EP3235994A1 - Antriebsvorrichtung für ein anzutreibendes element - Google Patents
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- EP3235994A1 EP3235994A1 EP17165238.1A EP17165238A EP3235994A1 EP 3235994 A1 EP3235994 A1 EP 3235994A1 EP 17165238 A EP17165238 A EP 17165238A EP 3235994 A1 EP3235994 A1 EP 3235994A1
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- E05Y2900/51—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles for railway cars or mass transit vehicles
Definitions
- the present invention relates to a drive device for driving an element with a toothed belt, a toothed disc and an at least partially non-linear guideway, in which the element is guided via a guide means.
- Timing belts usually have a smooth side and a side with teeth. Usually, the smooth side is outside, while the inside of the belt is provided with the teeth.
- the toothed belt encloses the toothed disc, wherein the teeth of the toothed belt engage in tooth recesses of the toothed disc, so that the toothed disc drives the toothed belt over the tooth recesses and teeth.
- Timing belt drives are often used for the transport of horizontally transported or moving objects.
- toothed belt drives also serve as door operators for opening and closing vehicle doors, in particular for doors of vehicles of public local and long-distance traffic.
- toothed pulleys Often, only one of the toothed pulleys is driven in a rotating toothed belt drive, while the other or more toothed pulleys only run along and deflect the toothed belt.
- connection of the elements to be conveyed or transported to the toothed belt takes place, for example, via drivers. Often problems arise in that the attachment of the driver on the timing belt is not sufficient to transmit high driving forces.
- the drivers solve due to peak loads or during operation, which causes repair costs and costs.
- Timing belts are usually made of plastic material that is reinforced by longitudinal cables or wires. The essential for absorbing the tensile forces ropes or wires must not by attaching the driver damaged, otherwise the stability and tear resistance of the toothed belt is impaired. This also limits the power transmission to be driven or entrained elements via drivers.
- Another problem is that a force transmission takes place only along the longitudinal extension of the toothed belt, ie in the x direction.
- a deflection of the element driven by the driver for example via guide rails is possible, but causes a high loss of drive energy by dividing the introduction of force into an x-component, (parallel to the direction of movement of the toothed belt) and a y-component (transverse to the direction of movement of the toothed belt ).
- the drive is provided by a toothed belt drive, the door being connected to the toothed belt via a driver. Due to the straight course of the toothed belt, the driving force is introduced only in one direction (x-direction), but divided in the course of movement due to the curved guide rail in an x-component and a y-component (transverse to the x-direction). This division results in significant losses of the drive energy.
- the object of the present invention is to avoid the above-mentioned disadvantages of the prior art by an improved drive device for driving an element which has a toothed belt drive.
- the drive device should improve the use of drive energy and ensure a durable and low-maintenance operation of the belt drive.
- the drive device according to the invention is particularly suitable for driving sliding sliding doors or similar elements, such as windows or flaps.
- the force originating from the toothed belt drive is optimally transferred to the element to be driven even when it is deflected out of the straight guide track in another direction via the toothed disc according to the invention.
- the drive device therefore has a toothed disc with tooth recesses for entrainment of teeth of the toothed belt and Kraftmit psychologyaussparungen for entrainment of the at least one Kraftmit supplementss, which usually does not drive, but only deflects the timing belt.
- this toothed disk can also be designed as a driving toothed disk. Then, the driving force is transmitted from the toothed pulley to the toothed belt or the driven element not only on the teeth of the toothed belt, but also on the at least one Kraftmit facilitator, which is in corresponding Kraftmit gestaussparitch the toothed wheel. As a result, if necessary. Even larger forces can be transmitted.
- the force transducer is fastened exclusively by clamping on the toothed belt.
- the clamping connection has the significant advantage that the structure of the toothed belt is not changed by the attachment.
- the ropes or wires which are essential for the tensile strength remain intact inside the toothed belt.
