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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zahnstange, die in Verbindung
mit einem Antriebsritzel arbeitet, für die elektromechanische Betätigung von
Türen,
Toren, Eisengittern und dergleichen vom gleitenden Typ wie sie z.B.
in ferngesteuerten Toren oder anderen Anwendungen verwendet werden.
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Wie
bekannt wird die Zahnstange bei dieser Art Betätigungssystem gewöhnlich an
der zu betreibenden Türe
angebracht, während
das Ritzel mit dem dazugehörigen
Motor an dem Aufbau an ihrer Außenseite
angebracht ist, die je nach Umständen ein
Rahmen, ein Portal oder ähnliches
sein kann.
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Eine
der Schwierigkeiten, die gewöhnlich
bei der Installation dieser elektromechanischen Betätigungssystem
auftreten, besteht in dem Anbringen der Zahnstange.
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In
der Tat ist es zum Durchführen
dieses Vorgangs in vielen Fällen
erforderlich, die Zahnstange an die Tür, die Haupteingangstür, das Tor,
usw. anzupassen, denn wenn einerseits die Zahnstangen industrielle
Produkte sind, die daher mit vorbestimmten Abmessungen massengefertigt
sind, ist es auf der anderen Seite klar, dass die verschiedenen
Türen, Haupteingangstüren und
Tore sich dagegen in Form und Größe nahezu
immer voneinander unterscheiden.
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Demzufolge
ist es nicht immer möglich,
die korrekte Zahnstange für
jede Situation zu haben, und es ist somit notwendig, sie vor Ort
an die spezifische Anwendung anzupassen, wenn die elektromechanischen
Betätigungssysteme
angebracht werden.
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Um
dieser Situation Abhilfe zu schaffen, sind modulare Zahnstangen
bekannt, d.h. Zahnstangen, die aus einer Reihe gezahnter Segmente
bestehen, die eine begrenzte Länge
aufweisen (gewöhnlich
einige zehn Zentimeter), und deren Enden geeignet geformt sind,
so dass sie miteinander verbunden werden können und eine Zahnstange der
gewünschten
Länge bilden.
Für diesen
Zweck sind die gezahnten Segmente im allgemeinen durch Formen von Kunststoff
oder ähnlichen
Materialien gebildet.
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Ein
Beispiel dieser Art von Zahnstangen ist in der Europäischen Patentanmeldung
EP-A-631031 im Namen von Marantec Antriebs dargestellt, die 1994
veröffentlicht
wurde.
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In
diesem Dokument werden die gezahnten Segmente miteinander verbunden
vermittels jeweiliger Enden in der Form von Feder und Nut; um sie
an der Türe
zu befestigen, an der die Zahnstange angebracht werden muss, sind
sie jedoch für
gewöhnlich mit
einem Halteabschnitt gekoppelt, der zu seiner Befestigung längliche
Seitenflügel
aufweist.
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Diese
Flügel
sind in der Tat mit einigen Löchern
versehen, die die Schrauben aufnehmen, die zum Befestigen des Abschnitts
an der Tür
verwendet werden.
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Eine
Lösung
wie die oben beschriebene hat im wesentlichen zwei Nachteile.
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Der
erste ist, dass das Gesamtgewicht und der Aufbau der Zahnstange
durch den Abschnitt negativ vergrößert werden, so dass sie unpraktisch
zusammenzubauen (die verschiedenen Segmente müssen zuerst miteinander verbunden
und dann mit dem Abschnitt gekoppelt werden) und schwierig zu installieren
wird, insbesondere in dem Fall der Anwendungen, bei denen eine begrenzte
Menge Platz verfügbar
ist (gleichermaßen
z.B. im Fall kleiner Tore, die vielleicht nicht mit all den zum
Befestigen des Halteabschnitts erforderlichen Schrauben ausgestattet werden
können).
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Der
zweite wichtigere Nachteil besteht in der Tatsache, dass in einer
solchen Zahnstange nur die gezahnten Segmente modular sind, während es
der Abschnitt nicht ist, demzufolge gibt es nicht mehr die Möglichkeit,
die Länge
der Zahnstange leicht an die verschiedenen Situationen anzupassen,
die in der Wirklichkeit auftreten.
