EP2262969A1

EP2262969A1 - Torantriebsvorrichtung, insbesondere direktantrieb

Info

Publication number: EP2262969A1
Application number: EP09719930A
Authority: EP
Inventors: Michael Sanke; Sepp Lachenmaier; Volker Quast
Original assignee: Hoermann KG Antriebstecknik
Current assignee: Hoermann KG Antriebstecknik
Priority date: 2008-03-12
Filing date: 2009-03-12
Publication date: 2010-12-22
Also published as: DE102009007634A1; DE102009007634B4; WO2009112562A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Torantriebsvorrichtung, insbesondere zum Antreiben eines zumindest teilweise anzuhebenden Tores, mit einem Elektromotor mit einem Rotor (14) und einem Stator (17). Um einen sicheren Torantrieb mit besseren Wirkungsgrad zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass eine Halte- und/oder Bremseinrichtung (132, 18) zum Halten oder Bremsen des Rotors (14) in Ruhezeiten und/oder Störfällen vorgesehen ist.

Description

TORANTRIEBSVORRICHTUNG, INSBESONDERE DIREKT ANTRIEB

Die Erfindung betrifft eine Torantriebsvorrichtung nach dem Oberbegriff des beigefugten Patentanspruchs 1 Eine solche Torantriebsvorrichtung ist beispielsweise aus der EP 1 426 538 A2 bekannt geworden Die Erfindung betrifft insbesondere einen Torantrieb zum Antreiben eines anzuhebenden Tores

Industrietore und Garagentore werden zum Offnen und Schließen bisher überwiegend von Schneckengetriebemotoren angetrieben In dem Antπebsgehause des Torantπebs ist ein Elektromotor angeordnet, der seine Kraft über ein Schneckengetriebe auf eine Ausgangswelle übertragt Das Schneckengetriebe untersetzt die Antriebskraft

Schneckengetriebe sind selbsthemmend, so dass bei Stillstand oder Ausfall des Torantπebes dennoch das Tor - auch in angehobenen Zustand - über das Getriebe gehalten wird Dies ist insbesondere zur Erfüllung von Sicherheitsstandards neuerer europaischer Normen wichtig

Nahezu alle derzeit eingesetzten Motoren sind permanentmagnet-induzierte Motoren oder Induktionsmotoren Alle haben ein Untersetzungsgetriebe vorgeschaltet, welches neben der Untersetzungsfunktion hauptsächlich Bremsfunktionen und Selbsthemmungsfunktionen - auch in Hinsicht auf Aufschiebeschutz - aufweisen

Insbesondere beschreibt die eingangs erwähnte EP 1 426 538 A2 einen sogenannten Wellentorantrieb, der zum Antreiben einer Torwelle ausgebildet ist Viele Tore, wie Garagen- oder Industrietore, weisen heutzutage eine Torwelle auf, die getπeblich mit einem Torflügel verbunden ist Der Torflügel ist beispielsweise mittels Seilzugen oder einem sonstigen Getriebe an die Torwelle gekoppelt Bewegt sich der Torflügel, dreht sich die Torwelle, und wenn sich die Torwelle dreht, bewegt sich der Torflügel Als Torwellen kommen beispielsweise Torsionsfederwellen (z B von Sektionaltoren, Kipp-, Schwenk- oder Hubtoren) oder Wickelwellen (z B von Rolltoren, Schnelllauftoren oder Rollgittern) in Betracht Torsionsfederwellen haben eine Torsionsfeder, die sich beim Drehen der Torwelle spannt oder entlastet Mit dieser Torsionsfeder lasst sich somit das Gewicht eines nach oben oder über Kopf zu bewegenden Torflugeis ausgleichen und dadurch eine Gewichtsausgleichseinπchtung für den Torflügel schaffen Eine Wickelwelle dient bei Rolltoren oder Rollgittern dazu, den als Rollpanzer ausgebildeten Torflügel aufzuwickeln

Die bekannten Wellentorantnebe weisen als Motor einen kostengünstigen Gleichstrommotor auf, der als Getriebemotor mit einem selbsthemmenden Schneckengetriebe ausgebildet ist Solche Getriebemotoren werden baugleich zum Beispiel auch als Scheibenwischermotoren von Kraftfahrzeugen eingesetzt und sind daher als Massenware entsprechend kostengünstig auf dem

Markt erhältlich Das Schneckengetriebe bietet gleichzeitig einen Sicherheitsvorteil, da dessen Selbsthemmung eine ungewollte Torwellen-Drehung, sei es bei Einbruchversuchen, sei es bei Ausfall einer Gewichtsausgleichseinrichtung, verhindert

Allerdings lasst die Leistungsfähigkeit solcher Gleichstrom-Getπebemotoren Wunsche offen Um entsprechend größere Tore bewegen zu können, müssen in bekannten Torantriebsvorrichtung entsprechende Untersetzungsgetriebe eingesetzt werden

Ein Nachteil der bekannten Torantriebsvorrichtungen liegt dann, dass bei einem Ausfall der Gewichtsausgleichseinπchtung das gesamte Torflugelgewicht auf dem Antriebsstrang des Torantriebes ruht Dies kann zu Beschädigungen fuhren Wird in einem solchen Zustand bei angehobenem Torflügel die Torwelle vom Getriebemotor entkoppelt, beispielsweise durch Betätigung einer Kupplungsvorrichtung, um das Tor dann manuell zu betätigen, stürzt der Torflügel ab und kann darunter befindliche Gegenstande beschädigen oder darunter stehende Personen verletzen

Es wurden daher auch viele Anstrengungen unternommen, Sicherheitseinrichtungen zum Verhindern eines Absturzes des Torflugeis zu entwickeln Einige Losungen - wie z B in der EP 1 279 789 B1 beschrieben - gehen dahin, eine Entkupplung nur bei geschlossenem Torblatt und/oder im entlasteten Zustand zuzulassen Andere Losungen, wie z B in der EP 1 418 296 B1 offenbart, machen die Entkupplung nur erschwert zugänglich, um so die Bedienpersonen vor den Gefahren zu warnen

Insbesondere hat die zur Erfüllung der einschlagigen Normen bisher zwingend vorgesehene Selbsthemmung des Getriebemotors den Nachteil, dass bei jedem Storfall, wie z B Stromausfall, das Tor unbeweglich bleibt und festgehalten wird Zur manuellen Betätigung muss man das Tor, nämlich insbesondere die Torwelle, vom selbsthemmenden Getriebe des Getriebemotors entkuppeln So sind die bisherigen Torantriebe standardmäßig mit einer Entkupplungseinheit zum Entkuppeln des Torflugeis von dem Motor vorgesehen, um bei Stromausfall oder dergleichen den Torflügel von Hand bewegen zu können Eine solche Entkupplung ist ebenfalls in vielen Fallen zwingend vorgesehen, da in vielen Garagen oder Hallen das Tor der einzige Zugang darstellt und sich dann befindliche Personen bei Storfallen am Torantrieb gefangen waren

Andererseits werden die bekannten Torantriebe anhand von eingelernten Torpositionen gesteuert Die Torantriebe sind mit Positionsgebern versehen, die eine Drehposition des Antriebs erfassen Zum Beispiel sind Inkrementalgeber an der Motorwelle vorgesehen, die bei Drehen Impulse abgeben, so dass über ein Zahlwerk die Drehposition erfassbar ist Es sind aber auch bereits Torantriebe mit Absolutwertgebern auf dem Markt erhältlich, die die Drehposition nicht relativ über Impulse, sondern absolut, z B über Potentiometer oder Hallsensoren erfassen Bei allen diesen Torantrieben ist gemeinsam, dass bei einer Lernfahrt nach der Montage zunächst die Torpositionen (Offnungs- und Schließposition sowie eventuell Zwischenpositionen) eingelernt werden und dabei den durch die relativen oder absoluten Positionsgeber im Torantrieb zugeordnet werden Eine Steuerung steuert dann den Torantrieb anhand der eingelernten Positionen Insbesondere erfolgt kurz vor Erreichen der jeweiligen Endposition ein Abbremsen und bei Erreichen der Endposition ein Abschalten Die Genauigkeit der eingelernten Positionen und deren Steuerung sind von dem Spiel der jeweils eingesetzten Zwischengetriebe abhangig Daher müssen die Getriebe entweder sehr genau gefertigt sein, oder es müssen Maßnahmen am Tor für eine gewisse Fehlsteuerung getroffen werden So mussten z B Tor und Antrieb auch ein fehlerhaftes Einfahren des Tores mit voller Kraft in die Endposition aushalten, wenn diese entsprechend ungenau gespeichert wäre und das Erreichend der Endposition nicht erkannt wurde Auch müssen - zumindest bei Inkrementalgebem - nach jedem Abkuppeln die Torpositionen neu eingelernt werden Viele Torantriebe fuhren daher standardmäßig nach einem Stromausfall und/oder nach einer Abkupplung zunächst erneut eine Lernfahrt aus Das ist oft für den Bediener verwirrend und ungenügend

Ein Hauptnachteil der bisher eingesetzten Torantriebe ist, dass die notwendigen selbsthemmenden Untersetzungsgetriebe nur einen relativ schlechten Wirkungsgrad aufweisen

Aufgabe der Erfindung ist es, einen den für Torantriebe vorgesehenen Sicherheitsbestimmungen genugenden Torantrieb zur Verfugung zu stellen, der im Vergleich zu bisher bekannten Torantrieben einen höheren Wirkungsgrad hat und/oder weniger Energie benotigt

Diese Aufgabe wird durch eine Torantriebsvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelost

Ziel einiger besonders bevorzugter Ausgestaltungen der Erfindung ist es, eine Torantriebsvorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art trotz höherer Bedienfreundhchkeit sicherer zu gestalten Vorzugsweise soll sie besonders einfach auch in höheren Leistungsstufen auslegbar sein und/oder besonders genau steuerbar sein Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sollen die vorerwähnten Nachteile der bekannten Torantriebe vermieden werden

Vorteilhafte Ausgestaltungen, die eines, einige oder alle diese Ziele erreichen, sind Gegenstand der Unteranspruche

Bevorzugt wird ein Antrieb von Industrietoren und Garagentoren geschaffen, bei dem der Antrieb für das Offnen und Schließen des Tores durch einen Direktantrieb (Torquemotor), vorzugsweise ohne nachgeschaltete Getriebeuntersetzung, erfolgt

In oder an dem Direktantrieb ist vorzugsweise wenigstens eine - insbesondere schaltbare - Bremseinrichtung vorgesehen, um die Motoreinheit zumindest im stromlosen Zustand zu bremsen und/oder festzuhalten

Vorzugsweise ist wenigstens eine der folgenden Sicherheitsfunktionen in den Torantrieb selbst, mehr vorzugsweise innerhalb des Antπebsgehauses, mehr insbesondere direkt am Elektromotor, integriert • Halten des Tores in einer Halteposition (Tor geschlossen oder Tor offen), ^β Halten des Tores bei Federbruch und Stromausfall, β Fangen (Bremsen) und Halten des Tores bei Federbruch wahrend der Bewegung,

» Krafteinwirkungsschutz von Personen und Gegenstanden wahrend der Schließ- und

Offnungsbewegung und/oder

» Handbetatigung zum Offnen und Schließen des Tores ohne elektrischen Strom Besonders bevorzugt weist der Torantrieb alle diese Sicherheitsfunktionen auf

