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Vorrichtung zum Öffnen und Schließen von TorflUgeln Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zum Öffnen und Schließen von Torflügeln mit einer Zylinder-Kolbenanordnung,
die mit einem Hebelsystem gekoppelt ist, dessen einer Hebelarm eines Winkelhebels
an der Kolbenstange angelenkt ist, und dessen anderer Hebelarm in einem Muhrungsstück
läuft, dessen Bewegung über eine Lenkerstange auf den Torflügel übertragen wird.
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Es ist eine hydraulisch betätigte Antriebsvorrichtung für Torflügel
bekannt, die ein Hebelsystem mit einem Winkelhebel hat, dessen einer Hebelarm an
der Kolbenstange des Hydraulikkolbens angelenkt ist, und dessen anderer Arm in einem
FUhrungsstück läuft. Die Bewegung des FUhrungsstücks wird über eine Lenkerstange
auf den Torflügel übertragen. Das FUhrungsstück bewegt sich von der Schließ- bzw.
Öffnungsstellung des Torflügels aus mit zunehmender Beschleubigung, die ihren größten
Wert jeweils am Ende des Weges des Hebelarms im FUhrungsstück, d.h. in der 450 -
Stellung des Torflügels, erreicht. Die diese Bewegung charakterisierende Beschleunigungskurve
steigt kurz vor der 45°- Stellung des Torflügels steil an und fällt von der 450
- Stellung aus bei der Weiterbewegung des Torflügels entsprechend steil ab. Hiermit
sind starke Massenbeschleunigungen verbunden, die sich durch starke mechanische
Beanspruchungen ungünstig auf das Hebelsystem und die Zylinder-Kolbenanordnung auswirken.
Die großen Beschleunigungsänderungen haben auch noch den Nachteil, daß für den Antrieb
der Vorrichtung verhältnismaßig viel Energie aufgebracht werden muß, die von der
Hydraulikanlage geliefert werden muß. Aus diesem Grunde ist die bekannte hydraulisch
betätigte Antriebsvorrichtung relativ groß und erfordert einen großen Platzbedarf.
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Der erforderliche Platzbedarf wird bei der bekannten Vorrichtung dadurch
gedeckt, daß die Hydraulikpumpe und ihr Antriebsmotor in einem in der Grundstücksmauer
ausgesparten Bohlraum untergzbracht ist, der auch noch die Elektronik für die Fernsteuerung
der Vorrichtung aufnimmt. Von hier aus führen die Druckmittelschläuche zur Zylinder-Kolbenanordnung,
die mit dem Hebelsystem in einem offenen Rahmen neben der Grundstücksmauer angeordnet
ist. Die Lenkerstange erstreckt sich vom Rahmen bis zum nahegelegenen Torflügel.
Anstelle des Einbaues der Vorrichtung im Pfeiler der Grundstücksmauer kann wahlweise
die Pumpe und der Motor in einen Kasten eingebaut werden, der an der Mauer befestigt
ist und auf einem Konsol abgestützt werden muß.
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Der Einbau der bekannten Vorrichtung erfordert zunächst einmal Maurerarbeiten.
Erst dann kann der Einbau der Vorrichtung vorgenommen werden. Das im offenen Rahmen
untergebrachte Hebelsystem einschließlich der Zylinder-Kolbenanordnung ist ungeschützt
der Witterung ausgesetzt. Außerdem beeinträchtigen die aus der Mauer herausragenden
Druckmittelschläuche und der offene Rahmen in ungünstiger Weise die Sichtfläche
des Vorgartens.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Öffnen und Schließen
von Torflügeln zu schaffen, die gegenüber bekannten Vorrichtungen weniger Antriebsenergie
erfordert, keinen großen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt ist und einen kompakten
Aufbau hat.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der im Fuhrungsstück
zwangsgeführte Hebelarm des Winkelhebels kleiner als das Führungsstück ist.
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Durch den kleinen im FUhrungsstück geführten Hebelarm des Winkelhebels
bewegt sich das Führungsstück während des Öffnung- und Schließvorgangs des Torflügels
mit verhältnismäßig kleinen Bes chle unigungsände rungen, welche die mechanischen
Beanspruchungen des Hebelsystems und der Zylinder-Kolbenanordnung durch Massenkräfte
in erträglichen Grenzen halten. Unter der Annahme gleich schwerer Torflügel und
Torflügelabmessungen erfordert die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung gegenüber
bekannten
Antriebsvorrichtungen weniger Antriebsenergie. Aus diesem Grunde kann die
Vorrichtung kompakter als die bekannten Vorrichtungen ausgebildet werden.