- the power cam is preferably divided into an upper side and a lower side, between which the toothed belt is arranged in the attached state.
- the underside is arranged on the toothed side of the toothed belt and may have an inner side facing the toothed belt for improved force transmission in the x-direction, which corresponds to the teeth of the toothed belt.
- the lower part may have a serrated contour in which teeth of the toothed belt come to rest. This leads to a form-locking connection of Kraftmit ceremonies with the timing belt.
- connection of the top and the bottom can be made by any suitable means. It has proved to be advantageous if the power cam has a length which exceeds a width of the toothed belt (transverse to the longitudinal extent).
- the length of the Kraftmit clergy is arranged in a state attached to the toothed belt transversely to the direction or longitudinal extension of the toothed belt.
- Connecting elements, such as screws connect the upper part with the lower part, wherein the screws are arranged laterally of the toothed belt and not penetrate.
- the power cam also forms a connecting element, which is connectable to the driven element.
- a projection is provided, which is connectable to the driving element or an additional intermediate connecting element.
- Such a supernatant may be formed for example by a cylindrical stub axle.
- a stub axle is particularly suitable because it allows a pivotal or rotatable connection with the element to be driven or the interposed intermediate connecting element.
- the pivoting or rotation between the connecting element and the element to be driven is necessary in order to be able to guide the driven element along the circumference of the toothed disc, if this deflects the power cam.
- the swivel or rotation must but not necessarily be ensured by the power cam or the connecting element itself, is also possible a rigid connection at this point, if the swivel or rotation is realized elsewhere between the power driver and the driven element.
- the power cam is designed as a substantially cylindrical element, wherein a lateral projection over the width of the toothed belt, so an end-side stub axle serves as a connecting element.
- the power cam may have only a single connecting element on one side of the toothed belt or two connecting elements on both sides of the toothed belt.
- the power transmission to the driven element can be further improved by arranging a plurality of force drivers side by side on the toothed belt, which are connected to a single element to be driven.
- An additional connecting plate connects the at least two Kraftmit facilitator such that tensile forces can be transmitted from a Kraftmit commentary on the adjacent Kraftmit repertoire via the connecting plate.
- the connecting plate must be pivotally or rotatably attached to one of the two power users for this purpose and preferably has a curved slot into which a power transmission section of the adjacent Kraftmit ceremonies extends.
- the power transmission section may be formed by the connecting element, that is, for example, by a stub axle, which extends through the curved slot.
- the curved slot is necessary because otherwise a deflection of the belt over the toothed pulley would not be possible.
- an odd number of Kraftmitsupplementaryn may be provided, which are interconnected via the connecting plate.
- the connecting plate is pivotally or rotatably mounted on the middle Kraftmitnado-inducible substance, wherein force transmission sections of the adjacent Kraftmitsupplementary extend into corresponding curved slots. Only the middle power cam is connected via its connecting element with the element to be driven, so that occurring forces are distributed over the connecting plate on all connected Kraftmitsupplementary.
- the tension within the toothed belt does not increase as a result of the connection of the force drivers with one another when in contact with the toothed disk.
- the guide track has an arcuate track section, so that the power cam is moved around the toothed disc in such a way that an over-center position results.
- the guide track has a first straight track section, a second straight track section and an arcuate end track section, wherein the two straight track sections are arranged at an angle to each other.
- the door can be moved out of the door portal and then parallel to the vehicle outer wall. If the door is located in the door portal, it is securely locked in the end position by the over-center interlock.
- a driven pinion is arranged at a free end of the first straight section, a first toothed disc in the region of the transition from the first straight section to the second straight section and a second toothed disc in the region of the arcuate end-side section.
- FIG. 1 shows a portion of a toothed belt 20 to which a power take-off 22 according to the invention is attached.
- the toothed belt has an outer side 24 and a toothed disc 26 (see FIG. FIGS. 3 and 4 ) facing inside 28.
- the inside 28 usually has teeth which are not shown in the figures.