Hierzu sind gemäß vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung am Direktantrieb entsprechende Einrichtungen vorgesehen Insbesondere ist wenigstens eine der folgenden Einrichtungen am Antrieb integriert vorgesehen

• eine Halteeinrichtung zum Halten des Tores in einer Halteposition und/oder zum Halten des Tores bei Federbruch und/oder Stromausfall,

• eine Fang- und/oder Bremseinrichtung zum Bremsen und/oder Fangen und/oder Halten des Tores bei Storfallen wie Federbruch oder Stromausfall oder dergleichen,

» eine Kraftabschalteinrichtung zum Abschalten des Antriebes bei Überschreiten einer Kraftschwelle und/oder

• eine Notbetatigungseinπchtung zur manuellen Betätigung des Tores bei Storfallen

Besonders bevorzugt wird die Torquemotor als Direktantrieb eingesetzt Direktantriebe sind Antriebe, bei denen die elektrische Maschine und die Arbeitsmaschine direkt verbunden sind Der Motor wird so ausgelegt, dass er direkt, die Drehzahl der Arbeitsmaschine hat, auf ein Getriebe wird verzichtet Wesentliche Vorteile eines Direktantπebs sind der Entfall eines Getriebes, der integrierte Antrieb und die hohe Dynamik Aufgrund des Entfall des Getriebes entfallen Getriebekosten, es gibt weniger Verschleiß und weniger Geräusche, es gibt keine Ölverluste und keinen Wartungsbedarf für das Getriebe, der Platzbedarf ist geringer und es gibt eine höhere Systemsteifigkeit, da das in jedem Getriebe vorhandene Spiel entfallt Die Vorteile des integrierten Antriebes sind die kompaktere Bauweise, die geringeren toten Massen und eine hohe Leistungsdichte Aufgrund der hohen Dynamik können Steuervorgange sehr exakt und genau vorgenommen werden Aufgrund des fehlenden Spiels gehen diese Steuervorgange des hochdynamischen Direktantriebes unmittelbar auf das Tor über Das Tor kann so viel genauer gesteuert werden Ein wesentlicher Vorteil der direkten Motorankupplung ist demnach auch, dass direkt am Motor unmittelbar Kräfte inf I usse auf dass Tor abrufbar sind Auch wenn kleinere Belastungen auf das Tor wirken, beispielsweise dann, wenn es auf ein weiches Hindernis fahrt, lasst sich dies sofort am Direktantrieb merken und abgreifen Der Motor ist insgesamt sehr viel empfindlicher als bei den bisherigen Losungen mit Zwischengetriebe Der Antrieb kann somit viel direkter und empfindlicher angesteuert werden Es können auch viel genauer spezielle Profile gefahren werden, wie beispielsweise ein sehr schneller Lauf im Zwischenbereich zwischen den Endpositionen und ein sehr sanftes Anfahren in die Endpositionen Aufgrund der genaueren Steuerung ist es sehr unwahrscheinlich, dass auf das Tor aufgrund des Antriebes höhere Belastungen wirken Das Tor und dessen gesamtes Getriebe zwischen der Torwelle und der Schließkante des Tores können viel filigraner gestaltet werden, so das eine erhebliche Menge an Material eingespart werden kann Somit kann das Tor insgesamt filigraner und kostengünstiger aufgebaut werden Ein Torquemotor ist ein getriebeloser Direktantrieb mit sehr hohen Drehmomenten und relativ kleinen Drehzahlen Ein Torquemotor kann vereinfacht als ein auf hohe Drehmomente optimierter, großer Servomotor mit Hohlwelle betrachtet werden Physikalisch und mathematisch weist er weitestgehend die gleichen Berechnungsgrundlagen wie ein hochpoliger Servomotor auf Torquemotoren werden bisher für schnelle und genaue Verfahr- und Positionieraufgaben im Werkzeugmaschinenbereich genutzt

Besondere Eigenschaften des Torquemotors sind

• Eine kurze und kompakte Bauform, bei einem Torquemotor ist der Durchmesser im Verhältnis zu Motorlange relativ groß,

• Getriebe oder Zahnriemen entfallen,

• es gibt eine Kosteneinsparung, da Energiekosten und Wartungskosten eingespart werden können,

• eine Hohlwellenausfuhrung ermöglicht ein unmittelbares Aufsetzen auf Torwellen oder dergleichen,

• es gibt kein Verdrehspiel,

• die Steifigkeit ist hoher als bei bekannten Antrieben

Bei einer Anwendung als Torantrieb ergeben sich insbesondere folgende Vorteile

• Der Direktantrieb und insbesondere der Torquemotor ist besonders einfach an einem Tor integrierbar, er kann beispielsweise unmittelbar auf die Torwelle aufgesetzt werden,

• die axiale Position des Torquemotors bzw Direktmotors ist je nach Gegebeneheiten vor Ort auswahlbar,

• aufgrund des fehlenden Getriebes ist eine weitgehende Wartungsfreiheit für den Antriebsstrang zwischen Elektromotor und Torwelle gegeben,

• der Gesamtwirkungsgrad ist erheblich verbessert, « flexible Montagekonzepte sind möglich,

» die Wiederhohlgenauigkeit zwischen mehreren Torlaufen ist weitaus verbessert, » der Torantrieb kann weitaus genauer und exakter geregelt und gesteuert werden,

• die Gerauschentwicklung des Gesamtsystems kann wesentlich eingedämmt werden,

» die Dynamik des Torantriebes ist gegenüber bekannten Systemen weitaus verbessert, β der Direktantrieb lasst sich insbesondere auch bei Schnelllauftoren einsetzen

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung schafft eine Torantriebsvorrichtung zum Antreiben eines Tores, das einen Torflügel und eine Torwelle aufweist, wobei die Torwelle mit dem Torblatt getπeblich gekoppelt ist, so dass sich das Torblatt bei Drehen der Torwelle bewegt und sich die Torwelle bei Bewegen des Torblatts dreht, wobei die Torantriebsvorrichtung eine Abtπebswelle zum Aufsetzen oder zum getπeblichen Ankuppeln an die Torwelle, um die Torwelle und dadurch den Torflügel anzutreiben, und einen Motor zum Antreiben der Abtriebswelle aufweist Die erfindungsgemaße Torantriebsvorrichtung weist weiter bevorzugt eine schaltbare Bremseinrichtung zum Bremsen und/oder Blockieren der Abtriebswelle bei Stillstand des Motors und eine Schalteinrichtung zum Losen der Bremse beim Laufen des Motors auf

Durch die zusatzliche Bremseinrichtung ergibt sich ein Sicherheitsgewinn innerhalb des Torantriebs selbst Auch wenn die Torwelle vom Motor entkoppelt wird oder der Motor mit der Torwelle ohne jegliche Selbsthemmung frei drehend verbunden ist, wird die Torwelle weiterhin von der Bremseinrichtung gehalten Man ist daher auch nicht mehr auf selbsthemmende Getriebe angewiesen und ist in der Auswahl der Motoren weitaus freier Insbesondere können auch sehr genau steuerbare Motoren, wie zum Beispiel Synchronmotoren und insbesondere Direktmotoren wie Torquemotoren eingesetzt werden Besonders bevorzugt kann nun auch eine permanente Ankopplung der Torwelle (ohne Entkupplungsmoglichkeit) an einen frei rotierenden Rotor eines Motors so erfolgen, dass sich Rotor und Torwelle bei gelöster Bremseinrichtung mehr oder weniger ungehindert frei gemeinsam drehen lassen Dadurch ist auch eine manuelle Bewegung bei Stromausfall ohne Entkupplung möglich Auch nach einer solchen manuellen Bewegung lasst sich die korrekte Torposition ohne erneutes Einlernen stets genau am Torantrieb selbst erfassen, insbesondere direkt am Motor, wo aufgrund der ohnehin notwendigen Verschaltung ein einfacher Signalabgriff eines Drehsensors möglich ist

Ist der Torflügel angehoben, so kann man beispielsweise durch kontrolliertes Schalten der Bremseinrichtung ein langsames Herunterfahren des Torflugeis auch bei Ausfall der Gewichtsausgleichseinπchtung erreichen

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bremseinrichtung wenigstens eine Federbremse, bevorzugt eine erste Schraubenfederbremse oder Spiralfederbremse, hat, die eine um die Abtriebswelle oder eine zur gemeinsamen Drehung mit der Abtriebswelle gekoppelte Bremswelle geschlungene Schrauben- oder Spiralfeder - im folgenden auch einfach Bremsfeder genannt - aufweist, um die Abtriebswelle oder die Bremswelle bei Drehung in einer ersten Richtung zu bremsen und zu blockieren

Eine solche Federbremse hat entscheidende Vorteile Zum einen ist sie relativ leicht und unkompliziert aufbaubar Es handelt sich um eine mechanische Bremse, die auch ohne oder mit nur geringer Wartung sicher und langlebig funktioniert Dennoch lasst sich eine hohe Bremskraft erreichen, bei Drehen in der Richtung, für die die Federbremse wirkt, schlingt sich die Feder immer fester um die zugeordnete Welle, um die sie geschlungen ist Dies kann eine gesonderte Bremswelle sein, die vorzugsweise mit einem kraft- oder formschlussigen Getriebe, wie zum Beispiel einem Riemen- oder Zahnradgetriebe, getπeblich sicher mit der Abtriebswelle verbunden ist Diese Losung ist oft aus Platzgrunden die praktikabelste Losung In einer anderen Ausgestaltung kann die Bremsfeder aber auch direkt um einen Teil der Abtriebswelle gewickelt oder geschlungen sein Wird die Feder nun angezogen, so wird sie von der drehenden Welle erfasst Die Welle nimmt die Feder mit und zieht sie durch Drehung der Feder nur noch fester zu Dadurch werden die Reibkrafte der Feder bei Weiterdrehen immer weiter erhöht Es erfolgt ein kontinuierlich, aber sehr rasch ansteigendes Bremsmoment, das zum Stoppen der Welle fuhrt

Solche Spiral- oder Schraubenfedern wirken in der Regel nur in einer Drehrichtung bremsend Wird die Welle in die andere Richtung gedreht, nimmt sie die Feder wieder mit und lockert diese Somit ist eine einfache Konstruktion zum Abbremsen in nur einer Drehrichtung geschaffen, so dass bei gewolltem Drehen in die entgegen gesetzte Richtung kein Losen der Federbremse erforderlich ist Die Federbremse bildet somit eine Art Freilaufeinπchtung, die besonders einfach aufgebaut und dennoch einfach und sicher bedienbar ist

Bei einfacheren Versionen kann es ausreichend sein, nur eine in eine Richtung wirksame Federbremseinheit vorzusehen Demnach kann diese erste Spiral- oder Schraubenfederbremse je nach Bedarf zum Wirken in der der Offnungsπchtung zugeordneten Drehrichtung oder zum Wirken in der umgekehrten Drehrichtung, die der Schließbewegung des Torflugeis entspricht, ausgelegt sein Beim Bremsen der Schließdrehung lasst sich im Falle von nach oben öffnenden Toren ein Abstürzen des Torflugeis bei Ausfall der Gewichtsausgleichseinπchtung vermeiden Ein Bremsen in Offnungsdrehπchtung wirkt einem ungewollten Offnen entgegen und wirkt beispielsweise als Einbruchschutz oder zum Festhalten des Tores, z B in der Schließstellung, um besondere Dichtigkeit zu erreichen