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In vorteilhafter Weiterausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß
das FUhrungsstück, der Winkelhebel und die Zylinder-Kolbenanordnung in einem in
der Erde verankerten geschlossenen Kasten drehbar gelagert sind, der das Hebelsystem,
die Zylinder-Kolbenanordnung, den Antriebsmotor mit Druckmittelpumpe einschließlich
aller Ventile und Verbindungsleitungen und die Elektronik für die Fernsteuerung
der Vorrichtung in sich aufnimmt, wobei die Lenkerstange eine Wand des Kastens durchgreift.
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Die kompakte Vorrichtung gemäß Erfindung erlaubt die Anordnung ihrer
sämtlichen Teile einschließlich der nicht Gegenstand der Erfindung bildenden Teile
einer Fernsteuerung in einem handlichen geschlossenen Kasten, der den Einbau der
Vorrichtung in bisher nicht bekannter Weise einfach gestaltet und die Vorrichtung
vor der Witterung schützt.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren
schematisch dargestellt und mit Bezug auf die Figuren erläutert.
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Es zeigt Fig. 1 schematisch das Hebelsystem in Offenstellung des Torflügels,
Fig. 2 das Hebelsystem in Schließstellung des Torflügels, Fig. 3 eine der Fig. 1
entsprechende Darstellung mit einem Kasten, in dem die ganze Vorrichtung angeordnet
ist, Fig. 4 ein Beschleunigungsdiagrainrn des Öffnungs-und Schließvorganges, und
Fig. 5,6 in schematischer Darstellung Zwischenstellungen des Führungsstückes und
des in ihm geführten Hebels.
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An der Kolbenstange tl eines bei 17 drehbar gelagerten Druckmittelzylinders
10 ist der Hebelarm 19 eines Winkelhebels 15,19 angelenkt, der bei 18 drehbar gelagert
ist. Der
Antriebsmotor und die Druckmittelpumpe fürRdie Zylinderkolbenanordnung
10,11, die Druckmittelventile einschließlich6 aller Verbindungsschläuche sind in
den Figuren nicht dargestellt Im Rahmen der Erfindung wird ein hydraulischer Antrieb
bevorzugt. Anstelle des hydraulischen kann aber auch ein pneumatischer'Antrieb treten.
Das freie Ende des zweiten Armes 16 des Winkelhebels ist in einem Führungsstück
14 geführt, das bei 20 drehbar gelagert ist. Wie aus den Fig. 1-3 zu ersehen ist,
ist an dem unteren Ende des Führungsstückes eine Lenkerstange 15 angelenkt, die
mit ihrem entgegengesetzten Ende am Torflügel 12 angelenkt ist.
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Wenn die Vorrichtung in Betrieb ist, bewegt sich das untere Ende des
Führungsstückes 14 auf dem in den Fig. 1-3 und 5-6 dargestellten unteren Kreisbogen,
während das im Führungsstück geführte Ende des Hebelarmes 16 auf dem oberen Kreisbogen
läuft. Gleichzeitig bewirkt die Lenkerstange 15 eine Schwenkbewegung des Torflügels
12. Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Anzahl Zwischenstellungen des Hebels 16 und des
Führungsstückes 14 während des Öffnungs-und Schließvorgangs des Torflügels.
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Bei der bekannten Vorrichtung, auf die die Erfindung aufbaut, hat
gemäß Fig. 6 der Hebelarm 16 die gleiche Länge wie das Führungsstück 14. Die Bewegung
des in Fig6 dargestellen Führungsstückes 14 ist in dem in Fig. 4 dargestellten Geschwindigkeits-Zeitdiagramm
durch die gestrichelte Kurve dargestellt. Auf der Abszisse ist die Zeit in Einheiten
von 1-10 und auf der Ordinate die Winkelgeschwindigkeit des Führungsstücks in zu
den einzelnen Zeiten proportionalen Einheiten angetragen. Man sieht, daß die Geschwindigkeitsänderung
pro Zeiteinheit, die Beschleunigung, von t = 0 an zunimmt und von t = 5 an wieder
abnimmt. Die größten Beschleunigungsänderungen liegen im Bereich zwischen t = 4
und 6, in dem die gestrichelte Beschleunigungskurve einen besonders steilen Verlauf
hat. Am linken Ende der Abszisse liegt der in Fig. 1 gezeichnete Zustand und am
rechten Ende der Abszisse der in Fig. 2 gezeichnete Zustand des Hebelsystems vor.