- the Kraftmit clergy 22 is formed by a substantially cylindrically shaped body which is divided into two and an upper part 30 and a lower part 32 has.
- the upper part 30 and the lower part 32 are in the illustrated embodiment via connecting means 34, preferably clamping screws, connected to each other such that the toothed belt 20 is arranged between them.
- the lower part 32 is arranged on the inner side 28 and the upper part 30 on the outer side 24 of the toothed belt.
- a serrated inner surface of the Lower part 32 which faces the teeth of the toothed belt 20 and corresponds with these.
- the teeth come into correspondingly shaped depressions of the inside of the lower part 32 to the plant, so that it comes to a kraftormschlüssigen connection of Kraftmit ceremonies 22 with the timing belt 20.
- the lower part 32 has openings 36 into which the connecting means 34 can be inserted, preferably screwed.
- the connecting means 34 shown as clamping screws, extend laterally of the toothed belt 20 and do not penetrate it.
- the Kraftmit choir 22 has a length which exceeds the width B of the toothed belt 20 accordingly.
- connecting elements 38 which are designed as stub axle and protrude laterally relative to a width B of the toothed belt with respect to this. Instead of the two laterally projecting connecting elements 38, only a single connecting element 38 can be provided.
- the connecting elements 38 represent, so to speak, an extension of the Kraftmit clergy 22 in its longitudinal direction, which extends in the attached state parallel to the width of the belt B and transverse to a longitudinal extent X-X of the toothed belt.
- FIG. 2 illustrates the arrangement of Kraftmitdozens 22 in a sectional view on the toothed belt 20th
- FIG. 3 shows a preferred embodiment in which three adjacent Kraftmit clergy 22 are arranged on the toothed belt 20.
- the toothed disc 26 has a tooth recesses 40 for mounting and entrainment of the teeth of the toothed belt 20, as well as Kraftmitaueraussparungen 42 for mounting and entrainment of Kraftmitcret 22. If the toothed disk 26 drives the toothed belt and the force drivers 22 are in the power driver recess 42, the driving force of the toothed disk 26 is transmitted directly to the latter.
- FIG. 4 a further advantageous development of the invention will become apparent.
- a connecting plate 44 which connects the three Kraftmit réelle 22 in the pulling direction of the toothed belt 20 with each other.
- the connection plate 44 pivotally mounted or rotatably mounted on the middle Kraftmit réelle 22.
- the formed as a stub axle connecting element 38 extends through a circular opening 46 in the connecting plate.
- the connecting plate 44 also has two curved elongated holes 48, in each of which a connecting element 38 of the adjacent Kraftmit demands 22 extends into it.
- the curved slots 48 allow pivoting of the connecting plate 44 during the change of direction by the toothed disc 26. At the same time causes the connecting plate 44 that forces are distributed to the three Kraftmit réelle 22 and at the same time the tension of the toothed belt 20 remains unchanged.
- the connecting element 38 of the middle Kraftmit ceremonies 22 serves as a single force application point for connecting a driven, not shown element.
- FIGS. 5 and 6 show a preferred embodiment of a drive device 18 according to the invention in a simplified schematic representation. Visible is a door 50 which is connected via a Termit legislative 52 and a relative to the Matmitwholesome 52 pivotally connecting bridge 54 with a Kraftmitsupplementaryelement 56 to the toothed belt 20 and guided over a guide roller 58 in a guide track 60.
- the guideway 60 has a first straight section 62, a second straight section 64 and an arcuate unilateral section 66.
- a preferably electric drive motor 68 drives the toothed belt 20 via a pinion 70.
- a first toothed disc 26-1 is arranged in the region of the transition from the first track section 62 to the second track section 64 and a second toothed disc 26-2 in the region of the arcuate end-side track section 66.
- the Kraftmit demandingelement 56 is moved from the first track section 62 to arcuate ent Wegen stretch section 66, but does not happen the pinion 70. In this respect, this also has no Kraftmit neurosciencesparungen 42, but only tooth recesses 40.
