DE202021002443U1 - Motorgetriebene Höhenverstellung mit Federunterstützung und Endlageschaltern - Google Patents

Abstract

dadurch gekennzeichnet,
° daß ein Elektromotor eine Höhenverstellung motorisch antreibt.
° daß der Antrieb die Federkraft einer Triebfeder unterstützend nutzt.
° daß der Antrieb über einen Zahnkranz, der die Federdose umfaßt, erfolgt.

Description

• Bezugnehmend auf mein europäisches Patent Nr 3217061 , in dem eine Aufhängevorrichtung für eine Beleuchtungseinheit' beschrieben wird, greife ich den Gedanken erneut auf, da die Erfahrung zeigt, daß neben der mechanischen Betätigung einer Höhenverstellung eine motorbetriebene Variante die zwangsläufige Ergänzung darstellt.
  Aus der Bühnentechnik gibt es große, schwere und teure Seilzugvorrichtungen die auf maximale Gewichte ausgelegt sind aber nicht den ästhetischen und praktischen Anwendungen in der Leuchtentechnik für Büro und Wohnbereich gerecht werden.
  Eine Erweiterung meiner Erfindung (EU Patent Nr 3217061 ) ist die logische Konsequenz. Für mich stellte sich die Aufgabe auf der Basis der erwähnten Höhenverstellungen in verschiedenen Skalierungen eine Adaption eines Motors zu entwickeln der die zu Grunde liegende Erfindung aufrechterhält und nutzt.
• Die in den Schutzansprüchen 1 und 2 dargelegte Erfindung löst einmal die Adaption eines Motors mit Unterstützung der vorhandenen Triebfeder aus der mechanischen Höhenverstellung und zweitens die Anforderung der Endabschaltung des Motors in den Endlagen.
• Die in Schutzanspruch 1 dargelegte Erfindung zeigt den Einsatz eines kompakten Elektro-Getriebe- Motors der über mehrere Zahnräder die Drehkraft auf einen Zahnkranz überträgt, der fest mit der Federdose verbunden ist.
  Die in der Federdose eingelegte Triebfeder ist an der Außenwand der Federdose und der mittigen Achse kraftschlüssig befestigt und trägt in der Wirkungsweise dazu bei eine abgependelte Leuchte o.Ä. im Gleichgewicht zu halten oder zumindest die Abwärtsbewegung abzubremsen.
  Durch die Unterstützung der Triebfeder kann der Motor kleiner dimensioniert und leistungsschwächer ausgelegt werden als im Falle einer Übernahme der gesamten Traglast durch den Motor. Die Triebfeder stellt zudem eine Sicherheitskomponente für den Fall dar, daß an Motor Steuerung oder Getriebe ein Schaden auftritt. Die Leuchte o.Ä. kann dann nicht ungebremst absinken.
  Bei dem Motor handelt es sich um einen Getriebemotor mit Schnecke oder Planetengetriebe und der Möglichkeit von links/rechts- Lauf. Es können Motore mit Netzspannung (230V) oder aber auch Niederspannungsmotore verwendet werden.
  Bei Netzspannungsmotoren erübrigt sich der Einsatz eines zusätzlichen Netzteils.
  Die Umdrehungszahl die der Motor über sein Getriebe abgibt muß auf den Anwendungszweck abgestimmt sein (z.B. 20 U/min). Eine weitere Feinabstimmung kann über das Untersetzungsverhältnis der nachgeschalteten Ritzel bewerkstelligt werden. Das kleine Ritzel, das letztlich den Zahnkranz an der Federdose antreibt muß so dimensioniert sein, daß es in dem Spalt zwischen Zahnkranz und Innenwand der Spindel frei beweglich ist.
  Die Federdose ist fest mit der Spindel verbunden auf der die Kabel auf- und abgewickelt werden (diese Funktion ist in der genannten Patentschrift beschrieben).
  Gesteuert wird der Motor über ein elektronisches Steuermodul (z.B. für Rollladensteuerung) welches in der Regel über eine App und zusätzlich über einen mechanischen oder elektronischen (kabellosen) Handtaster betätigt wird.
• Um einen Verfahrweg auszuschließen, der über den maximalen Verstellweg hinausgeht, bedarf es einer betriebssicheren Endabschaltung. Andernfalls käme es zu einer Beschädigung von Motor und/oder Kabel. Der Sicherheitsaspekt ist als relevant zu beurteilen.
• In Schutzanspruch 2 wird beschrieben wie diese Endabschaltung realisiert wird.
  In der Innenwandung der Spindel befindet sich ein Metallstift der bei jeder Umdrehung in einen sternförmigen Mitnehmer (drehbar positioniert auf der Innenseite der Federgehäuseabdeckung) eingreift und diesen um eine Position weiterdreht.
  Der Mitnehmer ist auf einer Achse montiert die durch Durchführungsbuchsen in der Spindelgehäuseabdeckung und einer Zwischenplatte in der Motormontageplatte endet. Auf der Achse ist in Höhe der Unterseite der Zwischenplatte eine Nockenscheibe montiert, die sich zusammen mit dem Mitnehmer dreht.
  Bei jeder Umdrehung der Spindel wird somit auch die Nockenscheibe eine Position weitergedreht.
  Um zu verhindern, daß der Mitnehmer in einer unkontrollierten Zwischenlage stehenbleibt besitzt die Nockenscheibe sichelförmige Aussparungen in die Führungsröllchen von 2 Schnapp-Schaltern eingreifen. Diese gewährleisten ein präzises Vorrücken um immer genau eine Position. Diese Aussparungen dürfen nicht so tief sein, daß die Schnappschalter schalten.
  Nockenscheibe und Mitnehmer müssen in der Ausrichtung aufeinander abgestimmt sein. Die Schnappschalter sind auf der Zwischenplatte montiert.
  Sie erfüllen 2 Aufgaben: einmal dienen sie der beschriebenen exakten mechanischen Positionierung, zum anderen übernehmen sie die Schaltfunktion als Endlagenschalter. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel erreicht einer der Schnappschalter nach 4 kompletten Umdrehungen der Spindel eine tiefere Aussparung die die Schaltfunktion des Schnappschalters auslöst. Damit wird über ein angeschlossenes Steuermodul der Motor zum Stillstand gebracht (erreichte Endposition der Leuchte o.Ä.)