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Bremseinrichtung zum Bremsen und Blockieren in beiden Richtungen ausgelegt Hierzu ist insbesondere bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung zusätzlich zu der wenigstens einen ersten Federbremse noch eine in der entgegen gerichteten Drehrichtung wirksame zweite Federbremse vorgesehen Bei einer bevorzugten praktischen Ausfuhrung dieser Version ist vorgesehen, dass die Bremseinrichtung wenigstens eine zweite Schraubenfederbremse oder Spiralfederbremse hat, die eine um die Abtriebswelle oder die Bremswelle oder eine zur gemeinsamen Drehung mit der Abtriebswelle gekoppelte weitere Bremswelle geschlungene Schrauben- oder Spiralfeder aufweist, um die Abtriebswelle oder die Bremswelle oder die weitere Bremswelle bei Drehung in einer ersten Richtung zu bremsen und zu blockieren

Die zweite Bremsfeder kann an der gleichen Welle wie die erste Bremsfeder angreifen In diesem Falle ist die zweite Bremsfeder vorzugsweise in der entgegen gesetzten Richtung wie die erste Bremsfeder gewickelt Es kann aber auch eine gesonderte Bremswelle für die zweite Bremsfeder vorgesehen sein

Vorzugsweise weist die Schalteinrichtung wenigstens eine schaltbare Federlockerungseinheit zum Losen der Spiral- oder Schraubenfeder von der Welle, um die sie geschlungen ist, auf Durch Betatigen der Federlockerungseinheit lasst sich somit die Bremsfeder lockern, so dass die Welle die Feder auch bei Drehen in die entsprechende Bremsrichtung nicht mehr zum weiteren Anziehen erfassen kann Dadurch lasst sich dann die Welle zum Antreiben, sei es mittels des Motors, sei es mittels einer optional vorgesehenen Handbetatigungseinπchtung, frei drehen

In bevorzugter Ausgestaltung greift die wenigstens eine Bremsfeder im Ruhezustand vorgespannt an der zugeordneten Welle an, so dass die Bremseinrichtung im Ruhezustand betätigt ist und die Torwelle bei Drehung in der Bremsrichtung durch die Bremseinrichtung gebremst und im weiteren Verlauf auch vollständig blockiert ist Die Vorspannung kann durch entsprechendes Auslegen der Bremsfeder selbst und/oder durch ein zusätzliches Vorspannelement zur Verfugung gestellt werden Zu jeder gewollten Drehung wird bei einer in die Eingreifstellung vorgespannten Federbremse zunächst die Schalteinrichtung betätigt, um die Federbremse zu losen Dadurch wird die Federlockerungseinheit geschaltet, die die Vorspannung der Bremsfeder um ihre zugeordnete Welle lost und dadurch eine Drehung der Welle zulasst Durch eine solche Ausbildung wird eine Sicherungsfunktion im stromlosen Zustand der Torantriebvorrichtung gewahrleistet

Bevorzugt ist eine Manualbetatigungseinπchtung oder Handbetatigungseinπchtung zum manuellen Bewegen der Abtriebswelle vorgesehen, die einen Schaltmechanismus zum Losen der Bremseinrichtung bei Handbetatigung und zum Anziehen der Bremseinrichtung beim Beenden der Handbetatigung aufweist Besonders bevorzugt lasst sich dann rein durch Betatigen der Handbetatigungseinπchtung gleichzeitig auch die Bremse losen, so dass eine einfache Betatigungsmoghchkeit geschaffen wird

Diese Losung lasst sich konstruktiv besonders einfach mittels der Bremsfedern herstellen, die sich beispielsweise durch eine anfängliche Verdrehung oder Verkippung eines als Schaltmechanismus wirkenden Elements der Handbetatigungseinπchtung, das automatisch bei Handbetatigung verdreh- oder verkippbar ist, lockern und dadurch losen lassen

Besonders bevorzugt sitzt der Motor auf der Abtriebswelle, so dass die Abtriebswelle durch eine Motorwelle des Motors gebildet ist oder an einem Rotor des Motors ausgebildet ist Dadurch lasst sich eine kompakte, wartungsarme und langlebige Torantriebsvorrichtung schaffen, da auf Zwischengetriebe verzichtet wird Vorzugsweise ist der Motor als Torquemotor direkt an der Torwelle anflanschbar

Bei permanentem Ankoppeln ohne Entkupplungsmoglichkeit lasst sich besonders einfach am Motor selbst stets die absolute Torwellenposition und damit die absolute Torposition abgreifen

Durch eine solche Konstruktion wird ein kompakter und langlebiger Direktantrieb für Tore mit besonders hohem Wirkungsgrad geschaffen

Ein besonders leistungsfähiger und genau steuerbarer Torantrieb wird mittels der Torantriebsvorrichtung dann geschaffen, wenn der Motor ein vielpoliger Synchronmotor ist Solche Motoren lassen sich schnell, genau und effektiv steuern und sind auch zum schnellen Antreiben besonders schwerer Tore auslegbar Jede gewünschte Torposition lasst sich somit besonders genau mittels der Torantriebsvorrichtung anfahren Durch eine damit ermöglichte exakte Torsteuerung lassen sich Belastungen am Tor vermeiden, die bei einem ungenauen Anfahren der Endstellungen entstehen konnten Da das Tor geringeren Belastungen ausgesetzt ist, kann ein mit einer solchen Torantriebsvorrichtung angetriebenes Tor insgesamt weniger aufwandig und filigraner aufgebaut werden Die Erfindung umfasst demnach auch eine Kombination eines Tores, insbesondere mit Torwelle, mit einer erfindungsgemaßen oder gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ausgebildeten Torantriebsvorrichtung

Durch die Ausfuhrung als Direktantrieb oder Torquemotorantπeb lassen sich insbesondere Reibungen im Inneren der Torantriebsvorrichtung und Effektivitatsverluste in Getrieben vermeiden, so dass die Torantriebsvorrichtung sehr energiesparend betrieben werden kann Aufgrund einer fehlenden Selbsthemmung, insbesondere bei Verwendung eines Torquemotors, kann der Motor im Schiebebetrieb zusätzlich als Generator zur Energieruckgewinnung herangezogen werden Dies hat insbesondere Vorteile bei einem Akkumulatorbetrieb an von einer Stromversorgung weiter entfernten oder getrennten Orten Die Bremseinrichtung sorgt dafür, dass trotz der fehlenden Selbsthemmung und des besonderen Leichtlaufs eine besonders sichere Torantriebsvorrichtung geschaffen wird, die trotz der genannten Vorteile einer fehlenden Selbsthemmung alle einschlagigen Sicherheitsbestimmungen erfüllt

In konkreter praktischer Ausgestaltung der Erfindung ist ein hochpohger Synchronmotor direkt mit der Torwelle verbunden und treibt diese zum Offnen und Schließen des Tores an Dadurch wird ein Direktantrieb für Tore geschaffen

Die Regelung des Motors erfolgt vorzugsweise über einen Frequenzumrichter, der es ermöglicht, zu beschleunigen, zu verzogern sowie in verschiedenen Sektoren des Torweges unterschiedliche Geschwindigkeiten zu fahren

Es ist weiter bevorzugt, dass die Torantriebsvorrichtung zur aktiven Schließung des Tores unter Andrucken des Tores in die Schheßposition ausgelegt ist

In bevorzugter Ausgestaltung wird hierzu ein Hub- oder Uberkopf-Tor beim Fahren in die Schheßposition auf den Boden aufgesetzt und zur Erreichung einer Dichtigkeit am Boden (zum Beispiel blickdicht und/oder wetterfest) angedruckt Bevorzugt setzt hierzu die als Synchronmaschine ausgebildete Torantriebsvorrichtung den Torflügel mit einer bestimmten Geschwindigkeit auf den Boden auf Die bewegte Masse des Torflugeis druckt eine am unteren Ende des Torflugeis angeordnete Dichtung (z B Gummidichtung) zusammen

Wie dies gut bekannt ist, sind in einer Steuerung der Torantriebsvorrichtung Sollpositionen gespeichert, insbesondere die Sollposition für die Schließstellung und die Offnungsstellung Wenn nun bei dem eben erwähnten Anfahren die Sollposition erreicht ist, wird die sofort einfallende Bremse betätigt und der Motor wird abgeschaltet

Vorzugsweise weist die Torantriebsvorrichtung eine Federbremse auf, die weiter bevorzugt folgende Elemente enthalt

• ein Motorzahnrad an dem Motor,

• ein Bremswellenzahnrad an einer Bremswelle und

» wenigstens zwei Spiral- oder Schraubenfedern als Bremsfedern, die vorzugsweise beide auf der Bremswelle aufgesteckt sind

Diese Bremsfedern umschlingen die Bremswelle jeweils mit einer Linkswindung oder Linksspirale und mit einer Rechtswindung oder Rechtspirale und wirken so für Links- und Rechtslauf unterschiedlich

Bei einer praktischen Ausgestaltung kann zwischen dem Motorzahnrad und dem Bremswellenzahnrad noch ein weiteres Zahnrad zum Vorsehen einer vorteilhaften Übersetzung zwischen Bremswelle und Motor vorgesehen sein Ein gegenüber dem Motor bedeutend schnelleres Drehen der Bremswelle hat einerseits den Vorteil, dass ein Festlegen der Bremswelle durch die sich fest eindrehenden Bremsfedern sehr schnell erfolgen kann, zum anderen den Vorteil, dass die Bremskraft durch die Übersetzung verstarkbar ist

Vorzugsweise werden die Bremsfedern im Ruhezustand durch eine weitere Vorspanneinrichtung, insbesondere versehen mit weiteren Federelementen (zum Beispiel Spiral- oder Schraubenfedern) an die Bremswelle angedruckt Hierzu sind die Bremsfedern bevorzugt mit gerade abgebogenen Schenkeln oder Enden versehen, an denen Vorspann- und/oder Schaltelemente angreifen Durch die Vorspannung werden die somit als Schenkelfedern ausgebildeten Bremsfedem auf die Bremswelle angedruckt, so dass sie die Bremswelle eng umschließen und durch Selbsthemmung eine sehr starke Bremswirkung erzeugen, und zwar jeweils für eine Drehrichtung

Als Schaltelement (vorzugsweise als Schaltelement der Federlockerungseinrichtung) kann insbesondere wenigstens ein Elektromagnet eingesetzt sein Soll der Antrieb gestartet werden, dann lassen sich insbesondere durch den Elektromagneten die Schenkel oder Enden der Bremsfedern lüften, so dass z B ein minimales Spiel zwischen den umschlingenden Bremsfedern und der Bremswelle entsteht Der über das Motorzahnrad und das Bremszahnrad mit der Bremswelle verbundene, vorzugsweise als Synchronmotor ausgebildete Motor kann nun frei drehen

Durch diese Konstruktion der Federbremse ist ein Sicherheitsbauteil entstanden, das bei Stromausfall oder Stromabschaltung in jedem Fall zu einer unmittelbaren Abbremsung der Synchronmaschine und damit des Tores fuhrt

Soll das Tor in einer beliebigen Position gestoppt werden, so lasst sich gleichfalls diese Federbremse durch Abschalten des Elektromagneten schließen, und der Synchronmotor wird abgeschaltet Die Verwendung des Elektromagneten oder eines vergleichbaren Schaltelements, das bei Bestromung die Bremsfedern lockert und im stromlosen Zustand die Vorspannung in die Bremsstellung freigibt, lasst es zu, dass das Schaltelement einfach zusammen mit dem Motor ansteuerbar ist und dass so stets bei Bestromen des Motors eine Freigabe der Bremse und bei Abschalten des Motorstromes ein Schließen der Bremse erfolgt