- FIG. 5 illustrates the position of the door 50 in the open position while FIG. 6 shows the closed position. In this closed position an over-center position is reached. This is illustrated by the drawn line L.
- FIGS. 7, 8 and 9 illustrate a second advantageousnesssvari ante the Kraftmit demandingelements 56.
- a middle Kraftmit clergy 22- 1 is arranged, which is not pivotable or rotatable.
- a second Kraftmit facilitator 22-2 and a third Kraftmit protagonist 22-3 are arranged, which are pivotable due to the slots 48 so that the Kraftmit demandingelement 56 can move around the toothed discs 26.
- the frame member 72 forms in principle two mutually opposite connecting plates 44 and a connecting wall 76, which connects the two connecting plates together.
- the door 50 is connected to the first power driver 22-1 via the door driver 52 and the connecting bridge 54.
- the guide roller 58 is rotatably mounted as a guide means on the Kraftmitschreib 22-1.
- An extension element 74 which serves to connect the connection bridge 54 and is arranged in extension of the longitudinal axis of the first force driver 22-1, can furthermore be seen.
- the extension element 74 is executed in the embodiment shown as an additional screwed-on element, thus has no direct connection to the first power cam 22-1.
- connection of the driven element to the toothed belt 20 at the in the FIGS. 5 and 6 shown drive device 18 via the power cam 22 according to the FIGS. 1 to 4 can be done.
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Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung zum Antrieb eines Elements mit einem Zahnriemen, einer Zahnscheibe und einer zumindest abschnittsweise nichtlinearen Führungsbahn, in der das Element über ein Führungsmittel geführt ist.
- Zahnriemen weisen meist eine glatte Seite und eine Seite mit Zähnen auf. Üblicherweise befindet sich die glatte Seite außen, während die Innenseite des Zahnriemens mit den Zähnen versehen ist. Der Zahnriemen umschließt dabei die Zahnscheibe, wobei die Zähne des Zahnriemens in Zahnaussparungen der Zahnscheibe eingreifen, so dass die Zahnscheibe den Zahnriemen über die Zahnaussparungen und Zähne antreibt.
- Zahnriemenantriebe werden oftmals für den Transport von horizontal zu transportierenden oder zu bewegenden Gegenständen verwendet. Insbesondere dienen Zahnriemenantriebe auch als Türantriebe zum Öffnen und Schließen von Fahrzeugtüren, insbesondere für Türen von Fahrzeugen des öffentlichen Nahund Fernverkehrs.
- Oftmals ist bei einem umlaufenden Zahnriemenantrieb nur eine der Zahnscheiben angetrieben, während die andere oder auch mehrere Zahnscheiben lediglich mitlaufen und den Zahnriemen umlenken.
- Die Anbindung der zu fördernden bzw. zu transportierenden Elemente an den Zahnriemen erfolgt beispielsweise über Mitnehmer. Oftmals ergeben sich Probleme dadurch, dass die Befestigung der Mitnehmer am Zahnriemen nicht ausreicht, um hohe Antriebskräfte zu übertragen. Die Mitnehmer lösen sich aufgrund von Belastungsspitzen oder im Laufe des Betriebs, was Reparaturaufwand und Kosten verursacht.
- Zahnriemen bestehen üblicherweise aus Kunststoffmaterial, das durch längs verlaufende Seile oder Drähte verstärkt ist. Die zur Aufnahme der Zugkräfte wesentlichen Seile oder Drähte dürfen durch das Anbringen der Mitnehmer nicht beschädigt werden, da ansonsten die Stabilität und Reißfestigkeit des Zahnriemens beeinträchtigt wird. Auch hierdurch ist die Kraftübertragung auf anzutreibende oder mitzunehmende Elemente über Mitnehmer begrenzt.