Die relativ starken Beschleunigungsänderungen im mittleren Bereich der Abszisse
haben starke änderungen von Massenkräften zur Folge, die sich als starke
dynamische
Beanspruchungen der Gelenke des Hebelsystems und der Teile der Zylinder-Kolbenanordnung
auswirken. Die zur Deckung der starken Beschleunigungs- und Bremskräfte erforderliche
Energie muß von der Hydraulik geliefert werden. Somit ergeben sich als Nachteile
der bekannten Antriebsvorrichtung starke Verschleißbeanspruchungen der mechanischen
Teile und eine verhältnismäßig große Antriebsenergie, die eine relativ große Hydraulikanlage
erfordert. Um den Platzbedarf für die ganze bekannte Vorrichtung zu befriedigen,
ist die Hydraulikpumpe mit ihrem Antriebsmotor getrennt von dem in den Fig.
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1-3 dargestellten Hebelsystem in einem aus der Grundstücksmauer ausgesparten
Hohlraum angeordnet. Das Hebelsystem be-'findet sich in einem neben der Grundstücksmauer
liegenden Rahmen, an dem das Hebelsystem in den Punkten 17,18 und 20 drehbar gelagert
ist. Die Hydraulikschläuche verlaufen sichtbar von der Grundstücksmauer zum Rahmen.
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Das wesentliche Merkmal der Erfindung besteht darin, daß gemäß Fig.
1-3 und Fig. 5 der Hebelarm 16 des Winkelhebels kürzer als das Führungsstück 14
ausgebildet ist. Die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielte Beschleunigungskurve
ist in Fig. 4 mit einer ununterbrochenen Linie dargestellt. Man erkennt, daß die
Kurve im mittleren Bereich der Abszisse sehr viel flacher verläuft wie die gestrichelte
Kurve, die sich auf die bekannte Vorrichtung bezieht. Dank der verhältnismäßig kleinen
Beschleunigungsänderungen sind die beweglichen Teile der erfindungsgemaßen Vorrichtung
nicht so stark auf Verschleiß beansprucht wie die Teile der bekannten Vorrichtung.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung beansprucht auch weniger Antriebsenergie wie die
bekannte Vorrichtung, so daß die Hydraulikanlage der Vorrichtung gemäß Erfindung
in vorteilhafter Weise relativ klein ausgebildet werden kann. Diesen Vorteil nutzt
die Erfindung u.a. dahingehend aus, daß die ganze Vorrichtung gemäß Fig. 3-einschließlich
Hydraulikpumpe mit Antriebsmotor, Ventile, Leitungen usw.
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und eine Elektronik für die Fernsteuerung, die nicht Gegenstand der
Erfindung ist, in einen geschlossenen Kasten 13 eingebaut wird. In dem Kasten sind
der Zylinder 10 am Punkt 17, der Winkelhebel 16,19 am Punkt 18 und das Ftthrungsstück
14 am Punkt 20 drehbar gelagert. Der Kasten stellt eine vorteilhafte Verpackungseinheit
dar, mit dem die ganze Vorrichtung
gelagert und in einfacher Weise
auf der Baustelle angeliefert werden kann. Es liegt auf der Hand, daß die Montage
der im Kasten vormontierten Vorrichtung am Verwendungsort gegenüber der Montage
und dem Einbau der bekannten Vorrichtung erheblich einfacher ist. Umständliche Maurerarbeiten
an und in der Grundstücksmauer entfallen. Von außen sichtbar ist nur der geschlossene
Kasten und das kurze Stück der Lenkerstange, so daß die Sichtfläche des Vorgartens
kaum beeinträchtigt ist. Der geschlossene Kasten schützt die einzelnen Teile der
Vorrichtung vor Witterungseinflüssen.
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Der in den Fig. 1 und 2 eingezeichnete Bogenpfeil deutet an, daß der
Hebelarm 16 und das Führungsstück 14 in der Offnumge- und Schließstellung des Torflügels
einen rechten Winkel einschließen. Hierdurch wird in bekannter Weise Selbsthemmung
des Hebelsystems in den Endlagen des Torflügels erreicht. Eine Selbsthemmung kann
aber auch durch Druckmitteldrosselung im Hydrauliksystem erzielt werden. In diesem
Falle kann darauf verzichtet werden, den'Hebel 16 senkrecht zum Führungsstück 14
in den Endlagen des Torflügels zu stellen. Eine Selbsthemmung des Hebelsystems in
den Extremstellungen des Torflügels ist sehr erwünscht. Die vorliegende Erfindung
ist völlig unabhängig davon, auf welche Weise die Selbsthemmung verwirklicht wird.