Lager 3E in dem Gehäuse 4 drehbar gelagert. Die Hohlwelle 23 und die Abtriebswelle 8 sind drehfest miteinander verbunden.
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Die 2B zeigt die Vorrichtung gemäß 2A in einer anderen Schnittansicht. Der 2B kann eine Fangeinrichtung 13 entnommen werden, welche zumindest ein Fangelement 14 umfasst, das während eines Fangereignisses mechanisch mit einer Komponente des Antriebsorgans 5 wechselwirkt, wodurch zwischen zumindest einer beweglichen Komponente 15 des Antriebsorgans 5 – hier der Hohlwelle 23 – und zumindest einer gehäusefesten Komponente 16 des Antriebsorgans 5 oder dem Gehäuse 4 über das Fangelement 14 ein mechanischer Kontakt erzeugt wird, durch den Rotationsenergie in Reibungsenergie und/oder Deformationsenergie umgewandelt wird. Durch die Reibung zwischen dem Fangelement 14 und derjenigen Komponente des Antriebsorgans 5 wird der gesamte Rohrmotorantrieb 1 gebremst. Die dabei entstehende Deformationsenergie betrifft das Fangelement 14 und/oder diejenige Komponente des Antriebsorgans 5, in die das Fangelement 14 eingreift. D. h. im Falle eines Fangereignisses werden das Fangelement 14 und die mit dem Fangelement 14 wechselwirkende Komponente derart deformiert, dass die Komponente gebremst wird und der Antrieb zum Stillstand kommt.
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Bei dem Rohrmotorantrieb 1 gemäß der 2A und 2B ist das Fangelement 14 an einer gehäusefesten Komponente 16 des Antriebsorgans 5, nämlich an dem Gehäuse 4 selbst angeordnet. Dies kann der Ansicht gemäß 3A und 3B deutlicher entnommen werden.
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Die 3A offenbart eine Teilansicht des Rohrmotorantriebs gemäß 1, wobei die Ansicht an der Stelle AA entlang der y-z-Ebene aufgeschnitten wurde. Die Fangeinrichtung 13 umfasst gemäß 3A ein in oder an einer ersten Antriebs-Komponente 17 angeordnetes Befestigungsmittel 18. An dem Befestigungsmittel 18 ist das Fangelement 14 drehbeweglich und exzentrisch gelagert. Die Fangeinrichtung 13 umfasst eine Aufnahme des Befestigungsmittels 18 für ein einer zweiten Antriebs-Komponente 20 zugeordnetes Führungsmittel 21. Gemäß 3A ist das Führungsmittel 21 im Wesentlichen umfangsseitig angeordnet und als Führungsnocken gebildet. Im Fangfall bewegt sich der Nocken 21 relativ zu dem als Fangplatte mit etwa mondsichelähnlicher Form gebildeten Fangelement 14. Der Führungsnocken 21 verursacht dadurch eine Drehbewegung des Fangelementes 14 um das Befestigungsmittel 18. Dadurch ist eine mechanische Wirkung des Fangelementes 14 in oder an einer Komponente des Antriebsorgans 5 erzeugbar. Das Fangelement 14 bremst die bewegliche Komponente 15, welche gemäß 3A durch die der Abtriebswelle 8 zugeordneten Hohlwelle 23 gebildet wird. Die Bremswirkung wird in der in der Hohlwelle 23 angeordneten Fangnut 24 erzeugt.
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Wahlweise kann eine alternative bewegliche Lagerung des Fangelementes 14 oder eine alternative Ausgestaltung des Führungsmittels 21 vorgesehen sein. 3B offenbart eine Teilansicht des Rohrmotorantriebs gemäß 1, wobei – analog zu 3A – die Ansicht an der Stelle AA entlang der y-z-Ebene aufgeschnitten wurde. Gemäß 3B umfasst die Fangeinrichtung 13 eine zu der Aufnahme des Befestigungsmittels 18 versetzt angeordnete Führung 19 für ein einer zweiten Antriebs-Komponente 20 zugeordnetes und in der Führung 19 führbares Führungsmittel 21. Das Fangelement 14 ist während eines Fangereignisses durch die Wirkung des Führungsmittels 21 relativ zu dem Befestigungsmittel 18 derart bewegbar, dass eine mechanische Wirkung des Fangelementes 14 in oder an einer Komponente des Antriebsorgans 5 erzeugbar ist.