- Ein weiteres Problem besteht darin, dass eine Kraftübertragung nur entlang der Längserstreckung des Zahnriemens, also in x-Richtung erfolgt. Eine Umlenkung des über Mitnehmer angetriebenen Elements beispielsweise über Führungsschienen ist zwar möglich, verursacht aber einen hohen Verlust an Antriebsenergie durch die Aufteilung der Krafteinleitung in eine x-Komponente, (parallel zur Bewegungsrichtung des Zahnriemens) und eine y-Komponente (quer zur Bewegungsrichtung des Zahnriemens).
- Dieses Problem ergibt sich z.B. bei Schwenkschiebetüren, die parallel und abschnittsweise schräg zur Fahrzeugaußenwand verschoben werden und in einer gekrümmt verlaufenden Führungsbahn geführt sind. Der Antrieb erfolgt über einen Zahnriemenantrieb, wobei die Tür über einen Mitnehmer mit dem Zahnriemen verbunden ist. Aufgrund des geraden Verlaufs des Zahnriemens wird die Antriebskraft nur in eine Richtung (x-Richtung) eingeleitet, aber im Bewegungsverlauf aufgrund der gekrümmt verlaufenden Führungsschiene in eine x-Komponente und eine y-Komponente (quer zur x-Richtung) aufgeteilt. Durch diese Aufteilung ergeben sich erhebliche Verluste der Antriebsenergie.
- Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die oben genannten Nachteile des Standes der Technik durch eine verbesserte Antriebsvorrichtung zum Antrieb eines Elements, die einen Zahnriemenantrieb aufweist, zu vermeiden. Insbesondere soll die Antriebsvorrichtung die Nutzung der Antriebsenergie verbessern und einen dauerhaften und wartungsarmen Betrieb des Zahnriemenantriebs gewährleisten.
- Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Antriebsvorrichtung gelöst, aufweisend:
- einen Zahnriemenantrieb mit einem Zahnriemen ,
- mindestens einen am Zahnriemen befestigten Kraftmitnehmer,
- eine Zahnscheibe mit Zahnaussparungen zur Mitnahme von Zähnen des Zahnriemens und Kraftmitnehmeraussparungen zur Mitnahme des mindestens einen Kraftmitnehmers , wobei der Kraftmitnehmer ein Verbindungselement ausbildet, das mit dem anzutreibenden Element verbindbar ist,
- einer zumindest abschnittsweise nichtlinearen Führungsbahn, in der das Element über ein Führungsmittel geführt ist.
- Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung eignet sich insbesondere für einen Antrieb von Schwenkschiebetüren oder ähnlichen Elementen, wie Fenstern oder Klappen. Die vom Zahnriemenantrieb stammende Kraft wird dabei auch dann optimal auf das anzutreibende Element übertragen, wenn dieses über die erfindungsgemäße Zahnscheibe aus der geraden Führungsbahn heraus in eine andere Richtung umgelenkt wird.
- Die Antriebsvorrichtung weist demnach eine Zahnscheibe mit Zahnaussparungen zur Mitnahme von Zähnen des Zahnriemens und Kraftmitnehmeraussparungen zur Mitnahme des mindestens einen Kraftmitnehmers auf, die üblicherweise nicht antreibt, sondern den Zahnriemen lediglich um lenkt. Im Rahmen der Erfindung kann aber auch diese Zahnscheibe als antreibende Zahnscheibe ausgelegt sein. Dann wird die Antriebskraft von der Zahnscheibe auf den Zahnriemen bzw. das anzutreibende Element nicht nur auf die Zähne des Zahnriemens, sondern auch auf den mindestens einen Kraftmitnehmer übertragen, der in entsprechenden Kraftmitnehmeraussparungen der Zahnscheibe ist. Hierdurch können dann ggfs. sogar größere Kräfte übertragen werden.
