DE4002232A1 - Raumsparender in einem profilrahmen integrierter falttorantrieb mit die falttore bewegenden, motorisch angetriebenen linearverschiebeschlitten - Google Patents

Description

Falttore werden vorzugsweise dort eingesetzt, wo große Tordurchfahrten (z. B. Feuerwehren, Industrieanlagen, Krankenhäuser usw.) im möglichst kurzer Zeit automatisch oder manuell geöffnet und optimal dichtend automatisch oder manuell geschlossen werden sollen.

Alle Falttore sind:
zwischen Torrahmen schwenkbar gelagert
innen oder außen stirnseitig geführt
zwischen den Flügeln durch Scharniere schwenkbar verbunden.

Der Antrieb mit zugehörigen Gestängen und Bügeln für die Bewegung der Torflügel ist extern, also außerhalb des Torrahmens innen oder außen montiert. (Fig. 1)

Dieser außenliegende Antrieb mit Gestängen und Bügeln bringt bautechnisch häufig Probleme mit sich.

Gravierende Gründe sind u. a.:

Die an den Toren befestigten Schwenkbügel laufen auf die rechts und links begrenzenden Wände auf.

Die Wände müssen daher entweder ausgebrochen oder versetzt oder die Tordurchfahrt muß verkleinert werden.

Der Antrieb ist über den Falttoren montiert.

Bei tiefliegender Decke muß diese daher entweder ausgebrochen oder angehoben werden oder eine Montage ist nicht möglich.

Aufgabe

Aufgabe der Erfindung ist, die Nachteile der bestehenden Antriebssysteme durch die erfindungsgemäße Konstruktion zu eliminieren.

Es sollen folgende Forderungen erfüllt werden:

• 1. Volle Integration des gesamten Antriebssystems in dem die Falttore umschließenden Rahmen, so daß störende, außen liegende Antriebselemente, Getriebekästen, Gestänge, Bügel usw. entfallen.
• 2. Weiches Schließen und Öffnen (Anschlagen) in den Endlagen ohne mechanische Dämpfung.
• 3. Schnelles unkompliziertes Umstellen von maschinellen auf manuellen Betrieb und umgekehrt.
• 4. Einfache und schnelle Montage und Demontage.
• 5. Selbsthemmung in allen Positionen und Stellungen auch bei hohem Winddruck.
• 6. Kurze Öffnungs- und Schließzeiten.
• 7. Problemloses und kraftsparendes Herausdrücken des Mittelscharnierpunktes - Herausfahren der Falttorelemente aus dem toten Punkt.

Lösung

Das Grundkonzept sind motorisch betriebene Linearverschiebeschlitten mit Mitnehmerelementen, die die Falttorflügel bewegen. Die Linearverschiebeschlitten laufen in einem geschlitzten Vierkant- oder Quadratprofilrohr, das in der Horizontalen Bestandteil eines die Falttore umgebenden Rahmens ist.

Vorteile

Externe Bügel, Gestänge und Antriebselemente usw. entfallen, so daß mit Wänden und Decke unmittelbar an die Außenkonturen der Falttore angeschlossen werden kann.

Beschreibung eines Lösungsbeispiels - Fig. 1/2/3/4/5

Ein seitlich geschlitztes Profilrohr (0) ist in ein U-Profil (1) eingeschoben. Das U-Profil (1) liegt waagerecht auf 2 Profilrohrstützen (2) und (3) auf und bildet somit einen geschlossenen, die Falttore umgebenden Rahmen.

Das seitlich geschlitzte Profilrohr (0) ist an seinen Enden mit Befestigungsplatten (4) begrenzt. In diese Befestigungsplatten (4) ist vorspannbar eine Gewindespindel (5) eingesetzt. Diese Gewindespindel (5), die auch eine Zahnstange usw. sein kann, durchläuft motorisch betriebene Linearverschiebeschlitten (6/7) oder tangiert diese.

Die Linearverschiebeschlitten bestehen aus einem Gehäuse (8) mit Führungsschiene (9), einem Antriebsmotor (10) mit Inkrementalgeber (11), einer verschiebbaren, auf 0-Lage federgeführten Schaltwelle (12) mit verstellbaren Schaltnocken (13) mit zugehörigem Endschalter (14) und einem Antriebssystem (15) - im Lösungsbeispiel einem auf der Motorwelle befestigten Zahnriemenrad (16), einer Spannrolle (17), einer Antriebsmutter (18), deren Bohrung ein Innengewinde ist, das dem Gewinde der starren im Profilrohr (0) installierten Gewindespindel (5) analog ist und einem Zahnriemen (19). Innerhalb des Linearverschiebeschlittens (6/7) ist die Gewindespindel (5) in einer Gleitlagerbuchse (20) geführt.