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Die 2A und 2B zeigen, dass die Fangnut 24 in einer beweglichen Komponente angeordnet ist. Sie befindet sich radial außen in der Hohlwelle 23. Das Fangelement 14 ist zwischen dem Gehäuse 4 und der Hohlwelle 23 angeordnet. Die 2A/2B offenbart, dass die erste Komponente 17 durch Bereiche des Gehäuses 4 selbst gebildet werden kann, so dass die bremsende Wirkung zwischen der Hohlwelle 23 und dem Gehäuse 4 auftritt.
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An der beweglichen Komponente des Antriebsorgans 5 ist gemäß 2A/2B ein Stirnrad 26 des Excentergetriebes (9) angeordnet. Das Stirnrad 26' weist eine Außenverzahnung 27 auf, die mit einer gehäusefesten Verzahnung 28 kämmend in Eingriff steht.
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Sowohl der 2A/2B als auch dem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß 5 können entnommen werden, dass eine Komponente des Antriebsorgans 5 zumindest eine Hilfsverzahnung 29 umfasst, über die eine mit der Fangeinrichtung 13 verbundene Komponente des Antriebsorgans 5 bei Normalbetrieb des Rohrmotorantriebs mitführbar ist.
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Gemäß 2A/2B ist die zweite Antriebs-Komponente 20 mitführbar. Das Mitführen erfolgt ohne nennenswerte Kraft- oder Drehmomentübertragung. Die Hilfsverzahnung 29 kann als Außenverzahnung 27 eines Stirnrads des Excentergetriebes 9 gebildet sein. Dadurch wird beispielsweise ein Zahnrad oder eine vergleichbare Komponente des Antriebsorgans oder des Excentergetriebes 9 mitgeführt respektive mitgenommen. So kann die Hilfsverzahnung 29 beispielsweise an einem Innenstirnrad 30 angeordnet sein.
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Die miteinander drehfest verbundenen Räder 26 und 30 rotieren gemeinsam über den Excenter 10. Das Stirnrad 26 kämmt in einem Gehäusefesten Rad (31, 33). Die Hilfsverzahnung 29 kämmt zusätzlich mit dem (im Normalbetrieb gehäusefesten) Sicherheitsrad (20, 32), wobei zwischen der Hilfsverzahnung 29 und der mit der Hilfsverzahnung 29 kämmenden Verzahnung des Sicherheitsrades Spiel vorhanden ist, so dass es im Normalbetrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu keiner Kraft- respektive Drehmomentübertragung zwischen der Hilfsverzahnung 29 und der mit der Hilfsverzahnung 29 kämmenden Verzahnung (im Bauteil 20, 32) kommt. Im Normalbetrieb wird das Sicherheitsrad (20, 32) durch zumindest ein, vorzugsweise mehrere Befestigungselemente 46 gehalten. Die beispielsweise als Stifte gebildeten Befestigungselemente 46 sind aus einem Material gebildet, das gegenüber der Mehrheit der Komponenten der Antriebsvorrichtung, insbesondere gegenüber den Komponenten 20, 26, 31, 32 und/oder 33, eine geringere Härte aufweist.