  Gleichzeitig wird der andere Taster freigeschaltet und kann bei Betätigung der Steuerung in die andere Richtung die Leuchte etc. in Gegenrichtung bewegen bis sich am anderen Ende des Verfahrweges der Vorgang wiederholt.
• Die Umkehrung der Bewegungsrichtung wird im Steuermodul durch die Bestromung des zweiten Schnappschalters und gleichzeitige Umpolung des Motors realisiert.
  Durch die Gestaltung des Steuernockens kann präzise die Länge des gewünschten Verfahrweges festgelegt werden.
  Diese rein mechanische Endlagensteuerung hat gegenüber elektronischen Steuerungen (Encoder, Hall-Sensoren etc.) den großen Vorteil daß sie unabhängig von Stromausfällen und Störungen in der Programmierung etc. immer funktioniert.
  Selbst wenn ein Nutzer versehntlich die Leuchte o.Ä. mechanisch ein Stück bewegt beeinflußt das nicht die Funktionssicherheit.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der 1 bis 8 erläutert:
• 1-a bis 1-d vertikaler Schnitt durch die gesamte Höhenverstelleinheit mit Motorantrieb
• 2 horizontaler Schnitt bei geöffnetem Spindelgehäuse
• 3 horizontaler Schnitt bei geschlossenem Spindelgehäuse
• 4 horizontaler Schnitt bei abgenommener Motormontageplatte
• 5 Ansicht unten, komplette Einheit
• 6 Schnitt durch Endschalter in Einbausituation
• 7 Ausschnitt der Spindel mit Funktionsweise des Mitnehmers in 3 Schritten
• 8 Ausschnitt der Spindel mit Funktionsweise der Nockenscheibe in 3 Schritten
• In diesem Beispiel ist eine Höhenverstelleinheit (wie in EU Patent Nr 3217061 beschrieben) für 3 Kabel über 3 Distanzbolzen (17) mit der Motormontageplatte (26) verbunden. 4 weitere Distanzbolzen (nicht gezeichnet) halten die Motormontageabdeckung mit der ein Elektromotor (27) verschraubt ist.
  Es handelt sich um einen Elektromotor mit möglichem Laufrichtungswechsel.
  Die Motorwelle (25) ist mit einem Ritzel (23) bestückt, das in ein weiteres Ritzel (19) eingreift. Dieses Ritzel (19) sitzt auf einer gemeinsamen Achse (21) mit einem kleinen Ritzel (22).
  Dieses greift in einen Zahnkranz (5) der fest mit einer Federdose (3) verbunden ist. In die Federdose eingelegt ist eine passend dimensionierte Triebfeder (4), die an einem Ende an einer unbeweglichen Achse (1) verschraubt ist und am anderen Ende ich einen Schlitz in der Wandung der Federdose (3) eingehängt ist.
  Die Federdose ist wiederum mit einer Spindel (7) verschraubt, auf die in 3 übereinanderliegenden Sektoren die Kabel (8) aufgewickelt werden.
• Durch die 3 Kabelausleitungen (28) werden die Kabel nach unten geleitet.
  Die Triebfeder (4) wird vor Inbetriebnahme vorgespannt, so daß das Kabel (8) unter Zug steht.
  Wird nun eine Leuchte o.Ä., die an den 3 Kabeln befestigt ist, nach unten gezogen rotiert die Spindel (7) und die Kabel wickeln sich ab.
  Die Triebfeder (4) ist im Idealfall so ausgestaltet, daß Sie das Gewicht der Leuchte o.Ä. im Gleichgewicht hält.
  Diesen Effekt macht sich die Erfindung bei der motorischen Verstellung zunutze.
  Der Motor muß nur die Leistung aufbringen, die ein Nutzer der Höhnverstellungsvorrichtung aufbringen müßte um die Leuchte o.Ä. wieder in eine obere Position zu bringen. Das gleiche gilt für eine Verstellung nach unten.
  Die aufzubringende Kraft liegt weit unter dem tatsächlichen Gewicht des zu bewegenden Gegenstandes.
  Im Ergebnis können der Motor (27) und alle nachfolgenden Komponenten keiner dimensioniert werden, wie wenn der Motor die gesamte Leistung ohne Federkraftunterstützung aufbringen müßte.
  Bei der motorischen Betätigung ist es zwingend notwendig in der obersten und untersten Verstell- Position einen Endlagenschalter auszulösen, der verhindert, daß Motor und Kabel beschädigt oder zerstört werden.
  In diesem Beispiel wird die Endlagenabschaltung durch eine mechanische Vorrichtung erreicht:
• In der Innenwand der Spindel (7) ist eine Steuerstift (9) eingelassen der bei jeder vollen Umdrehung der Spindel (7) in einen Mitnehmer (10) eingreift und diesen dadurch um einen Zahn weiterdreht.
• Der Mitnehmer sitzt auf einer gemeinsamen Achse (12) mit einer Nockenscheibe (13) die bei jeder Drehung des Mitnehmers (10) um das gleiche Maß weitergedreht wird. In die sichelförmigen Aussparungen der Nockenscheibe (13) greifen Führungsröllchen von 2 Schnappschaltern (14) ein, die die erreichte Position der Nockenscheibe (13) stabilisieren.
• Die beiden Schnappschalter (14) sind präzise ausgerichtet auf der Zwischenplatte (16) montiert
• Die Nockenscheibe (13) hat mehrere gleiche flache Aussparungen und eine tiefe. Sinkt ein Führungsröllchen in diese tiefe Aussparung schaltet der Schnappschalter (14) und unterbricht den Stromkreis zum Motor (27).
• Gleichzeitig schaltet das Steuermodul (18) den Stromkreis für des anderen Schnappschalter frei.
• Dieser ist mit der anderen Drehrichtung des Motors verschaltet, so daß jetzt nur die Bewegung der Leuchte o.Ä. in die Gegenrichtung möglich ist.
• Die Betätigung des Steuermoduls (18) erfolgt in der Regel über eine App oder über mechanische oder elektronische Taster.
• Bei Erreichen der Endposition der Gegenrichtung wird wiederum durch die Schaltfunktion des Schnappschalters (14) die beschriebene Funktion ausgelöst.
• In 7 und 8 ist der mechanische Schaltvorgang illustriert.
• Bezugszeichenliste