Anstatt des Riementriebes (15) kann auch die Welle des Antriebsmotors (10) als Hohlwelle mit einem dem Gewinde der Spindel (5) entsprechenden Innengewinde ausgebildet sein. Die Hohlwelle dient dann als Antriebsmutter analog der Antriebsmutter (18).

Die Antriebsmutter (18) ist beim Antriebssystem (15) am Außendurchmesser mit einer dem Zahnriemen entsprechenden Verzahnung ausgestattet.

Die Stromführung erfolgt entweder über Schleifkontakte (21), die auf Stromführungsleisten (22) gleiten oder über Schleppkabel (23), die einmal in den Linearverschiebeschlitten (7/6) befestigt sind, zum anderen durch diese durch ein Führungsrohr (24) hindurchgeführt werden.

Die Linearverschiebeschlitten (6) sind mit einer Mitnehmerlasche (25) ausgerüstet. Sie besteht aus einem Element, das eine axial verschiebbare Lagerbuchse (26) trägt. Entweder ist das Element (25) aus Gummi oder aber ist das Element (25) als Verschiebeschlitten ausgebildet (Variante II).

Auskuppelbar oder herausziehbar aus dem Element (25) ist ein Lagerbolzen (26), der mit dem inneren Falttorflügel in drehbarer, verschiebbarer Verbindung steht. Der Lagerbolzen (26) ist in notwendigen Positionen arretierbar.

Die Linearverschiebeschlitten (7) sind mit einer Ausrück- bzw. Einrück-Gabel (27) ausgestattet.

Auskuppelbar oder herausziehbar aus der Ausrück- bzw. Einrückgabel (27) ist ein Lagerbolzen (28), gegebenenfalls mit einer Lagerrolle (29), der mit dem äußeren Falttorflügel in drehbarer, verschiebebarer Verbindung steht. Der Lagerbolzen (28), gegebenenfalls mit Lagerrolle (29) ist in notwendige Positionen arretierbar.

Die beschriebene Anordnung der Ausrück- bzw. Einrückgabeln (27) mit Lagerbolzen (28) und Lagerrollen (29) hat Gültigkeit für eine Konzeption, bei der sich die Falttorflügel nach der Seite hin öffnen, auf der das Profilrohr (0) geschlitzt ist.

Im Beispiel ist dies die nach innen öffnende Konzeption.

Sollen sich die Falttorflügel nach außen öffnen, so kann zum einen die geschlitzte Seite des Profilrohres (0) nach außen gelegt werden. Dann bleibt die Situation und Anordnung der Mitnehmerlaschen (25) und Aus- bzw. Eindrückgabeln (27) wie beschrieben.

Soll bei sich nach außen öffnenden Falttorflügeln die geschlitzte Seite des Profilrohres (0) innen verbleiben, so ändert sich die Situation der Anordnung der Mitnehmerlaschen (25) und der Aus- bzw. der Eindrückgabeln (27) dergestalt, als daß die Mitnehmerlaschen (25) hinsichtlich des Hebelarmes maßliche Abweichungen erfahren und die Aus- bzw. Eindrückgabeln (27) nicht mehr am Linearverschiebeschlitten (7), sondern am Falttorflügel - siehe Pos. (30) montiert sind. An den Linearverschiebeschlitten (7) sind in diesem Falle Mitnehmerlaschen (31) mit Lagerrollen (32) angebracht.

Diese Ausführung hat zum Vorteil, daß alle Bewegungs- und Antriebselemente schmutz- und wettergeschützt innen liegen und Abdichtungen und Verkleidungen auf ein Minimum reduziert werden können. Schutzeinrichtungen gegen unbefugtes Öffnen von außen entfallen.

Die Lage der Lagerbolzen (26/28) ist variabel.

Die Mitnehmerlaschen (25/31), sowie die Ausdrück- bzw. Eindrückgabeln (27), die jeweils mit den Linearverschiebeschlitten (6/7) verbunden sind, dienen gleichzeitig einer zusätzlichen Führung der Linearverschiebeschlitten (6/7) in Gleitschienen (33), die Bestandteil des geschlitzten Profilrohres (0) sind. (Siehe auch Führungsschiene (9)).