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Versagt die Verzahnungskombination der Bauteile Außenstirnrad (31, 33) und Stirnrad 26, was beispielsweise ein Fangereignis darstellen würde, so muss die Kraft respektive das Drehmoment über die Hilfsverzahnung 29 und das Sicherheitsrad (20, 32) übertragen werden. Aufgrund der hinsichtlich der Materialfestigkeit schwachen Verbindung der zweiten Antriebskomponente 20 und dem Sicherheitsrad 32 mit den („schwachen”) Befestigungselementen 46 brechen die Befestigungselemente 46. Die Stifte (46) bilden somit Sollbruchstellen innerhalb der Verbindungen der beteiligten Komponenten des Antriebsorgans 5. Beim Bruch der Befestigungselemente 46 kommt es zu einer Verdrehung oder zu einem rotatorischen Versatz der zweiten Antriebskomponente 20 respektive dem Sicherheitsrad 32. Dies führt zu einer Auslenkung der Fangelemente 14 in der Fangeinrichtung 13 und somit zum Stillstand des Rohrmotorantriebs 1.
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Die 5 zeigt, dass die zweite Antriebs-Komponente 20 als mit einer Hilfsverzahnung 29 versehenes Sicherheitsrad 32 gebildet ist. Das Sicherheitsrad 32 ist einer Excentergetriebe-Komponente zugeordnet, insbesondere einem gehäusefesten Stirnrad 33 des Excentergetriebes 9.
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Den 2A bis 5 kann entnommen werden, dass die Hilfsverzahnung 29 im Wesentlichen eine vorzugsweise in axialer Richtung x verlaufende Fortsetzung der Verzahnung der dem Sicherheitsrad 32 zugeordneten Excentergetriebe-Komponente bildet. Das Sicherheitsrad 32 ist derart mit der dem Sicherheitsrad 32 zugeordneten Excentergetriebe-Komponente verbunden, dass es bei einer Drehmomentübertragung von der Excentergetriebe-Komponente über die Hilfsverzahnung 29 auf eine mit der Excentergetriebe-Komponente kämmende Komponente des Antriebsorgans 5 während eines Fangereignisses zu einem radialen Versatz zwischen der Excentergetriebe-Komponente und dem Sicherheitsrad 32 kommt. Dadurch wird das Fangelement 14 derart bewegt, dass durch das Fangelement 14 eine mechanische Wirkung zwischen einer beweglichen und einer gehäusefesten Komponente erzeugbar ist. Im Normal- oder Regelbetrieb des erfindungsgemäßen Rohrmotorantriebs 1 wird über die Hilfsverzahnung 29 kein Moment übertragen. Mit der Hilfsverzahnung 29 wird das Sicherheitsrad 32 nur mitgenommen. Erst wenn es zum Bruch in einer der Komponenten des Getriebes 9 kommt, findet eine Übertragung eines Drehmomentes über die Hilfsverzahnung 29 statt.
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Alternativ oder zusätzlich kann das Sicherheitsrad 32 zumindest teilweise aus einem Material gebildet sein, welches gegenüber dem Material der dem Sicherheitsrad 32 zugeordneten Excentergetriebe-Komponente eine geringere Härte aufweist. Das Sicherheitsrad 32 kann beispielsweise aus Kunststoff gebildet sein, wohingegen die übrigen Komponenten des Antriebsorgans 5 üblicherweise aus Metall oder Metalllegierungen gebildet sind. Kommt es in einer Metallkomponente zum Bruch, wird die Kraft über das weniger stabile (Kunststoff-)Sicherheitsrad 32 übertragen, was zu einem Versatz zwischen dem Sicherheitsrad 32 und der dem Sicherheitsrad zugeordneten Getriebekomponente führt.
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Bei dem Rohrmotorantrieb nach 2A/2B erfolgt die Drehmomentübertragung zwischen der Antriebswelle 7 und der Abtriebswelle 8 über ein Stirnrad 26 mit einer Außenverzahnung 27 und einer Innenverzahnung 34 und über ein weiters, vorzugsweise baugleiches Stirnrad 26'. Sofern die Stirnräder 26, 26' baugleich sind, reduziert dies den Wartungs- und Herstellungsaufwand.
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Bezogen auf die Achse der Antriebswelle 7 und die Achse der Abtriebswelle 8 ist das Stirnrad 26 exzentrisch gelagert. Das Stirnrad 26 führt eine Taumelbewegung innerhalb der Außenverzahnung des gehäusefesten Stirnrades 33 aus. Daher erfolgt der Eingriff der Verzahnungen beider ineinander angeordneter Stirnräder stets nur abschnittsweise. Der Abschnitt der in Eingriff stehenden Zähne bewegt sich auf der Verzahnung umfangsseitig.