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In
der Tat ist es klar, dass es zum Anbringen der Zahnstange erforderlich
ist, den Abschnitt in jedem Fall auf Größe zuzuschneiden, und dass
hebt daher die Vorteile auf, die aus dem modularen Aufbau der modularen
gezahnten Segmente resultieren.
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Es
gibt auch eine weitere wichtige Begrenzung bezüglich dieser Art von Zahnstange,
sowie andere Typen, wie es unten klarer zu verstehen ist.
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Mit
Bezug auf die Figuren, die die Anwendung EP-A-631031 begleiten,
kann geschlossen werden, dass, wenn der Halteabschnitt so geschnitten
ist, dass er an die Tür
angepasst ist, an die er angebracht ist, der Schnitt an einer beliebigen
Stelle zwischen den benachbarten Löchern auftreten kann, die zu
seiner Befestigung bereitgestellt sind.
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Es
ist tatsächlich
evident, dass die für
den Abschnitt erforderliche Länge
von einem Fall zu dem nächsten
schwanken kann, so dass sein geschnittenes Ende in einem Abstand
von den nächsten
Befestigungspunkten angeordnet ist, der in jedem Fall veränderlich
ist.
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Demzufolge
kann geschlossen werden, dass ein solches geschnittenes Ende immer
mit Hinblick auf die genannten Befestigungspunkte hervorsteht und
daher unvermeidlich einem Biegen unterworfen ist, wenn die Zahnstange
in diesem Bereich mit dem Treiberritzel in Eingriff ist.
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Es
kann daher angenommen werden, dass dieser Biegevorgang Betriebsschwierigkeiten
bewirkt, die das elektromechanische Betätigungssystem beeinträchtigen.
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Ähnliche Überlegungen
wie die oben dargelegten sind allgemein auf alle Zahnstangen anwendbar,
bei denen die gezahnten Segmente mit einem Halteelement verbunden
sind so wie der oben beschriebene Abschnitt oder alternative Lösungen der gleichen
Art.
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In
diesem Zusammenhang muss jedoch darauf hingewiesen werden, dass
es nach dem gegenwärtigen
Stand der Technik modulare Zahnstangen ohne Halteabschnitte für die gezahnten
Segmente gibt.
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In
diesen Zahnstangen bestehen die gezahnten Segmente aus Kunststoff
(z.B. verstärktem Nylon)
in ähnlicher
Weise wie die bereits oben beschriebenen und haben Ansätze, die
einstückig
damit ausgebildet sind (gewöhnlich
vermittels Formen) in beabstandeten Positionen und die sich im Hinblick darauf
quer erstrecken, diese Ansätze
sind mit Schlitzen versehen, die die Schrauben zum Durchführen der
Befestigung an der Türe
aufnehmen sollen.
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Wie
zu verstehen ist, stellt diese Art von Zahnstange eine Verbesserung
gegenüber
der oben beschriebenen dar, denn sie vermeidet all die Nachteile,
die mit der Anwesenheit des Halteabschnitts verbunden sind; jedoch
auch in diesem Fall gibt es noch Schwierigkeiten beim Zusammenbau
und Betrieb, die einen Bedarf nach alternativen Lösungen aufkommen
lassen.
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Wenn
das an dem Ende der Zahnstange angeordnete gezahnte Segment geschnitten
wird, treten in der Tat die bereits in Verbindung mit dem Halteabschnitt
beschriebenen Probleme mutatis mutandis wieder auf.
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Auch
in diesem Fall kann der Schnitt nämlich an einem beliebigen Punkt
entlang dem gezahnten Segment auftreten, so dass sein verbleibender
Teil unvermeidlich in einer Position angeordnet ist, die im Hinblick
auf die anderen Befestigungspunkte des gezahnten Segments vorstehen,
mit dem Risiko, einem Biegen unterworfen zu sein, wenn er mit dem
Antriebsritzel in Eingriff ist.