Das geschlitzte Profilrohr (0) ist wahlweise mit Bürsten - oder Gummi oder sonstigen Dichtbändern (Leisten) (34) versehen. Eine Abdeckung (35) aus beliebigem Material, die eine zusätzliche Führung sein kann, ist außerdem vorgesehen.

Die aus den sich axial hin- und herbewegenden Linearverschiebeschlitten (6/7), die in der Gewindespindel (5) und in dem geschlitzten Profilrohr (0) mit Gleitschienen (33) geführt sind, können durch zusätzliche Führungsstangen (36) stabilisiert werden.

Werden stromführende Kabel verwendet, so werden diese aus den Linearverschiebeschlitten heraus innerhalb des geschlitzten Profilrohres (0) bis zu einer der Profilrohrstützen (2/3), die auch als U-Profil ausgebildet sein können, geführt und in die Senkrechte umgelenkt.

Da ein Aufwickeln der Kabel (23) auf eine Kabeltrommel (37) technisch kaum möglich ist, wird ein Kabelflaschenzug (38) pro Linearverschiebeschlitten installiert.

Über die Umlenkung (39) laufen die Kabel (23) über lose Rollen (40), zu der an der senkrechten Stütze (2/3) drehbar befestigten Rollen (41), von wo die Kabel (23) nach unten zum Schaltschrank (42) geführt werden.

Während die Rollen (41) eine unveränderte Position haben, bewegen sich die Rollen (40) auf und ab im Verhältnis 1 : 2, bezogen auf den Kabelweg in der Horizontalen.

An den Rollen (40) ist entweder ein Gewicht (43) oder eine Zugfeder (44) befestigt. Die Zugfeder (44) ist am Boden angebracht.

Die Fahrgeschwindigkeiten, die Befehlgaben für den Verfahrbeginn und das Stoppen der Linearverschiebeschlitten (6/7) werden von einer "intelligenten Steuerung mit Microprozessor" initiiert, die im Schaltkasten (42) untergebracht ist.

Da keinerlei (außer Sicherheitsschaltern) Sensoren oder Endschalter stationär installiert sind, gehen alle Informationen bzw. Immpulsgaben von in den Linearschlitten (6/7) eingebauten Endschaltern, Sensoren und Inkrementalgebern an die Steuerung.

Die Steuerung verwertet außerdem sämtliche externen Befehle und Informationen wie beispielsweise:
Mechanische Informationen wie Uhrzeitbedingtes Sperren und Entriegeln, Hand- und Fußschalter, usw.
Thermische Informationen wie Rauch, Feuer, usw.
Optische Informationen wie Infrarotimpulse, usw.
Hoch- und Niederfrequenz-Informationen wie Funk, usw.
Witterungs-Informationen wie Feuchtigkeit, usw.
Akustische Informationen wie Tonsignale, usw.
Elektrische und Elektronische Informationen wie Induktive Schleife, usw.

Funktion (siehe alle Figuren)

Durch eine beliebige Befehlsgabe an die Steuerung veranlaßt diese einen Öffnungs-, einen Schließ-, einen Sperr- oder einen Entriegelungsvorgang.

Geht man von einem geschlossenen Falttor aus und veranlaßt einen Öffnungsvorgang, so laufen zunächst die Motore (10) der Linearverschiebeschlitten (7) weich (mit niederer Drehzahl) an und deren die Antriebsmuttern (18), die bewirken, daß sich die Linearverschiebeschlitten, nämlich (7a) in Richtung "L" und (7b) in Richtung "R" axial bewegen. Bei diesem Bewegungsvorgang drücken die Ausdrückgabeln gegen in den Lagerbolzen (28) gelagerte Lagerrollen (29). (Die Lagerrollen (29) laufen im Gabelinnern). Somit bewegen sich die Scharnierdrehpunkte (Z) der Falttorflügel (F1/F2) in Richtung "A". Somit werden die ursprünglich in einer Flucht zum Gesamtrahmen liegenden Falttorflügel (F1/2) aus dem Totpunkt herausgedrückt und soweit geöffnet, als daß die Ausdrückgabeln (27) im Eingriff mit den Lagerrollen (29) sind.

Kurz vor Verlassen der Lagerrollen (29) der Ausdrückgabeln (27) beginnen die Motore (10) der Linearverschiebeschlitten (6) weich anzulaufen und bewegen die Linearverschiebeschlitten (6a) in Richtung "L", (6b) in Richtung "R". Die axiale Bewegung wird wie bei den Linearverschiebeschlitten (7) über die Antriebsmuttern (18), die auf die feststehende Gewindespindel (5) wirken, bewerkstelligt.