In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ein Gewichtsausgleichsausfallsensor, insbesondere ein Federbruchsensor, zur Erfassung eines Ausfalls einer Gewichtsausgleichseinrichtung des Tores, insbesondere zur Erfassung eines Federbruchs einer Gewichtsausgleichsfeder - z B Torsionsfeder - vorgesehen, der mit der Bremseinrichtung verbunden ist, um diese im Falle eines Ausfalls der Gewichtsausgleichseinπchtung (z B aufgrund eines Federbruches) sofort in den Bremszustand zu versetzen

In weiter bevorzugter Ausgestaltung ist mit der Abtriebswelle ein Absolutwertgeber verbunden, der jeder Drehposition der Abtriebswelle ein bestimmtes Signal zuordnet, so dass anhand der Sensorsignale die absolute Position der Abtriebswelle und damit des daran gekoppelten Tores zugeordnet ist

In besonders bevorzugter Ausgestaltung dient der Absolutwertgeber als Gewichtsausfallsensor oder Federbruchsensor Dies geschieht vorzugsweise derart, dass anhand der Signale des Absolutwertgebers eine Drehgeschwindigkeit erfasst wird, wobei bei Überschreiten einer vorbestimmten Drehgeschwindigkeit ein Signal abgegeben wird, das einen Federbruch oder einen sonstigen Ausfall einer Gewichtsausgleichseinπchtung des angeschlossenen Tores anzeigt

In weiter bevorzugter Ausgestaltung ist eine Steuerung derart vorgesehen, dass bei Erfassen eines Gewichtsausgleichsausfalls (insbesondere eines Federbruchs) die Bremseinrichtung wirksam geschaltet wird In bevorzugter konkreter Ausgestaltung schaltet hierzu der Elektromagnet ab, wodurch die Federbremse wirksam wird Dadurch wird der Synchronmotor gestoppt und vorzugsweise gleichfalls abgeschaltet Damit kann das Tor in sehr kurzer Zeit mit sehr kurzem Bremsweg auch bei Federbruch oder sonstigem Ausfall des Gewichtsausgleichs gestoppt werden

Industrietore werden häufig in Hallen eingebaut, für die anfangs, bei Einbau der Tore, noch kein Strom zur Verfugung steht Insbesondere für diese Einbausituationen ist es vorteilhaft, wenn das Tor auch manuell bedient werden kann Hierzu ist gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung die oben bereits erwähnte Handbetatigungseinπchtung vorgesehen Diese weist in konkreter bevorzugter Ausgestaltung eine Handkette auf, mit der ein Hilfsrad, das mit der Abtriebswelle koppelbar ist, gedreht werden kann Ein Beispiel für eine bekannte Handkettenbedienung findet sich in der EP 1 028 223 B1 , auf die für weitere Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird Diese Handbetatigungseinπchtung wird durch Verschwenken einer Lagerung für das als Zahnrad ausgeführte Hilfsrad in Eingriff mit dem Antriebsstrang gebracht Die Lagerung wirkt somit als Schalteinheit der Handbetatigungseinnchtung Auch in einer bevorzugten Ausgestaltung der Handbetatigungseinπchtung ist ein der Konstruktion gemäß der EP 1 028 223 B1 sehr ähnlicher oder hierzu identisch ausgeführter Mechanismus mit Handkette, Hilfszahnrad und schwenkbarer Lagerung vorgesehen Die manuelle Bewegung wird dann eingeleitet durch Zug an der Handkette, an der zwecks Türbetätigung gezogen wird Beim Ziehen an einem Strang der Handkette wird durch die im Prinzip bekannte Lagerung eine Schwenkbewegung durchgeführt In bevorzugter Ausgestaltung ist die Lagerung zur Betätigung der Federlockerungseinrichtung ausgebildet Beispielsweise werden durch die verschwenkte Lagerung die Schenkel oder Enden der Bremsfedern verschwenkt, wodurch die Federbremse gelüftet wird Somit wird der Motor zur Drehung freigegeben Gleichzeitig wird das Hilfsrad mit dem Motor bzw der Abtriebswelle gekoppelt Mit weiterem Ziehen der Handkette wird über die Zahnrader eine Drehbewegung in den Motor eingeleitet Vorzugsweise wird hierbei eine Untersetzung verwendet, die insbesondere im Bereich 6-15 liegt Dadurch lasst sich auch bei schweren Toren die Handkraft auf einen nach einschlagigen Normen zulassigen Wert begrenzen

Wird bei dieser Ausfuhrung die Handkette durch das Bedienungspersonal losgelassen, so schwenkt die Lagerung wieder zurück Die Bremsfedern werden durch die Vorspannung wieder in die Erfassungslage gebracht, wo sie ihre zugeordnete Welle erfassen Das Tor wird dadurch abgebremst und steht

Die Handbetatigungseinπchtung kann insbesondere ein formschlussiges Getriebe, wie beispielsweise ein Schneckengetriebe enthalten Das Schneckengetriebe ist dabei nur der

Handbetatigungseinπchtung zugeordnet und wird nur bei Handbetatigung an den Motor angekoppelt Die Kupplung erfolgt vorzugsweise derart, dass das formschlussige Getriebe zuerst eingekuppelt wird, bevor die Bremsfedern gelost werden Im umgekehrten Falle, beim Losen der Handbetatigungseinπchtung, wird zunächst die Federbremse wieder wirksam gesetzt, bevor im weiteren Kupplungsverlauf das formschlussige Getriebe von dem Motor getrennt wird Durch den Einsatz eines formschlussigen Getriebes lasst sich vermeiden, dass bei Teilbelastung der Handbetatigungseinπchtung ein Losen der Bremsfeder erfolgt, ohne dass das Tor durch andere Mittel festgehalten wird

Zusätzlich oder alternativ kann die Handbetatigungseinπchtung auch eine die Funktion der Entkupplungseinπchtung von bekannten Torantrieben erfüllende manuelle Losemechanik für das Tor aufweisen Im Gegensatz zu den bekannten Losungen bisher bekannter Torantriebe kann bei der hier vorgeschlagenen Losung jedoch der frei drehbare Rotor des Motors an die Torwelle angekuppelt bleiben, so dass nach einem Losevorgang kein neues Einlernen der Torposition erforderlich ist Zum Bilden der Losemechanik ist in weiter bevorzugter Ausgestaltung eine Manualbetatigungseinheit zum manuellen Losen der Bremseinrichtung vorgesehen Diese Manualbetatigungseinheit kann Teil der oben genannten Handbetatigungseinπchtung sein Für Industrietore wird häufig gefordert, dass diese auch manuell geschlossen oder geöffnet werden können, wenn Stromausfall vorliegt Da die Industrietore in der Regel eine Gewichtsausgleichseinπchtung aufweisen, ist dies im Normalfall auch problemlos möglich, wenn das Tor vom Antrieb entkoppelt wird Bei der hier vorgeschlagenen Losung mit frei laufendem Motor und zusätzlicher Bremseinrichtung ist lediglich das Losen der Bremseinrichtung erforderlich, um das Tor von Hand bewegen zu können Bei der Bewegung des Tores kann der Rotor des Motors drehend mitlaufen

Beispielsweise kann zur „Entriegelung" die Federbremse mittels eines Bowdenzugs oder dergleichen gelost werden Insbesondere kann der Bowdenzug an der Federlockerungseinrichtung oder an den Bremsfedern zum Lockern derselben angreifen Danach kann das Tor zum Beispiel mittels eines Griffs am Tor von Hand bewegt werden

Mit der hier vorgeschlagenen neuen Torantriebsvorrichtung können neben der Grundfunktion des Offnens und Schließens des Tores auch Sicherungsfunktionen sehr einfach implementiert werden Da in bevorzugter Ausgestaltung kein Entkoppeln des Tores von dem Torantrieb erfolgt, kann über einen am Torantrieb vorgesehenen Absolutwertgeber jederzeit die Position des Tores, auch im Falle eines Wiedereinschalten nach Stromausfall, erfasst werden Es ist ein stets sicherer Betrieb möglich Insbesondere können auch Extremsituationen wie Ausfall einer Gewichtsausgleichseinrichtung, etwa durch Federbruch, oder ähnliches beherrscht werden

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Torantriebes ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Brems- oder Haltefunktion durch eine Schenkelfeder realisiert wird, die sich um eine drehende Welle schlingt Durch die Drehbewegung der Welle - dies kann insbesondere eine gesonderte Bremswelle sein - zieht sich die Schenkelfeder zusammen und ermöglicht somit die Bremsung oder das Festhalten der Welle

Vorzugsweise entspricht der Außendurchmesser der Welle, um die die Bremsfeder gewickelt ist, im Innendurchmesser der Bremsfeder Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird ein Zusammenziehen einer um eine Welle geschlungenen Bremsfeder durch eine Drehbewegung der Welle dadurch ermöglicht, das der Durchmesser der zugeordneten Welle etwas großer ist als der Innendurchmesser der geschlungenen Bremsfeder Vorzugsweise betragt die Differenz zwischen dem Durchmesser der Welle und dem Innendurchmesser der darum geschlungenen Bremsfeder ca 0,2 mm bis 0,5 mm

Vorteilhafter Weise tritt durch ein Zusammenziehen der geschlungenen Schenkelfeder eine Selbstverstarkung der Bremswirkung auf

Durch eine als Federbremse ausgestaltete Bremseinrichtung werden weiter bevorzugt wenigstens eine, mehrere oder alle der folgenden Sicherheitsfunktionen in den Torantrieb integriert

» Halten des Tores in einer Halteposition (z B in der Position „Tor geschlossen" oder „Tor offen"), β Halten des Tores bei Ausfall einer Gewichtsausgleichseinπchtung (z B Federbruch einer Torsionsfeder der Torsionsfederwelle) oder bei Stromausfall, « Fangen (Bremsen) und Halten des Tores bei einem Ausfall einer

Gewichtsausgleichseinrichtung wahrend der Bewegung, β Krafteinwirkungsschutz von Personen und Gegenstanden wahrend der Schließbewegung, * Handbetatigung zum Offnen und Schließen des Tores ohne elektrischen Strom

Wie oben bereits erläutert kann die Bremswelle eine gesonderte Welle sein, die getπeblich mit dem Elektromotor und damit mit der Torwelle verbunden ist Dadurch lassen sich auch Untersetzungen oder Übersetzungen realisieren, um die Bremswirkung entsprechend anzupassen Eine einfachere Konstruktion ergibt sich dann, wenn die Schenkelfeder oder eine sonstige Federbremse direkt um die Torwelle oder die mit der Torwelle verbundene Abtriebswelle des Torantriebes geschlungen ist und so das aufzubringende Halte- oder Bremsmoment dem Moment an der Torwelle entspricht

Zur Anpassung der Bremskraft ist jedoch bevorzugt, dass die Bremswelle nicht die Torwelle oder die damit verbundene Abtriebswelle des Antriebes ist und dass die Bremsfeder - insbesondere die oben genannte Schenkelfeder - nicht direkt um die Torwelle oder die mit der Torwelle verbundene Abtriebswelle des Torantriebes geschlungen ist, sondern dass das aufzubringende Haltemoment oder Bremsmoment gegenüber dem Moment an der Torwelle mittels einer Ubersetzungsstufe (insbesondere mittels eines Zahnrad- oder Riemengetriebes) verkleinert ist