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Weiterhin
erstrecken sich bei diesen Zahnstangen die oben erwähnten Ansätze im allgemeinen nur
auf einer Seite des gezahnten Segments. In der Wirklichkeit kann
es jedoch vorkommen, dass es nicht immer möglich ist, die Segmente mit
den zugeordneten Türen
an Punkten zu verbinden, die nur oberhalb oder nur unterhalb des
Profils der Zahnstangenzähne
angeordnet sind.
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Anders
ausgedrückt
sind diese Zahnstangen nicht sehr flexibel zu betreiben, denn ihr
Aufbau erlaubt es nicht, sie leicht an die verschiedenen wirklichen
Situationen anzupassen, die in jedem Fall auftreten können.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diesen Stand der Technik
zu verbessern.
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Das
heißt,
sie zielt darauf ab, eine Zahnstange des modularen Typs mit solchen
Aufbau- und Betriebsmerkmalen bereitzustellen, dass sie sowohl was
die Abmessungen als auch was die Art der Anbringung betrifft, leicht
an eine beliebige Anwendung angepasst werden kann, ohne dass die
Leistungsfähigkeit
und Zuverlässigkeit
nachträglich
beeinflusst werden.
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Die
Aufgabe wird erfüllt
durch eine Zahnstange, die in den an die vorliegende Beschreibung
angehängten
Ansprüche
charakterisiert ist.
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Die
Erfindung wird klarer verstanden im Licht einer bevorzugten und
nicht ausschließlichen
Ausführungsform
von ihr, die im folgenden mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen
beschrieben wird, in denen:
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1 eine
axonometrische Ansicht einer Zahnstange gemäß der Erfindung zeigt;
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2 eine
axonometrische Ansicht eines Abschnitts der Zahnstange von 1 aus
einem anderen Winkel und mit einem Teil entfernt zeigt;
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3 eine
Seitenansicht eines Segments der Zahnstange der vorausgehenden Figuren
zeigt;
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4a,4b; 5a,5b; 6a.6b;
jeweils paarweise eine Vorderansicht und eine Schnittansicht der
jeweiligen Arten zum Befestigen der Zahnstange gemäß der Erfindung
zeigen;
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7 eine
axonometrische Ansicht einer der Anwendungen der der Zahnstange
gemäß den vorausgehenden
Figuren zeigt.
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Mit
Bezug auf diese Zeichnungen wurde die Zahnstange dieses Beispiels
in ihrer Gesamtheit durch 1 bezeichnet und besteht, wie zu sehen
ist, aus einer Reihe rechtwinkliger gezahnter Segmente, die vermittels
jeweiliger Enden 3, 4 in der Form von Feder und
Nut verbunden sind.
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Insbesondere
bestehen die Segmente 2 aus einem Kunststoffmaterial und
haben eine Struktur mit einem zellenartigen Aufbau, bei dem zwei
Vertiefungen 6 und 7 unter dem Profil jedes Zahns 5 gebildet sind,
wobei die Vertiefungen symmetrisch im Hinblick auf eine Wand 8 sind,
die den zentralen Kern des Segments 2 bildet (s. 2).
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Die
Wand ist in Verbindung mit jedem Paar von Vertiefungen 6 und 7 mit
einem Loch 9 zum Aufnehmen einer später detaillierter beschriebenen Schraube 10 versehen.
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Wie
in der Tat aus den Figuren ersichtlich ist, sind die gezahnten Segmente 2 mit
Haltern 20 verbunden, die zu ihrem Anbringen verwendet
werden.
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Diese
Halter haben einen flachen Abschnitt, der einen Schlitz 21 aufweist,
der verwendet wird, um sie an der Türe 2 anzubringen,
an der die Zahnstange befestigt werden soll, und sie haben davon
ausgehend drei Vorsprünge 22,
die innen hohl sind und eine Form haben, die derjenigen der Vertiefungen 6 und 7 entspricht.
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Die
drei Vorsprünge 22 können abhängig von der
Seite der Zahnstange, auf die sie angewendet werden sollen, in jeweilige
Vertiefungen 6 oder 7 eingesetzt werden, und die
Verbindung zwischen dem Halter und dem gezahnten Segment wird dann
durch die Schraube 10 gesichert, die durch das Loch 9 hindurchgehend
sich in einen der Vorsprünge 22 erstreckt
und dann von einer Mutter 11 festgehalten wird (s. 4b, 5b).