Bei diesem Bewegungsvorgang ziehen die Mitnehmerelemente (25) über die Lagerbolzen (26) die Falttorflügel (F1/2) in Richtung "L" bzw. "R".

Je länger die Ausdrückgabeln (27) sind, desto geringer ist die von den Motoren (10) der Linearverschiebeschlitten (6) aufzubringende Leistung.

Das Kraft-/Leistungsverhältnis ändert sich auch durch Verlegen der Position der Lagerbolzen (28) aus dem Scharnierdrehpunkt "Z" heraus an eine beliebige andere Stelle des Falttorflügels "F1".

Während die Linearverschiebeschlitten (7) nach dem Ausrastvorgang in ihren Richtungen bis zur Endlage (Profilstützen (2 bzw. 3)) und dort bei abgeschalteten Motoren (10) verharren, fahren die Linearverschiebeschlitten (6) solange in ihre analogen Richtungen, bis die Falttorflügel (F1/F2) parallel zueinander stehen. In dieser Stellung stoppen die Motore (10) der Linearverschiebeschlitten (6).

In beliebigen Positionen werden die Motore (10) aus ihrem weichen (langsamen) Anlauf auf Höchstdrehzahl hochgesteuert. Umgekehrt werden diese Motor vor dem Stoppvorgang in beliebigen Positionen auf eine langsamere Drehzahl heruntergesteuert. Der Übergang erfolgt jeweils gemäß einer zu bestimmenden und zu programmierenden Kurve.

Der Inkremental- oder Impulsgeber (11) zählt die gefahrene Wegstrecke. Diese Information gibt der Elektronik die Möglichkeit, über gespeicherte Vorgaben die Motoren (10) an zu bestimmenden Positionen anfahren zu lassen, zu beschleunigen, langsamer oder schneller fahren zu lassen und zu stoppen. Durch einen Ist-Soll-Vergleich werden die Distanzen zwischen den einzelnen Verschiebeschlitten (6/7) kontinuierlich überwacht und angeglichen bzw. korrigiert.

Die Endschalter (14), die über eine gefederte Verschiebestange (12) mit Schaltnocken (13), die verstellbar sind, betätigt werden, schalten dann, wenn die Verschiebestangen (12) an den Endbegrenzungen (Befestigungsplatten (4)) der Gewindespindel (5) auflaufen oder aber wenn die Verschiebestangen (12) gegen eine Linearverschiebeeinheit (6/7) laufen. In einem solchen Falle werden die Endschalter (14) betätigt, die eine dann erforderliche Funktion auslösen (z. B. Not-Stop, Drehrichtungsänderung, usw.).

Ist das Falttor geöffnet und soll geschlossen werden, so vollzieht sich dieser Vorgang analog dem des Öffnens, jedoch im umgekehrten Sinne. Zunächst ziehen die Verschiebeschlitten (6) die Falttorflügel (F1/F2) zur Mitte hin und leiten somit den Schließvorgang ein.

Im vorgegebenen Moment laufen dann die in ihrer Ausgangsposition wartenden Linearverschiebeschlitten (7) zur Mitte hin und finden sich mit ihren Eindrückgabeln (27) mit den Lagerbolzen (28) und Lagerrollen (29).

Während die Linearverschiebeschlitten (6) weiter zur Mitte hin die Falttorflügel ziehen, drücken die Linearverschiebeschlitten (7) über ihre Eindrückgabeln (27) die Falttorflügel in ihrem Scharnierdrehpunkt "Z" in die endgültige Schließposition, so daß alle Falttorflügel (F1/F2) in einer geraden Flucht zum Gesamttorrahmen stehen.

Der Öffnungs- und Schließvorgang bei sich nach außen öffnenden Falttoren ist prinzipiell analog dem beschriebenen Vorgang zu betrachten.

Immer drehen sich die Falttorflügel (F1/F2) in ihrer Gesamtheit um die fixen Drehpunkte "X" am Torrahmen entweder nach innen oder nach außen.

Wird anstelle von Stromführungsleisten (22) und Schleifkontakten (21) mit Schleppkabeln (23) gearbeitet, so werden diese unter konstantem "Zug" entweder auf Kabeltrommeln (37) auf- und abgewickelt oder über ein Flaschenzugsystem (40, 41, 43, 44) abgewickelt. Bei diesem System, das aus räumlichen und konstruktiven Gründen praxisbezogen sinnvoll ist, werden die Kabel (23) zunächst über die Umlenkung (39) einer sich auf und ab bewegenden Rolle (40) zugeführt und von dieser umgelenkt auf eine stationäre Rolle (41), von wo die Schleppkabel (23) dann bis zum Rahmenboden laufen, wo sie befestigt sind und an den Schaltschrank (42) weitergeführt werden. Durch ein Gewicht (43) oder eine Feder (44) wird eine konstante Vorspannung innerhalb des Schleppkabel-Flaschenzug-Systems gewährleistet.