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Bremswelle Bestandteil des Rotors eines Direktantriebes

Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Bremswelle Bestandteil des Torantriebes und insbesondere Bestandteil einer Abtriebswelle, einer Torwelle, oder einer Welle eines weiteren Getriebes, beispielsweise einer Welle einer Zahnradstufe

Vorzugsweise bremst die Bremsfeder, die insbesondere als Schenkelfeder ausgebildet ist, durch Zusammenziehen die Drehbewegung in einem Richtungssinn (z B im Uhrzeigersinn) ab oder unterbindet diese Drehbewegung ganz Zum Abbremsen bzw Unterbinden der Drehbewegung in den entgegengesetzten Richtungssinn (z B gegen den Uhrzeigersinn) ist vorzugsweise eine zweite Bremsfeder, insbesondere eine zweite Schenkelfeder, um die gleiche Bremswelle geschlungen Die Windungsrichtungen der beiden Bremsfedern sind unterschiedlich, eine insbesondere als Schenkelfeder ausgebildete Bremsfeder hat eine linksgerichtete Windungsrichtung, die andere insbesondere als Schenkelfeder ausgebildete Bremsfeder hat eine nach rechts gerichtete Windungsrichtung

Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefugten Zeichnung naher erläutert Dann zeigt

Fig 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausfuhrungsform einer

Torantriebsvorrichtung zum Antreiben einer Torwelle, eine perspektivische Ansicht der ersten Ausfuhrungsform der

Torantriebsvorrichtung vergleichbar der Ansicht von Fig 1 , wobei einige Elemente zu Darstellungszwecken weggelassen worden sind,

eine Vorderansicht auf die Torantriebsvorrichtung von Fig 1 ,

eine Seitenansicht der Torantriebsvorrichtung von Fig 1 ,

eine Ruckansicht der Torantriebsvorrichtung von Fig 1 ,

eine geschnittene Draufsicht auf die Torantriebsvorrichtung von Fig 1 ;

eine Detailansicht von vorne auf einen Teilbereich der Torantriebsvorrichtung von Fig 1 ,

der Teilbereich von Fig 7 von der Seite gesehen,

eine Detailansicht eines Teilbereichs der Ruckansicht von Fig 5; und

der Teilbereich von Fig 7 von vorne, wobei einige Elemente zu Darstellungszwecken weggelassen worden sind;

eine perspektivische Ansicht auf eine weitere Ausfuhrungsform der

Torantriebsvorrichtung in Form eines als Direktantrieb ausgebildeten Torantrieb mit Antnebsgehause;

eine Detailansicht einer bei einer Ausgestaltung des Torantriebs von Fig 11 vorgesehen Fangeinrichtung, und

eine weitere perspektivische Ansicht des Torantriebes von Fig 11 mit Teilen einer

Handbetatigungseinnchtung,

eine perspektivische Ansicht von vorne zur weiteren Darstellung der

Handbetatigungseinnchtung des Torantriebes von Fig 11 ,

eine weitere perspektivische Ansicht des Torantriebes von Fig 11 , wobei auch eine

Torantriebssteuerung und ein weiteres Element der Handbetatigungseinnchtung dargestellt sind;

eine perspektivische Ansicht des Torantriebes von Fig 11 mit Deckel auf dem

Antnebsgehause und einer Welle der Handbetatigungseinnchtung; Fig 17 eine Ansicht vergleichbar mit Fig 16, mit betriebsfertiger Handbetatigungseinπchtung und

Fig 18 eine schematische Prinzipskizze einer weiteren Ausfuhrungsform der

Handbetatigungseinπchtung, und

Fig 19 ein alternatives Schaltelement zum Schalten einer Bremseinrichtung

Die in den Figuren als Beispiel für Torantriebsvorrichtungen dargestellten Torantriebe 10 weisen in allen ihren unterschiedlichen Ausfuhrungsformen als Elektromotor einen Torquemotor (Direktantrieb) 12 auf

Wie dies zum Beispiel naher in „EBERLEIN, W, BARAN „Besser direkt", in WISSENSPORTAL baumaschine de, 1 (2005)" beschrieben ist, sind Torquemotoren Direktmotoren, welche direkt auf Antπebswelien von Maschinen ohne Zwischenglieder wie Getriebe, Riemen oder Kupplungen montiert werden Für weitere Einzelheiten zu Torquemotoren wird ausdrucklich auf die vorerwähnte Literaturstelle verwiesen Die wichtigsten Bauelemente eines Torquemotors sind ein Stator und ein Rotor Ein Torquemotor kann vereinfacht als ein auf hohe Drehmomente optimierter, großer Servomotor mit Hohlwelle betrachtet werden

Bei den dargestellten Beispielen wird ein hochpoliger Synchronmotor 13 als Torquemotor 12 verwendet

Der Torquemotor 12 erzeugt das Drehmoment, welches zum Heben und Senken des Tores (nicht dargestellt - die Ausbildung des Tores ist analog zu dem in der EP 1 426 538 A2 dargestellten Tores Die Druckschrift EP 1 1426 538 A2 wird hiermit durch Bezugnahme inkorporiert) notwendig ist Der Torquemotor 12 arbeitet je nach Betriebszustand sowohl motorisch als auch generatorisch Daher ist auch eine Ruckgewinnung von Energie beim Abwartsfahren des Tores möglich

Dabei kann der Torquemotor 12 als Außenläufer- oder Innenlaufermaschine ausgeführt sein Der Rotor 14 des Torquemotors (Direktantriebes) ist vorzugsweise direkt oder gekuppelt, aber besonders bevorzugt ohne eine zusatzliche Übersetzung, mit der Torwelle 102 siehe z B Fig 11 und 13 - zum Beispiel Torsionsfederwelle eines Sektional- oder Kipptores oder dergleichen) verbunden Drehen des Rotors 14 durch das wandernde elektromagnetische Feld bewirkt das Drehen der Torwelle 102 Dabei sind Drehzahl und Drehmoment von Rotor 14 und Torwelle 102 vorzugsweise identisch

Im Fall des Auslosens eines Krafteinwirkungsschutz-Sensors (nicht dargestellt) erhalt der Torquemotor 12 durch eine Ansteuerungselektronik - Torantriebssteuerung 38 siehe Fig 15 - ein Signal zur sofortigen Drehrichtungsumkehr, und die Drehrichtung des Rotors 14 und damit der Torwelle wird sofort (in Sekundenbruchteilen) umkehrt In den in den Figuren dargestellten Beispielen ist der Torquemotor 12 als Außenlaufermaschine ausgeführt Der Rotor 14 hat eine als Abtriebswelle des Torquemotors 12 wirkende Hohlwelle 15 und wird mit dieser Hohlwelle direkt auf die Torwelle 102 gesteckt, wie dies beispielhaft in den Fig 11 und 13 dargestellt ist Wie insbesondere aus den Fig 1 bis 6 und 11 und insbesondere Fig 4 hervorgeht , ist der Stator 17 des Torquemotors 12 fest mit einer Basisplatte 16 eines Antπebsgehauses 100 verbunden, welches mit einer Drehmomentstutze (nicht dargestellt) am Gestell des Tores gegen Verdrehen gesichert ist

Alternativ kann das Antπebsgehause 100 des Direktantriebes als Fußgehause ausgeführt werden Die Torwelle kann dann gekuppelt oder über eine Steckverbindung mit der Hohlwelle 15 verbunden werden

Bei den bevorzugten Ausgestaltungen des Torantriebes 10, wie sie in den beigefugten Figuren wiedergegeben sind, sind neben der Hauptfunktion „Heben und Senken des Tores" folgende Sicherheitsfunktionen integriert

Halten des Tores in einer Halteposition (Tor geschlossen oder Tor offen),

Halten des Tores bei Federbruch (Ausfall einer Gewichtsausgleichseinπchtung des Tores) und Stromausfall,

Fangen (Bremsen) und Halten des Tores bei Federbruch wahrend der Bewegung,

Krafteinwirkungsschutz von Personen und Gegenstanden wahrend der Schließbewegung und

Handbetatigung zum Offnen und Schließen des Tores z B bei einem Stromausfall oder bei der Montage

Das Halten des Tores in einer Halteposition erfolgt durch eine Bremseinrichtung 18 mit einer Bremse 20

Bei der in den Fig 1 bis 10 dargestellten ersten Ausfuhrungsform, welche derzeit bevorzugt ist und die den derzeit besten möglichen Weg zur Ausfuhrung der Erfindung angibt, weist die Bremseinrichtung 18 als Bremse 20 mehrere Federbremsen 21 , 21 ' auf

In Fig 1 ist die Basisplatte 16 zusammen mit einigen wesentlichen Elementen des Torantriebes 10 dargestellt An der Basisplatte 16 ist der Torquemotor 12 gelagert Der Rotor 14 umschließt als Außenläufer den Stator 17, der deswegen in den Figuren allenfalls teilweise zu sehen ist An dem Rotor 14 ist eine Rotorverzahnung 22 als Außenverzahnung vorgesehen Weiter ist an dem Rotor 14 die als Hohlwelle 15 ausgebildete Abtriebswelle integral angeordnet Die Hohlwelle 15 weist eine Nut 24 zum Verkeilen einer in der Hohlwelle aufzunehmenden Torwelle 102 (nur bei dem zweiten Ausfuhrungsbeispiel in Fig 11 dargestellt) auf Dadurch kann die Hohlwelle 15 unmittelbar an die Torwelle 102 angekoppelt werden An der Rotorverzahnung 22 greift ein Zwischenzahnrad 26 und an dem Zwischenzahnrad 26 ein Zahnrad 28 einer Bremswelle 30 der Bremseinrichtung 18 an

Die Bremseinrichtung 18 ist mittels einer Schalteinrichtung 31 schaltbar ausgebildet, als Schalteinrichtung 31 wirkt hier ein Elektromagnet 32, der gleichzeitig mit dem Torquemotor 12 bestromt wird

Wie aus den Fig 1 und 2 ersichtlich, ist weiter an der Rotorverzahnung 22 ein Absolutwertgeber 34 vorgesehen, der mit einem Zahnrad 36 stets getneblich mit dem Rotor 14 gekoppelt ist und die Drehwinkelstellung des Rotors 14 mittels bekannter Maßnahmen, beispielsweise mittels eines (nicht dargestellten) Hall- Effekt-Drehwinkelsensors erfasst So wird stets die Drehwinkellage des Rotors 14 und damit der daran angekoppelten Torwelle erfasst und an eine in den Fig 1 bis 10 nicht dargestellte, aber gemäß der zweiten Ausfuhrungsform in Fig 16 als Block angedeutete Torantriebssteuerung 38 gegeben In der Torantriebssteuerung 38 ist ein Frequenzumrichter angeordnet, mittels dem der Torquemotor 12 angesteuert wird Auch sind in der Torantriebssteuerung in nicht fluchtigen Speichern Sollpositionen für das Tor gespeichert, die - kontrolliert über den Absolutwertgeber 34 - mittels des Torquemotors 12 angesteuert werden können