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Die
durch die miteinander verbundenen gezahnten Segmente 2 gebildete
und mit den entsprechenden Haltern 20 versehene Zahnstange
wird dann an der Türe,
dem Haupttor oder dergleichen vermittels zusätzlicher (in den Zeichnungen
nicht dargestellter) Schrauben befestigt, die durch die Schlitze 21 hindurch
gehen und in Befestigungslöcher
eingreifen, die in der Türe
bereitgestellt sind.
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Die
Halter 20 sind jedoch nicht immer erforderlich, um die
Zahnstange gemäß der Erfindung
anzubringen. In der Tat können
die gezahnten Segmente 2, wie in 6a, 6b und 7 dargestellt,
mit Hilfe der Löcher 9 direkt
an dem bewegten Blatt eines Tores C (von dem ein Teil in 7 sichtbar
ist) angebracht werden.
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Von
der obigen Beschreibung ist es möglich zu
verstehen, wie die Erfindung die anfänglich gestellten Aufgaben
erreicht.
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Zunächst ist
es wichtig, darauf hinzuweisen, dass das Endsegment 2 der
Zahnstange, d.h. dasjenige, das an einem ihrer Enden angeordnet
ist, an einem beliebigen Punkt geschnitten werden kann, um es an
die entsprechende Türe 2 anzupassen,
ohne dass das verbleibende geschnittene Ende im Hinblick auf die
nächsten
Befestigungspunkte übersteht.
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Dieses
Ende kann tatsächlich
in jedem Fall vermittels der Vertiefungen 6, 7 und
der Löcher 9,
die entlang dem gesamten gezahnten Segment 2 angeordnet
sind und nicht nur, wie es im allgemeinen in der bekannten Technik
auftritt, an seinen Enden, an der Tür befestigt werden.
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Es
sollte jedoch besonderes angemerkt werden, dass bei der Zahnstange
gemäß der Erfindung die
Halter 20 an einem beliebigen Punkt entlang der gezahnten
Segmente angebracht werden können (siehe
in diesem Zusammenhang 1, in der mögliche alternative Positionen
der Halter 20 in gestrichelten Linien dargestellt sind),
wodurch es möglich ist,
die Zahnstange in der für
die Umstände,
die wie bereits erwähnt
von einer Situation zu einer anderen schwanken können, am meisten geeigneten
Weise zu befestigen werden.
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Mit
Bezug auf 1, 4a, 4b, 5a, 5b ist
es auch möglich,
zu schätzen,
wie die Halter 20 gleich gut mit den Segmenten 2 verknüpft werden
können,
so dass der Schlitz 21 oberhalb oder unterhalb des Pegels
der Zähne 5 angeordnet
sein können.
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Das
bedeutet, dass das Befestigungssystem gemäß der Erfindung es ermöglicht,
dass aufgrund der Form der Vorsprünge 22 und der Vertiefungen 6 und 7 (die
in diesem Fall eine Prismenform haben, aber ebenfalls eine zylindrische
oder andere Form haben könnten)
die Halter 20 verwendet werden, indem sie mit Bezug auf
die gezahnten Segmente 2 mit der Oberseite nach unten gedreht
werden, wodurch die Vielseitigkeit der Erfindung weiter gesteigert
wird, bei der die Zahnstange angewendet werden kann, so dass die
Zähne in
einer beliebigen Richtung (aufwärts
oder abwärts)
gerichtet sind, ohne dass irgendwelche Abwandlungen zur Anpassung
erforderlich sind.
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Demzufolge
ist zu verstehen, wie die industriellen Herstellungskosten einer
solchen Zahnstange ebenfalls beträchtlich verringert sind, da
es im Grunde hinreichend ist, eine einzige Art eines gezahnten Segments
und eines Halters zu haben, um eine beliebige Anforderung der Benutzer
befriedigen zu können.
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Offensichtlich
sind Abwandlungen der Erfindung im Hinblick auf die oben beschriebene
Ausführungsform
möglich.