Sämtliche Lagerbolzen (26/28) lassen sich aus den Mitnehmerlaschen (25) und den Aus- bzw. Eindrückgabeln (27) manuell ausrasten. Damit können die Falttorflügel manuell geöffnet und geschlossen werden, sofern das Antriebssystem ausfällt.

Claims (11)

1. Falttorantrieb, gekennzeichnet dadurch, daß alle Antriebs- und Bewegungs-, sowie Stromversorgungsorgane, bestehend aus einer oder mehreren feststehenden, axial verspannbaren Gewindespindeln, motorisch betriebenen Linearverschiebeschlitten mit Ausdrück- und Eindrückgabeln, motorisch betriebenen Linearverschiebeschlitten mit Mitnehmerelementen, Stromführungsschienen oder Schleppkabel mit Kabelaufrollung oder Kabelflaschenzug usw. in einem die gesamte Falttoreinheit umfassenden bzw. umgebenden Profilrahmen derart installiert ist, daß außerhalb dieses Profilrahmens außer den Ausdrück- und Eindrückgabeln, den Mitnehmerelementen und den zugehörigen Lagerbolzen mit Lagerrollen und gegebenenfalls eine Abdeckung keinerlei mechanischen oder sonstigen Elemente befindlich sind und somit bauseits die Konturen des Profilrahmens mit der kompletten Außenkontur des Falttorantriebes und der Falttore insgesamt identisch sind.

2. Falttorantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Antrieb extern in einem geschlitzten Führungsprofilrohr montiert und in den die Falttore umgebenden Profilrahmen betriebsfertig eingeschoben wird.

3. Falttorantrieb nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß kabelführende, umlenkende und wegverkürzende, die Schleppkabel unter konstant haltender mechanischer Spannung, dem Schaltkasten zuführende Kabelflaschenzüge auf Einschubplatten montiert sind, die ein Montieren und Demontieren der gesamten Einheit extern ermöglichen.

4. Falttorantrieb nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Linearverschiebeschlitten mit einem Motor ausgerüsteet sind, der entweder eine Hohlwelle mit Gewinde hat, oder über ein geeignetes Über- oder Untersetzungssystem eine Antriebsmutter mit Innengewinde antreibt, durch die eine feststehende, an ihren Enden mit Befestigungsplatten verspannbar verbundene Gewindespindel kraftschlüssig geführt ist.

5. Falttorantrieb nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Linearverschiebeschlitten hindurchgeführte Gewindespindel in der Achse der Hohlwelle oder der Antriebsmutter zusätzlich gegen Aufschwingen und Durchhängen mittels einer Führungsbuchse verschiebbar gelagert ist.

6. Falttorantrieb nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Linearverschiebeschlitten mit Endschaltern und Impulsgebern ausgestattet sind, derart, daß innerhalb des gesamten Torrahmens keinerlei weiteren Schaltelemente mehr erforderlich sind.

7. Falttorantrieb nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Linearverschiebeschlitten mit einer Schaltwelle mit verstellbaren Schaltnocken ausgerüstet sind.

8. Falttorantrieb nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Linearverschiebeschlitten mit einer Führungsschiene ausgestattet sind, an der wahlweise Ausdrück- bzw. Eindrückgabeln oder Mitnehmerelemente angebracht sind.

9. Falttorantrieb nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Linearverschiebeschlitten, sofern erforderlich, zusätzlich mit Führungsbuchsen ausgerüstet sind, durch die Führungsstangen gesteckt sind, die an ihren Enden mit den Befestigungsplatten der Gewindespindel verbunden sind.

10. Falttorantrieb nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Falttorelemente mit Lager - und Mitnehmerbolzen - und Rollen ausgestattet sind, die aus den Ausdrück- bzw. Eindrückgabeln und den Mitnehmereinheiten, die mit den Linearverschiebeschlitten verbunden sind, herauszufahren sind, wodurch ein manuelles Öffnen und Schließen der Falttorflügel möglich ist.

11. Falttorantrieb nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine intelligente Steuerung mit Microprozessor installiert ist, die sämtliche internen und externen Informationen und Impulse verwertet und umsetzt.