In Fig 1 ist weiter eine Handbetatigungseinπchtung 40 dargestellt, mittels der der Rotor 14 manuell gedreht werden kann und mittels der zum manuellen Drehen die Bremse 20 ausgeschaltet werden kann Die Handbetatigungseinnchtung 40 weist eine auch als ein erster Schaltmechanismus für die Bremse 20 wirkende Lagerung 42 für einen Kettentrieb 44 auf Der Kettentrieb 44 ist identisch zu dem in der EP 1 028 223 B1 gezeigten Kettentrieb ausgebildet Weiter weist die Handbetatigungseinnchtung 40 als zweiten Schaltmechanismus zum Schalten der Bremse 20 noch eine Manualbetatigungseinheit 46 auf

Im Folgenden wird die Bremseinrichtung 18 des in den Fig 1 bis 10 gezeigten ersten Ausfuhrungsbeispiels naher anhand der Darstellung in Fig 2 erläutert, worin zu besseren Darstellungszwecken der Elektromagnet 32 sowie der Kettentrieb 44 weggelassen worden sind Die Bremseinrichtung 18 weist die Federbremse 21 , 21 ' sowie eine Federlockerungseinrichtung 48 auf

Die Federbremse 21 weist die Bremswelle 30 auf, die an einem Ende das Zahnrad 28 aufweist, das mit dem Zwischenzahnrad 26 kämmt und an einem anderen Ende ein weiteres Zahnrad 50 aufweist An einem dazwischen angeordneten Wellenbereich sind zum Bilden der Federbremse 21 , 21' zwei Bremsfedern 52 angeordnet Diese werden durch eine erste Schenkelfeder 54 und eine zweite Schenkelfeder 55 gebildet Wie am besten aus Fig 4 ersichtlich, weisen beide Schenkelfedern 54, 55 ein an einer Halterung 56 festgelegtes festes Ende 57, 58, einen Windungsbereich 59, 60 sowie einen Schenkel 61 , 62 auf Die Windungsbereiche 59, 60 sind jeweils gegenläufig zueinander gewickelt und um den Wellenbereich der Bremswelle 30 gewickelt Die Dimensionen sind dabei so gewählt, dass der Innendurchmesser der beiden Windungsbereiche 59, 60 der unbelasteten Schenkelfedern 54, 55 vor dem Einbau etwas kleiner sind als der Außendurchmesser des Wellenbereiches der Bremswelle 30 Die Differenz betragt zwischen 0,2 und 0,5 mm Dadurch liegen die Windungsbereiche 59, 60 der Schenkelfedern 54, 55 im Ruhezustand vorgespannt an dem Wellenbereich der Bremswelle 30 an In einer nicht dargestellten alternativen Ausgestaltung sind zusatzlich oder alternativ zu der Vorspannung der Schenkelfedern 54, 55 gesonderte Vorspannelemente - etwa an den Schenkeln 61 , 62 angreifend -vorgesehen, um den Windungsbereich 59, 60 der Bremsfedern 52 auf die zugeordnete Bremswelle 30 zu drucken Wie in den Fig 1 bis 10 gezeigt, stehen die beiden Schenkel 61 , 62 von der Bremswelle 30 tangential ab und werden durch die Federlockerungseinrichtung 48 erfasst

Die Federlockerungseinrichtung 48 weist je eine Nocke 64, 65 pro Schenkelfeder 54, 55 auf Die beiden Nocken 64, 65 sind an einer Nockenwelle 66 gelagert, die durch Verschwenkung der Lagerung 42 verdrehbar ist Die beiden Schenkel 61 , 62 nehmen die Nockenwelle 66 zwischen sich auf, so dass bei Verdrehung der Nockenwelle in die eine Drehrichtung der eine Schenkel 61 weiter weg gebogen und somit der zugeordnete Windungsbereich 59 von der Bremswelle gelost wird, und bei Drehung der Nockenwelle 66 in die entgegengesetzte Richtung der andere Schenkel 62 von der Nockenwelle 66 weggebogen wird, wodurch der andere Windungsbereich 60 entsprechend von der Bremswelle 30 gelost wird

Wie am besten aus Fig 3 ersichtlich, ist die Lagerung 42 des Kettentriebes 44 um eine Schwenkachse 68 schwenkbar gelagert An dem entgegengesetzten Ende ist die Lagerung 42 über ein Gestänge 70 mit der Nockenwelle 66 der Federlockerungseinrichtung 48 verbunden Wie dies in der EP 1 028 223 B1 naher erläutert und gezeigt ist, greift eine Kette 72 des Kettentriebs 44 an einem als Hohlrad mit Innenverzahnung mit angeordneten Kettenrad (hier nicht dargestellt) an Dieses Hohlrad ist mit Spiel von einem Innenzahnrad 74 auf einer zentrisch angeordneten Welle 76 (siehe Fig 4) herum angeordnet Die Lagerung 42 ist mittels Federn 78 in ihre in Fig 3 und 4 dargestellte Mittellage, wo das Kettenhohlrad das Innenzahnrad 74 nicht erfasst, vorgespannt

Bei Zug an einem Strang der Kette 72 wird die Lagerung 42 jedoch entgegen die Vorspannung der Federn 78 um die Schwenkachse 78 in Zugrichtung verschwenkt Dadurch gelangt das Kettenhohlrad in Eingriff mit dem Innenzahnrad 74 Die Welle 76 des Innenzahnrades ist, wie dies in Fig 4 naher dargestellt ist, über ein Zwischenzahnrad 80 mit dem weiteren Zahnrad 50 der Bremswelle in Eingriff Über die Bremswelle 30 und das Zwischenzahnrad 26 ist so die Welle 76 der Handbetatigungseinπchtung 40 mit der Rotorverzahnung 22 in Eingriff

Das Gestänge 70 ist derart eingestellt, dass erst bei Eingriff zwischen Innenzahnrad 74 und Kettenhohlrad ein Losen der entsprechenden Schenkelfeder 54, 55 von der Bremswelle 30 erfolgt

Die Federlockerungseinrichtung 48 weist neben der Nockenwelle 66 mit den beiden Nocken 64, 65 noch einen an den beiden Schenkeln 61 , 62 angreifenden, mittels des Elektromagneten 32 verschiebbaren Schieber 82 auf Die Schenkel 61 , 62 sind in Langlochem (nicht dargestellt) des Schiebers 82 aufgenommen, so dass bei Zug des Schiebers 82 in die eine Richtung (z B nach unten in Fig 7) nur der eine Schenkel 61 zur Lockerung der ersten Schenkelfeder 54 bewegt wird, wahrend der zweite Schenkel 62 der zweiten Schenkelfeder 55 unbewegt bleibt Bei Verschieben des

Schiebers 82 in die entgegengesetzte Richtung (z B nach oben in Fig 7) wird dann nur der zweite Schenkel 62, nämlich derjenige der zweiten Schenkelfeder 55 zur Lockerung dieser zweiten Schenkelfeder 55 bewegt

Wie erläutert kann der Schieber 82 durch den Elektromagneten 32 bewegt werden Hierzu ist der Schieber 82 mit einem Stangenbereich 84 versehen, welcher sich durch den Elektromagneten 32 hindurch erstreckt Weiter ist der Schieber 82 durch den Schaltmechanismus der Handbetatigungseinπchtung 40, also hier durch die Manualbetatigungseinheit 46 bewegbar Hierzu greift an dem Schieber 82, hier an dem Stangenbereich 84 an dem entgegengesetzten Ende, ein Stift 86 an einer Schwenkwelle 88 der Manualbetatigungseinheit 46 an

Wie aus Fig 8 und Fig 5 ersichtlich, hat die Manualbetatigungseinnchtung 46 auf der Ruckseite der Basisplatte 16 einen Hebel 90, der mit der Schwenkwelle 88 zur gemeinsamen Drehung verbunden ist und der über eine Flaschenzugkonstruktion 92 mittels eines Bowdenzugs 94 verschwenkbar ist

Der Bowdenzug 94 lasst sich mittels einer Notentriegelungsvorrichtung bedienen, die hier nicht weiter dargestellt ist, jedoch genauso wie in der DE 1 035 667 A1 , der DE 102 56 480 A1 oder der EP 1 418 296 B1 dargestellt und gezeigt ausgestaltet sein kann

Durch Zug an dem Bowdenzug 94 wird der Hebel 90 verschwenkt Dadurch wird die Schwenkwelle 88 verschwenkt, so dass über den Stift 86 der Schieber 82 bewegt wird, um so eine der Schenkelfedern 54, 55 zu lockern und damit die Bremseinrichtung 18 zu losen Dadurch kann ein an die Hohlwelle 15 angeschlossenes Tor ohne Entkupplung der Torwelle 102 von dem Rotor 14 und damit ohne Entkupplung von dem Absolutwertgeber 34 manuell bewegt werden

Die in den Fig 11 bis 17 gezeigte zweite Ausfuhrungsform des Torantriebs 10 unterscheidet sich von der in den Fig 1 bis 10 gezeigten ersten Ausfuhrungsform im Wesentlichen durch die Ausfuhrung der Bremseinrichtung 18 und der Bremse 20

Im Folgenden wird der Aufbau der zweiten Ausfuhrungsform anhand der Darstellung in den Fig 11 bis 17 naher erläutert Bei der zweiten Ausfuhrungsform ist als Bremse 20 eine Bandbremse 120 vorgesehen, so dass ein Funktionsteil der Bremse 20 in eine Komponente des Direktantriebes integriert ist Bestimmte Flachen des Rotors 14 des Direktantriebes sind dann gleichzeitig Funktionsflachen - insbesondere eine Brems- oder Halteflachen 122 - der Haltebremse An diese Brems- und Halteflachen 122 greifen die beweglichen Wirkelemente der Bremse 20 an

In dem zweiten Ausfuhrungsbeispiel gemäß den Fig 11 bis 17 ist die Mantelfläche (bzw ein Teil dieser Mantelflache) des Rotors 14 die Bremsflache 122 für ein Bremsband 124 (alternativ für Bremsbacken o a , nicht dargestellt), welches, betätigt über eine schaltbare Spanneinrichtung 126, federkraftbetatigt den Rotor 14 bremst Gelost wird die Bremse 120 durch einen Elektromagneten 128 Zur Optimierung von Feder und/oder Magnet dient ein Betatigungsmechanismus 130 (z B Kniehebel)

Alternativ kann z B die Stirnseite des Rotors 14 oder ein am Rotor integrierter Flansch die Bremsflache für eine Scheibenbremse (nicht dargestellt) sein

Zum Halten des Tores bei Federbruch und Stromausfall ist bei der in den Fig 11 bis 17 gezeigten zweiten Ausfuhrungsform eine Halteeinrichtung 132 vorgesehen, bei der ein Funktionsteil in eine Komponente des Direktantriebes integriert ist, siehe insbesondere Fig 13

Bestimmte Flachen und/oder Elemente des Rotors 14 des Direktantriebes sind gleichzeitig Funktionselemente, namhch insbesondere Bremselemente und/oder Halteelemente 134 der Halteeinrichtung 132 In diese Halteelemente 134 greifen die Wirkelemente der Halteeinrichtung 132 an und verhindern eine Bewegung des Rotors 14 und damit des Tores

In dem zweiten Ausfuhrungsbeispiel enthalt der Rotor 14 an der Mantelflache Vertiefungen 136 (z B Bohrungen oder Hohlräume), in die ein Fangelement 138 - hier in Form eines Fangstiftes 139 - im Fall des Haltens (Bremsens) formschlussig und federkraftbetatigt eingreift Das Losen des Fangelementes 138 erfolgt über einen Elektromagneten 140