(1)

Achse

(2)

Drehkontakt

(3)

Federdose

(4)

Triebfeder

(5)

Zahnkranz

(6)

Spindelgehäuse

(7)

Spindel

(8)

Kabel

(9)

Steuerstift

(10)

Mitnehmer

(11)

Führungsbuchsen

(12)

Achse Steuerung

(13)

Nockenscheibe

(14)

Schnappschalter

(15)

Spindelgehäuseabdeckung

(16)

Zwischenplatte

(17)

Distanzbolzen

(18)

Steuermodul

(19)

Großes Ritzel

(20)

Führungsbuchsen

(21)

Achse Antrieb

(22)

Antriebsritzel

(23)

Motorritzel

(24)

Motormontageabdeckung

(25)

Motor-Achse

(26)

Motormontageplatte

(27)

Motor

(28)

Kabelausleitung

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• EP 3217061 [0001, 0008]

Claims (2)

1. dadurch gekennzeichnet, ° daß ein Elektromotor eine Höhenverstellung motorisch antreibt. ° daß der Antrieb die Federkraft einer Triebfeder unterstützend nutzt. ° daß der Antrieb über einen Zahnkranz, der die Federdose umfaßt, erfolgt.
2. dadurch gekennzeichnet ° daß der motorische Antrieb durch einen mechanischen Endlagenschalter begrenzt wird. ° daß der Endlagenschalter aus einem Mitnehmer und einer Nockenscheibe besteht. ° daß Mitnehmer und Nockenscheibe auf einer gemeinsamen Achse sitzen. ° daß der Mitnehmer von einem Steuerstift in der Spindel betätigt wird ° daß die Nockenscheibe derart gestaltet ist, daß 1 Schnappschalter am gewünschten Endpunkt der Bewegung ausschaltet und die Bewegung in Gegenrichtung durch Schnappschalter 2 freigibt. ° daß die elektrische Steuerung der beschriebenen Funktion (Umkehrung der Drehrichtung des Motors) durch ein elektronisches Steuermodul (z.B. Rollladenschalter o.Ä.) erfolgt.

Images