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Bei der alternativen Ausgestaltung des Rohrmotorantrieb gemäß 5 erfolgt die Drehmomentübertragung zwischen der Antriebswelle 7 und der Abtriebswelle 8 über nur ein Stirnrad 26 mit einer Außenverzahnung 27. Hier ist die Untersetzung geringer als bei der Variante gemäß 2A/2B, wo zwei Stirnräder „taumeln”.
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In den 2A/2B und 5 ist ein mit der Abtriebswelle 8 verbundenes Getrieberad zu sehen. Das Getrieberad umfasst zumindest eine Getrieberad-Innenverzahnung (5) und/oder eine Getrieberad-Außenverzahnung (2A/2B). Die Verzahnung des Getrieberades steht mit einer Verzahnung des Stirnrads 26 zumindest abschnittsweise kämmend in Eingriff.
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Der Rohrmotorantrieb respektive das Excentergetriebe gemäß 2A/2B umfasst ein Stirnrad 26, bei dem antriebsseitig eine Stirnrad-Außenverzahnung 27 und abtriebsseitig eine Stirnrad-Innenverzahnung 36 vorgesehen ist. Die Stirnrad-Außenverzahnung 27 steht gemäße 2A/2B mit einer gehäusefesten Antriebs-Innenverzahnung 34 und die Stirnrad-Innenverzahnung 36 mit der Getrieberad-Außenverzahnung zumindest abschnittsweise kämmend in Eingriff.
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Die 2A, 2B, 4 und 5 zeigen Rohrmotorantriebe 1, deren Antriebsorgane 5 jeweils ein Excentergetriebe 9 umfassen. Dabei umfasst das Antriebsorgan 5 zumindest eine als mehrteiliges Stirnrad 37 gebildete Excentergetriebe-Komponente. Die Stirnrad-Teile sind wahlweise miteinander kraftschlüssig, stoffschlüssig oder formschlüssig verbunden. Dem Ausführungsbeispiel gemäß 2B ist zu entnehmen, dass die Stirnradteile durch zumindest eine als Schraube gebildete Stirnrad-Befestigung 44 miteinander drehfest verbunden sind. Vorzugesweise können drei Schrauben vorgesehen sein. Durch die Stirnrad-Befestigung 44 bilden das Stirnrad 26 und das Innenstirnrad 30 eine einheitliche Komponente des Antriebsorgans 5. Die Stirnrad-Teile können aus identischen oder unterschiedlichen Materialien, beispielsweise Metallen und/oder Kunststoffen oder Kombinationen daraus bestehen Bei dem Ausführungsbeispiel nach 2A/2B sind zwei Stirnräder 26, 26' des Excentergetriebes 9 vorgesehen, wobei die Stirnräder zumindest eine erste Verzahnung des ersten Stirnrades und zumindest eine zweite Verzahnung des zweiten Stirnrades umfassen. Die sich in axialer Richtung x erstreckende Breite der ersten Verzahnung ist geringer ist als die sich in axialer Richtung x erstreckende Breite der zweiten Verzahnung. Dieser Unterschied der Abmessungen der Verzahnungen kann eine Material- und Gewichteinsparung bewirken, wobei das Stirnrad 26 mit den kürzeren Abmessungen ein geringeres Drehmoment überträgt als das Stirnrad 26' mit den längeren Abmessungen.