Alternativ kann gemäß einer nicht dargestellten weiteren Ausfuhrungsform z B die Stirnseite des Rotors 14 formschlussige Elemente (z B Verzahnungen) aufweisen, in die entsprechende Gegenelemente eingreifen

Wie am besten aus Fig 12 ersichtlich, ist bei der dargestellten zweiten Ausfuhrungsform zum Fangen (Bremsen) und Halten des Tores bei Federbruch in einer Gewichtsausgleichseinrichtung des Tores wahrend der Bewegung eine Fangeinrichtung 142 vorgesehen, bei der ein Funktionsteil in eine Komponente des Direktantriebes integriert ist

Bestimmte Flachen und/oder Elemente des Rotors 14 des Direktantriebes sind gleichzeitig Funktionselemente, d h insbesondere Fangelemente der Fangeinrichtung 142 In diese Fangelemente greifen die Wirkelemente der Fangeinrichtung 142 an und stoppen die Bewegung des Rotors 14 und damit des Tores

In dem ausgeführten Beispiel dienen identische Elemente sowohl für das Halten und Bremsen bei Stromausfall als auch für das Fangen bei Federbruch In dem Beispiel ist demnach die Halteeinrichtung 132 gleichzeitig als Fangeinrichtung 142 ausgeführt und die Fangelemente 138 der Halteeinrichtung 132 sind gleichzeitig die Fangelemente der Fangeinrichtung 142

Ein Krafteinwirkungsschutz von Personen und Gegenstanden wahrend der Schließ- und Offnungsbewegung ist auch in den Direktantrieb gemäß beider Ausfuhrungsformen integriert und erfolgt derart, dass die Auslosung durch den Vergleich von erlernten Momenten-Verfahrkurven und den aktuellen Verfahrgroßen erfolgt Dies hat den Vorteil, dass die Abbremsung und Richtungsumkehr schneller und zuverlässiger eingeleitet werden kann, als dies mit dem alleinigen Einsatz von sequentiell abgefragten Signalen eines Torkanten-Sensors (z B eine Schließkantensicherung, insbesondere mit Lichtschranke) erfolgen konnte Weiter entfallen durch den direkten Eingriff in die Wechselrichter-Ansteuerung der Einsatz von Drehπchtungsumkehr-Schutzen sowie deren Totzeiten

Zur Steuerung ist bei beiden Ausfuhrungsformen die nur in Fig 15 dargestellte Torantriebseinrichtung 38 vorgesehen Diese hat einen Frequenzumrichter, um den Torquemotor 12 zu beschleunigen, abzubremsen und nach vorgegebenen Verfahrkurven in vorbestimmte Positionen zu fahren

Die Torsteuerung 38 ist weiter darauf programmiert, das sie bei einer durch den Absolutwertgeber 34 erfassten Überschreitung von vorbestimmten Drehgeschwindigkeiten oder Drehgeschwindigkeitsanderungen die Elektromagneten 32 bzw 128, 140 derart schaltet, dass die Bremse 20 in Brems- und Blocklerstellung gebracht wird

Wie bei der ersten Ausfuhrungsform ist auch bei der zweiten Ausfuhrungsform weiter eine Handbetatigungseinπchtung 144 zum Offnen und Schließen des Tores ohne elektrischen Strom in den als Direktantrieb einsetzbaren Torantrieb 10 integriert, siehe insbesondere Fig 13 bis 17

Dabei ist auch bei der zweiten Ausfuhrungsform eine Verzahnung des Rotors -Rotorverzahnung 146 - vorgesehen

Bei der in den Fig 13 bis 17 naher dargestellten Handbetatigungseinπchtung 144 gemäß der zweiten Ausfuhrungsform wird bei Betätigung der Handbetatigungseinπchtung 144 (Zug an einer Kette 148) ein weiteres Zahnrad - Handbetatigungs-Zahnrad 150 - in die Rotorverzahnung 146 eingeschwenkt Dadurch entsteht eine Übersetzung, durch die die zum Heben/Halten des Tores notwendige Kraft am Handrad - Kettenrad 152 - reduziert wird Beim Loslassen der Kette 148 trennt eine Feder 154 das Handbetatigungs-Zahnrad 150 von der Rotorverzahnung 146

Folgende Funktionsbewegungen zur Not-Handbetatigung sind bei der zweiten Ausfuhrungsform in einen Bewegungsablauf integriert

Einschwenken des Handbetatigungs-Zahnrades 150,

Lüften der Haltebremse - Bremse 20 - und

Ziehen des Fangstiftes 139 (Fangelement 138), bzw gegenwirkend

Losen des Handbetatigungs-Zahnrades 150,

Betatigen der Haltebremse - Bremse 20 - und

Einfallen des Fangstiftes 139 (Blockieren) Weiter ist auch bei der zweiten Ausfuhrungsform eine Handbetatigung zum Offnen und Schließen des Tores ohne elektrischen Strom in den Direktantrieb integriert, mit deren Hilfe über ein- und auskuppelbare Bauteile (Zahnrad, Hebel) der Rotor 114 aktiviert (Bremse und Blockierung werden gelost) und der Rotor 14 und damit die Torwelle 102 von Hand bewegt werden kann

Für den Antrieb von Industrietoren (Sektionaltore, Rolltore und Schnelllauftore) soll gemäß der hier vorgeschlagenen Konstruktion ein Torquemotor 12 eingesetzt werden Ein solcher Motor kommt ohne das üblicherweise vorhandene ruckwirkend selbsthemmende Getriebe aus und treibt direkt die Torwelle 102 an Somit sind hohe Drehzahlen am Motor nicht gefordert

Wenn dieser Motor (aus welchem Grunde auch immer) unbestromt ist, kann er kein Moment aufbringen, um das Tor in der jeweiligen Position zu halten - eine Aufgabe, die bei herkömmlichen Torantrieben das zugehörige Getriebe übernimmt

Deshalb werden hier Ersatzkonstruktionen eingesetzt, um das Tor bei unbestromten Motor in seiner jeweiligen Position zu halten, da auch der Motor nicht dauerhaft bestromt werden kann

Weiterhin übernimmt das bisher bei üblichen Torantrieben eingesetzte Getriebe bei gewichtsausgeglichenen Toren das Ungleichgewicht bei Federbruch Bei nicht gewichtsausgeglichenen Toren wird der Getriebebruch durch eine Fangeinrichtung 142, die auch als Federbremse 21 , 21 ' ausgebildet sein kann, abgesichert

Bei den bisher bekannten Antrieben mit selbsthemmenden Getriebe musste bisher das selbsthemmende Getriebe zur Not-Handbetatigung abgekuppelt werden Dies ist bei dem hier dargestellten Torantrieb 10 nicht mehr notwendig, der Torantrieb 10 kann permanent an die Torwelle 102 angekuppelt bleiben, so dass einmal eingelernte Torpositionen nicht durch ein Abkuppeln verloren gehen können

Die beiden Ausfuhrungsformen unterscheiden sich im Wesentlichen durch die Ausbildung der Halte- und Bremseinrichtung 18, 132 Die Bremseinrichtung 18 und die Halteeinrichtung 132 sind bei der zweiten Ausfuhrungsform getrennt ausgeführt, wobei die Bremseinrichtung 18 als Bremse 20 eine Bandbremse 120 aufweist Die Bandbremse-Funktion der zweiten Ausfuhrungsform wird im Folgenden naher erläutert

Die Bandbremse 120 ist eine Haltebremse, nur für den Fall, dass bei einer Torfahrt ein Stromausfall auftritt, wird sie zu kurzzeitig zu einer Betriebsbremse

Die Bandbremse 120 weist als Bremsband 124 ein beschichtetes Stahlband und einen Elektromagneten 128 auf Das Stahlband ist bei bestromten Elektromagneten 128 außer Funktion Der Elektromagnet 128, der eine Schalteinrichtung der Bremse 20 bildet, wird gleichzeitig wie der Torquemotor 12 bestromt Sobald der Elektromagnet 128 stromlos wird, sorgt die eine dort eingesetzte Druckfeder 160 über ein Kniehebel-Gestänge 162 (allgemein einen Kraftverstarker) dafür, dass das Bremsband 124 den Rotor 14 kraft- und reibschlussig umschlingt

Die Halteeinrichtung 132 der zweiten Ausfuhrungsform hat auch die Funktion als Fangeinrichtung 142 und hat als Halte- und Fangelement 138 einen Fangstift 139 Im Folgenden wird die Fang(stιft)- Funktion der zweiten Ausfuhrungsform naher erläutert

Der Fangstift 139 hat zusätzlich zur Bandbremse 120 die Funktion, bei nicht gewichtsausgeglichenen Toren das Tor-Ungleichgewicht bei Federbruch aufzunehmen Hierzu ist der weitere Elektromagnet 140 vorgesehen, der den Fangstift 139 bewegt

Sobald der weitere Elektromagnet 140 stromlos wird, sorgt eine am Fangstift 138 vorgesehene Druckfeder 164 dafür, dass der Fangstift 139 formschlussig in die Vertiefungen 136 bildende Fangtaschen eingreift, die gleichmäßig über den Umfang des Rotors 14 verteilt sind und den Rotor 14 stoppt

Im Folgenden wird die durch die Handbetatigungseinπchtung 144 ermöglichte Not-Handbetatigung- Funktion des in den Fig 11 bis 17 gezeigten zweiten Ausfuhrungsbeispiels naher erläutert

Die Not-Handbetatigung wird bei Stromausfall dafür genutzt, das Tor mit Hilfe einer Getriebeuntersetzung manuell zu bedienen Hierbei schwenkt ein Hilfszahnrad (hier das Handbetatigungs-Zahnrad 150) formschlussig in die Rotorverzahnung 146 und treibt den Rotor 14 an Dabei werden die Bandbremse 120 und der Fangstift 139 erst dann inaktiv gesetzt, nachdem das Handbetatigungs-Zahnrad 150 in Eingriff ist

Durch die genannten Maßnahmen kann auf selbsthemmende Getriebe, wie zum Beispiel Schneckengetriebe verzichtet werden Diese Getriebe haben einen sehr schlechten Wirkungsgrad, waren bisher aber wegen der Sicherheitsanforderungen für notwendig erachtet worden Ohne solche selbsthemmenden Getriebe kann ein viel höherer Wirkungsgrad erreicht werden Insbesondere mit den torantπebsinternen Maßnahmen zum Halten und/oder Bremsen können dennoch die wichtigsten bisher von den selbsthemmenden Getrieben wahrgenommenen Sicherheitsfunktionen ohne weiteres bereit gestellt werden

Wenngleich, wie Tests gezeigt haben, der Torantrieb 10 gemäß der zweiten Ausfuhrungsform gut funktioniert, so kann es bei längerem Gebrauch der Bandbremse 120 zu Verschleißerscheinungen kommen Auch ist die Konstruktion der Fangeinrichtung 142 mit dem weiteren Elektromagneten 140 aufwandig in Herstellung und Steuerung Daher wird die in den Fig 1 bis 10 dargestellte erste Ausfuhrungsform derzeit bevorzugt, bei der sowohl die Bremsfunktion als auch die Haltefunktion und die Fangfunktion durch die als Federbremse ausgeführte Bremse 20 wahrgenommen wird