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Zum
Beispiel ist es in der Tat möglich,
sich vorzustellen, die Halter mit einer von drei verschiedenen Anzahl
von Vorsprüngen 22 aufzubauen;
die hier beschriebene Lösung
stellt jedoch sicher, dass die gezahnten Segmente von den Haltern
sauber gestützt
werden, und verhindert eine relative Drehung zwischen ihnen.
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Wenn
die Vorsprünge 22 in
den jeweiligen Vertiefungen 6 oder 7 eingreifen,
bilden die Halter 20 und die gezahnten Segmente 2 im
Grunde einen starren Körper,
was die Belastungen angeht, die parallel zu der Ebene der Türe oder
des Torblatts wirken, an der die Zahnstange befestigt ist; die Schrauben 10 haben
daher nur die Funktion, eine Trennung der Segmente 2 von
dem Halter 20 in einer Richtung senkrecht zu dieser Ebene
zu verhindern.
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Es
ist daher selbstverständlich,
dass auf der Grundlage dieses Betriebsprinzips eine beliebige andere äquivalente
Lösung,
die durch Formen der Halter und der gezahnten Segmente der Zahnstange zum
Erzielen derselben Wirkungen gewonnen wurde, innerhalb die von der
Erfindung gelieferte Lehre fällt.
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Es
ist daher auch möglich,
Zahnstangen in Übereinstimmung
mit dem oben erwähnten
Prinzip bereitzustellen, indem die Halter mit nur einem oder zwei
Vorsprüngen,
oder falls erforderlich auch mit mehr als drei Vorsprüngen versehen
sind.
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Weiterhin
könnte
eine mögliche äquivalente alternative
Lösung
diejenige einer Zahnstange sein, bei der die Segmente 2 anstelle
der Vertiefungen 6 und 7 Vorsprünge aufweisen,
während
andersherum die Halter 20 anstelle der Vorsprünge mit
Hohlsitzen oder Vertiefungen versehen sind.
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Im
Grunde würden
bei einer solchen alternativen Lösung
die Positionen der hervorstehenden und aufnehmenden Elemente, die
die Halter und die gezahnten Segmente miteinander befestigen, umgekehrt
sein, obwohl das Ergebnis dasselbe wie das oben beschriebene sein
würde.
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Diese
Lösung
scheint jedoch weniger geeignet zu sein als die in den Zeichnungen
dargestellte, da es beim Anordnen der Segmente an der Türoberfläche aufgrund
der Vorsprünge
vielleicht Schwierigkeiten schaffen könnte, obwohl eine solche Lösung nichtsdestoweniger
noch möglich
ist.
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Auch
im Hinblick auf die Schrauben 10 ist es möglich, sich
Ausführungsformen
der Zahnstange vorzustellen, bei der sie weggelassen sind, zumindest
was die Verbindung zwischen Haltern und Segmenten angeht.
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Die
Verbindung zwischen den Vorsprüngen 22 und
den Vertiefungen 6, 7 könnte zum Beispiel vom Typ eines
Schnappeingriffs sein; in einem solchen Fall könnten die Halter ohne Hilfe
der Schrauben 10 an den gezahnten Segmenten befestigt werden.
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Schließlich ist
es möglich,
sich das Bereitstellen einer Zahnstange vorzustellen, bei der die
gezahnten Segmente nicht die Wand 8 aufweisen, die ihren
mittleren Versteifungskern bildet; bei einer solchen alternativen
Lösung
würde es
notwendig sein, die Dicken mit geeigneten Abmessungen bereitzustellen,
um die gezahnten Segmente mit einer adäquaten Biegesteifigkeit zu
versehen, während
die Vertiefungen 6 und 7 nicht länger voneinander
getrennt wären.
Demzufolge würde
es, auch was das Befestigen der Schrauben 10 angeht, dann
notwendig sein, die Funktion der Wand 8, die mit den Löchern 9 versehen
ist, durch die diese Schrauben hindurch gehen, zu ersetzen.
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Diese
und andere mögliche
Abwandlungen fallen nichtsdestoweniger in den Bereich der folgenden
Ansprüche.