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Den 3A und 3B kann eine Teilansicht des Rohrmotorantriebs 1 gemäß 1 entnommen werden. Die Antriebs-Komponente, an der das Fangelement 14 angeordnet ist, ist eine Komponente des Antriebsorgans, d. h. eine Komponente des Excentergetriebes 9. Das Befestigungsmittel 18 kann als Bolzen gebildet sein. Bei dem Führungsmittel 21 kann es sich um einen Mitnahmestift oder um einen Führungsnocken handeln. Zur Optimierung der Bremswirkung bei einem Fangereignis kann es zweckmäßig sein, wenn der Rohrmotorantrieb 1 respektive die Fangeinrichtung 13 mehrere Fangelemente 14 umfasst. Sofern die Fangelemente 14 gleichmäßig um den Umfang des Gehäuses 4 oder der zugeordneten Komponente verteilt werden, können zusätzliche Unwuchten vermieden werden, die bei einem Fangereignis zu weiteren Brüchen von Getriebekomponenten oder Komponenten des Antriebsorgans 5 führen können.
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Die 3B offenbart einen Versatz der Führung 19 relativ zur Lagerung des Fangelementes 14 in radialer Richtung. Das Fangelement 14 ist im Wesentlichen plattenförmig gebildet, vorzugsweise als kreisförmige oder ovale Scheibe. Bei einem Fangereignis tritt eine Klemmwirkung zwischen dem Gehäuse 4 und der ersten Komponente 17 ein.
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Gemäß 2A erfolgt die Zuordnung zwischen Sicherheitsrad 32 und der dem Sicherheitsrad 32 zugeordneten Excentergetriebe-Komponente durch Befestigungselemente 46. Die Befestigungselemente 46 versagen bei Belastung oberhalb einer normalen Betriebslast strukturell. Die Befestigungselemente 46 sind gemäß der Ansicht nach 2A als (dünne) Stifte gebildet, die bei Belastung brechen und eine Bewegung des Fangelementes bewirken.
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Eine alternative Gestaltung des erfindungsgemäßen Rohrmotorantriebs kann der 4 entnommen werden. Demnach ist vorgesehen, dass die Drehmomentübertragung zwischen der Antriebswelle 7 und der der Abtriebswelle 8 durch eine Kreuzscheibenkupplung 38 erfolgt. Die Kreuzscheibenkupplung 38 umfasst eine an der Antriebswelle 7 angeordnete antriebsseitige Nutscheibe 39 und eine an der Abtriebswelle 8 angeordneten abtriebsseitige Nutscheibe 39'. Die Nutscheiben 39, 39' sind durch einen eine antriebsseitigen Mitnahmefläche 40 und eine abtriebsseitige Mitnahmefläche 40' aufweisenden Kupplungsring 41 miteinander so gekoppelt, dass die antriebsseitige Mitnahmefläche 40 in eine Nut der antriebsseitigen Nutscheibe 39 und die abtriebsseitige Mitnahmefläche 40' in eine Nut der abtriebsseitigen Nutscheibe 39' eingreift. Derartige Kupplungsanordnungen werden unter anderem auch als Oldham-Kupplung bezeichnet.
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Der 5 kann eine alternative Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Rohrmotorantriebs 1 entnommen werden. Gemäß 5 ist das Fangelement 14 an einer bewegten Komponente des Antriebsorgans 5 angeordnet.
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Gemäß 5 wird das Stirnrad 26 durch einen im Gehäuse 4 gelagerten Lagerflansch 42 geführt. Der Lagerflansch 42 ist feststehend, er steuert die Stirnradbewegung. Beispielsweise können 6 Lagerstellen möglich sein.
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Der 5 kann ein vorzugsweise elektromechanisches Schaltelement 43 zur Bestimmung der Winkelposition der Wickelvorrichtung und/oder zur Bestimmung der absoluten Position der der Wickelvorrichtung zugeordneten Last entnommen werden. Dabei ist das Schaltelement 43 über zumindest eine Verzahnung 45 mit der Antriebswelle 7 oder der Abtriebswelle 8 verbunden. Das Schaltelement 43 meldet beispielsweise die Torposition an eine Torantriebssteuerung.