Figur 18 zeigt als Prinzipskizze eine dritte Ausfuhrungsform des Torantriebes 10, die in den wesentlichen Bauteilen mit der erstein Ausfuhrungsform übereinstimmt Diese wesentlichen Bauteile wie insbesondere die Bremseinrichtung 18 sind daher in Figur 18 nicht noch einmal gezeigt Der Unterschied der dritten Ausfuhrungsform gegenüber der ersten Ausfuhrungsform beruht in dem Prinzip der Handbetatigungseinπchtung 40

Diese Handbetatigungseinπchtung 40 der dritten Ausfuhrungsform weist ebenfalls wie diejenige der ersten Ausfuhrungsform einen Kettentrieb 44 auf Die Kette 72 greift hier jedoch an einem Kettenrad 166 an, das drehfest mit einem Schneckenrad 168 verbunden ist Dieses Schneckenrad 168 kämmt mit einem Zahnrad 170 auf einer Handbetatigungswelle 172, die über einen nicht naher dargestellten Kupplungsmechanismus an ein mit der Rotorverzahnung 22 kämmendes Zwischenzahnrad 174 ankoppelbar ist Dieser Kupplungsmechanismus ist derart ausgebildet, dass nach dem Ankoppeln der Handbetatigungswelle 172 die Federbremse 21 gelost wird Das Schneckenrad 168 und das Zahnrad 170 bilden ein selbsthemmendes Scheckenradgetπebe, das hier aber nur der Handbetatigungseinnchtung 40 zugeordnet ist und nur dann mit dem Motor gekoppelt wird, wenn eine Handbetatigung durchzufuhren ist Die Kupplungseinrichtung konnte beispielsweise dadurch ausgebildet sein, dass das selbsthemmende Getriebe 176, welches die Handbetatigungswelle 172, das Zahnrad 170 und das Schneckenrad 168 aufweist, an einer Schwenklagerung ähnlich wie die Lagerung 42 gelagert ist und durch Verschwenken dieser Lagerung in die in Figur 18 gezeigte Eingreifstellung bringbar ist

In Figur 19 ist noch ein viertes Ausfuhrungsbeispiel für den Torantrieb 10 dargestellt, welches ebenfalls eine Abwandlung der in Figur 1 dargestellten ersten Ausfuhrungsform ist Auch hier sind alle Elemente vergleichbar zu dem Torantrieb 10 der ersten Ausfuhrungsform ausgebildet und dabei nicht mehr im Detail gezeigt, unterschiedlich ist jedoch die Anordnung der Bremswelle 30 und die Ausbildung der Federlockerungseinrichtung 48 Wie dargestellt, enthalt die Federlockerungseinrichtung 48 bei der vierten Ausfuhrungsform ein Hebelgestange 180 mit zwei Hebeln 182 und 184 Beide Hebel 182, 184 sind mit einem ersten Ende schwenkbar an dem Schieber 82 angelenkt Das andere Ende des jeweiligen Hebels 182, 184 ist mit einem Langloch schwenkbar an jeweils einem Schenkel 61 , 62 angelenkt

Im stromlosen Zustand des Elektromagneten 32 ist der Schieber 82 in einer von der Bremswelle 30 weiter weg entfernten zurückgezogenen Position angeordnet Die beiden Hebel 182, 184 schließen einen relativ kleinen Winkel zwischen sich ein, die Schenkel 61 , 62 bleiben so unbelastet, und die Schenkelfedern 54, 55 befinden sich in der Eingreifstellung Wird der Elektromagnet 32 bestromt, so wird der Schieber 82 hm zu der Bremswelle 30 hingeschoben Hierdurch werden die Hebel 182, 1854 auseinander gedruckt, so das beide Schenkel 61 , 62 voneinander weggebogen werden und die Schenkelfedern 54, 55 von der Bremswelle 30 abgehoben werden Dadurch kann die Bremswelle 30 drehen

Alle weiteren, die Federbremse zu losenden Einrichtung, insbesondere die Handbetatigungseinπchtung 40 sowie die Manualbetatigungseinheit 46 greifen zur Entlastung der Federbremse an dem Hebelgestange 180 an, um es von der Eingreifstellung (Ruhezustand) in die Losestellung zu bringen Dies ist in Fig 19 durch einen durch die Handbetatigungseinπchtung 40 oder die Manualbetatigungseinheit 46 betatigbaren Hebel 90 angedeutet, der am Hebelgestange 180 im Bereich des Schiebers 82 angreift

Bezugszeichenliste:

10 Torantrieb

12 Torquemotor

13 Synchronmotor

14 Rotor

15 Hohlwelle (Abtriebswelle)

16 Basisplatte (eines Antriebsgehäuses)

17 Stator

18 Bremseinrichtung 0 Bremse 1 Federbremse 1 ' Federbremse 2 Rotorverzahnung 4 Nut in der Hohlwelle 6 Zwischenzahnrad 8 Zahnrad

30 Bremswelle

31 Schalteinrichtung

32 Elektromagnet

34 Absolutwertgeber

36 Zahnrad

38 Torantriebssteuerung 0 Handbetätigungseinrichtung 2 Lagerung 4 Kettentrieb 6 Manualbetätigungseinheit 8 Federlockerungseinrichtung 0 weiteres Zahnrad der Bremswelle

52 Bremsfeder 4 erste Schenkelfeder 5 zweite Schenkelfeder

56 Halterung

57 festes Ende

58 festes Ende

59 Windungsbereich 0 Windungsbereich 1 Schenkel 2 Schenkel 4 Nocke 5 Nocke Nockenwelle

Schwenkachse der Lagerung

Gestänge

Kette

Innenzahnrad

Welle

Federn

Zwischenzahnrad

Schieber

Stangenbereich

Stift

Schwenkwelle

Hebel

Flaschenzugkonstruktion

Bowdenzug

Deckplatte des Antriebsgehäuses

Antriebsgehäuse

Torwelle

Bandbremse

Brems- und/oder Haltefläche

Bremsband schaltbare Spanneinrichtung

Elektromagnet

Betätigungsmechanismus

Halteeinrichtung

Brems- oder Halteelemente

Vertiefungen

Fangelement

Fangstift

Elektromagnet

Fangeinrichtung

Handbetätigungseinrichtung

Rotorverzahnung

Kette

Handbetätigungs-Zahnrad (Hilfszahnrad)

Kettenrad

Feder

Druckfeder

Kniehebel-Gestänge

Druckfeder

Kettenrad 168 Schneckenrad

170 Zahnrad

172 Handbetätigungswelle

174 Zwischenzahnrad

176 selbsthemmendes

180 Hebelgestänge

182 Hebel

184 Hebel

Claims

Patentansprüche

1. Torantriebsvorrichtung (10), insbesondere zum Antreiben eines zumindest teilweise anzuhebenden Tores, mit einem Elektromotor mit einem Rotor (14) und einem Stator (17), dadurch gekennzeichnet, dass eine Halte- und/oder Bremseinrichtung (132, 18) zum Halten oder Bremsen des Rotors (14) in Ruhezeiten und/oder Störfällen vorgesehen ist.

2. Torantriebsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (14) ohne Getriebeuntersetzung an eine Torwelle des Tores angeschlossen ist.

3. Torantriebsvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor ein Torquemotor (12) ist.

4. Torantriebsvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halte- und/oder Bremseinrichtung (132, 18) eine Bremse (20), insbesondere Bandbremse (120) oder Federbremse (21 ), zum Halten und/oder Bremsen des Rotors (14) aufweist.

5. Torantriebsvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halte- und/oder Bremseinrichtung (132, 18) ein Fangelement (138) zum formschlüssigen Eingreifen in den Rotor (14) aufweist.

6. Torantriebsvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zum Antreiben eines Tores ausgebildet ist, das einen Torflügel und eine Torwelle aufweist, wobei die Torwelle mit dem Torblatt getrieblich gekoppelt ist, so dass sich das Torblatt bei Drehen der Torwelle bewegt und sich die Torwelle bei Bewegen des Torblatts dreht, wobei die Torantriebsvorrichtung eine Abtriebswelle (15) zum Aufsetzen oder zum getrieblichen Ankuppeln an die Torwelle, um die Torwelle und dadurch den Torflügel anzutreiben, und einen Motor (12, 13) zum Antreiben der Abtriebswelle (15) aufweist.

7. Torantriebsvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (18) schaltbar ausgebildet ist zum Bremsen und/oder Blockieren der

Abtriebswelle (15) bei Stillstand des Elektromotors (12, 13) und dass eine Schalteinrichtung (31 ) zum Lösen der Bremse beim Laufen des Motors vorgesehen ist.

8. Torantriebsvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (18) wenigstens eine erste Federbremse (21 ), insbesondere eine Schraubenfederbremse oder Spiralfederbremse, hat, die eine um die Abtriebswelle (15) oder eine zur gemeinsamen Drehung mit der Abtriebswelle gekoppelte Bremswelle (30) geschlungene Bremsfeder (52), insbesondere Schenkel-, Schrauben- oder Spiralfeder, aufweist, um die Abtriebswelle (15) oder die Bremswelle (30) bei Drehung in einer ersten Richtung zu bremsen und zu blockieren.

9. Torantriebsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (18) wenigstens eine zweite Federbremse (21 '), insbesondere Schraubenfederbremse oder Spiralfederbremse, hat, die eine um die Abtriebswelle (15) oder die Bremswelle (30) oder eine zur gemeinsamen Drehung mit der Abtriebswelle (15) gekoppelte weitere Bremswelle geschlungene Bremsfeder (52), insbesondere Schrauben- oder Spiralfeder, aufweist, um die Abtriebswelle (15) oder die Bremswelle (30) oder die weitere Bremswelle bei Drehung in einer zweiten Richtung zu bremsen und zu blockieren.

10. Torantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (31 ) eine schaltbare Federlockerungseinrichtung (48) zum Schaffen eines Abstandes der Bremsfeder (52) von der Welle (30), um die sie geschlungen ist, aufweist.

11. Torantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Bremsfeder (52) im Ruhezustand vorgespannt um ihre jeweils zugeordnete Welle (30) geschlungen an dieser Welle anliegt, um diese bei Drehen zu blockieren.

12. Torantriebsvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Handbetätigungseinrichtung (40, 144) zum manuellen Bewegen der Abtriebswelle (15) vorgesehen ist, die einen Schaltmechanismus zum Lösen der Halte- und/oder Bremseinrichtung (132, 18) bei Handbetätigung und zum Anziehen der Halte- und/oder Bremseinrichtung (132, 18) beim Beenden der Hand betätig ung aufweist.

13. Torantriebsvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (12, 13) auf der Abtriebswelle sitzt, so dass die Abtriebswelle durch eine Motorwelle oder den Rotor (14) des Motors (12, 13) gebildet ist.

14. Torantriebsvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor ein vielpoliger Synchronmotor (13) ist.

15. Torantriebsvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Torantriebsvorrichtung zur aktiven Schließung des Tores unter Andrücken des Tores in die Schließposition ausgelegt ist.

16. Torantriebsvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der frei laufende Rotor (14) permanent und frei laufend zur gemeinsamen Drehung ohne Selbsthemmung an die Abtriebswelle (15) angeschlossen ist, um die Torwelle permanent, ohne schaltbare Kupplung, an den frei drehbaren Rotor (14) zur gemeinsamen Drehung anzuschließen.

17. Torantriebsvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass an den Rotor (14) ein Drehsensor, insbesondere in Form eines Absolutwertgebers (34), zur permanenten Bestimmung der Torposition, insbesondere der absoluten Torposition, angeschlossen ist.