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Der Antrieb gemäß 5 umfasst ein Excentergetriebe mit einem Gehäuse 4 und mehreren in dem Gehäuse 4 angeordneten Getriebekomponenten, die Innen- und/oder Außenverzahnungen aufweisen. Zumindest abschnittsweise sind die Excentergetriebe-Komponenten ineinander verzahnt. Das Getriebe umfasst außerdem eine Antriebswelle 7 und eine Abtriebswelle 8. Zur Verhinderung eines unkontrollierten Herabfallens der mit dem Getriebe verbundenen Last umfasst das Excentergetriebe gemäß 5 eine integrierte Fangeinrichtung 13, mit zumindest einem Fangelement 14, das während eines Fangereignisses mechanisch in eine Komponente des Excentergetriebes 9 eingreift. Dadurch wird zwischen zumindest einer beweglichen Komponente des Excentergetriebes 9 und zumindest einer gehäusefesten Komponente des Excentergetriebes oder dem Gehäuse 4 über das Fangelement 14 mechanischer Kontakt erzeugt, durch den Rotationsenergie in Reibungsenergie und/oder Deformationsenergie umgewandelt wird. Ein Fangereignis liegt immer dann vor, wenn bedingt durch insbesondere strukturelles Versagen einer Komponente des Excentergetriebes 9 ein unkontrolliertes Herabfallen der mit dem Getriebe verbundenen Last droht.
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Die Fangeinrichtung 13 gemäß 5 umfasst ein in oder an einer ersten Excentergetriebe-Komponente angeordnetes Befestigungsmittel 18, an dem vorzugsweise ein Fangelement 14 beweglich, drehbeweglich und/oder exzentrisch gelagert ist. Ein der Fangeinrichtung 13 zugeordnetes Fangelement 14 wird während eines Fangereignisses durch die Wirkung eines Führungsmittels 21 relativ zu dem Befestigungsmittel 18 insbesondere durch Mitnahme derart bewegt, dass ein mechanischer Eingriff des Fangelementes 14 in eine Excentergetriebe-Komponente stattfindet, wobei die erste und/oder die zweite Excentergetriebe-Komponente während des Betriebs des Rohrmotorantriebs 1 rotieren. Das Fangelement 14 gemäß 5 ist an einer bewegten Excentergetriebe-Komponente angeordnet. Die erste Excentergetriebe-Komponente ist als Stirnrad 26 gebildet, welches eine Außenverzahnung 27 aufweist. Die zweite Excentergetriebe-Komponente ist als Sicherheitsrad 32 gebildet, welches einem drehenden oder einem gehäusefesten Stirnrad, zugeordnet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rohrmotorantrieb
- 2
- Befestigungsnut
- 3A..3E
- Wälzlager
- 4
- Gehäuse
- 5
- Antriebsorgan
- 6
- Antrieb, Motor
- 7
- Antriebswelle
- 8
- Abtriebswelle
- 9
- (Excenter-)Getriebe
- 10
- Excenter
- 11
- Hülse
- 12
- Schwungrad
- 13
- Fangeinrichtung
- 14
- Fangelement
- 15
- bewegliche Komponente
- 16
- gehäusefeste Komponente
- 17
- erste Antriebskomponente
- 18
- Befestigungsmittel
- 19
- Führung
- 20
- zweite Antriebskomponente
- 21
- Führungsmittel
- 22
- gehäusefeste Komponente
- 23
- Hohlwelle
- 24
- Fangnut
- 25
- Fangabschnitt
- 26, 26'
- Stirnrad
- 27
- Außenverzahnung
- 28
- gehäusefeste Verzahnung
- 29
- Hilfsverzahnung
- 30
- Innenstirnrad
- 31
- Außenstirnrad
- 32
- Sicherheitsrad
- 33
- Stirnrad
- 34
- Innenverzahnung
- 36
- Stirnrad-Innenverzahnung
- 37
- mehrteiliges Stirnrad
- 38
- Kreuzscheibenkupplung
- 39, 39'
- Nutscheibe
- 40, 40'
- Mitnahmefläche
- 41
- Kupplungsring
- 42
- Lagerflansch
- 43
- Schaltelement
- 44
- Stirnrad-Befestigung
- 45
- Verzahnung
- 46
- Befestigungselement
- x
- axiale Richtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202007013331 U1 [0005]
- DE 19605224 B4 [0007, 0008]