- Insbesondere können mehrere Kraftmitnehmer gemeinsam das anzutreibende Element bewegen. Befinden sich mehrere Kraftmitnehmer gleichzeitig in Kraftaufnehmeraussparungen der Zahnscheibe, wird der Zahnriemen erheblich entlastet, da sich die Kräfte auf die mehreren Kraftmitnehmer verteilen. Dies ist auch deswegen vorteilhaft, weil durch die Führung der Kraftaufnehmer über die Zahnscheibe ein Richtungswechsel aus der zuvor ausschließlich vorherrschenden Richtungskomponente in x-Richtung erfolgen kann. Richtungswechsel sind oft mit dynamischen Belastungsspitzen verbunden, die durch die unmittelbare Verbindung der Kraftaufnehmer mit der Zahnscheibe aufgenommen und kompensiert werden können. Die Umlenkung der Richtung über die Zahnscheibe kann dabei entsprechend üblichen Zahnriemenantrieben um wenige Grad bis hin zu einem vollständigen Richtungswechsel von 180° erfolgen.
- In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante ist der Kraftaufnehmer ausschließlich durch Klemmung an dem Zahnriemen befestigt. Die Klemmverbindung hat den wesentlichen Vorteil, dass die Struktur des Zahnriemens durch die Befestigung nicht verändert wird. Insbesondere bleiben die für die Zugfestigkeit wesentlichen Seile oder Drähte im Inneren des Zahnriemens intakt.
- Um eine Klemmverbindung gewährleisten zu können, ist der Kraftmitnehmer vorzugsweise in eine Oberseite und eine Unterseite unterteilt, zwischen denen im befestigten Zustand der Zahnriemen angeordnet ist. Die Unterseite ist dabei auf der verzahnten Seite des Zahnriemens angeordnet und kann zur verbesserten Kraftübertragung in x-Richtung eine dem Zahnriemen zugewandte Innenseite aufweisen, die mit den Zähnen des Zahnriemens korrespondiert. Beispielsweise kann das Unterteil eine gezackte Kontur aufweisen, in der Zähne des Zahnriemens zur Anlage kommen. Dies führt zu einer kraftformschlüssigen Verbindung des Kraftmitnehmers mit dem Zahnriemen.
- Die Verbindung des Oberteils und des Unterteils kann durch beliebige geeignete Mittel erfolgen. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Kraftmitnehmer eine Länge aufweist, die eine Breite des Zahnriemens (quer zur Längserstreckung) übersteigt. Die Länge des Kraftmitnehmers ist in am Zahnriemen befestigten Zustand quer zur Laufrichtung bzw. Längserstreckung des Zahnriemens angeordnet. Verbindungselemente, beispielsweise Schrauben verbinden das Oberteil mit dem Unterteil, wobei die Schrauben seitlich des Zahnriemens angeordnet sind und diesen nicht durchdringen.
- Der Kraftmitnehmer bildet auch ein Verbindungselement aus, das mit dem anzutreibenden Element verbindbar ist. Vorzugsweise ist ein Überstand vorgesehen, der mit dem antreibenden Element oder einem zusätzlichen Verbindungszwischenelement verbindbar ist. Ein solcher Überstand kann beispielsweise durch einen zylindrischen Achsstummel gebildet sein. Ein Achsstummel ist deshalb besonders geeignet, weil dieser eine schwenk- oder drehbare Verbindung mit dem anzutreibenden Element oder dem dazwischen angeordneten Verbindungszwischenelement erlaubt. Die Schwenk- oder Drehbarkeit zwischen dem Verbindungselement und dem anzutreibenden Element ist notwendig, um das anzutreibende Element entlang des Umfangs der Zahnscheibe führen zu können, wenn diese den Kraftmitnehmer umlenkt. Die Schwenk- oder Drehbarkeit muss aber nicht zwangsläufig durch den Kraftmitnehmer bzw. das Verbindungselement selbst gewährleistet sein, möglich ist auch eine starre Verbindung an dieser Stelle, wenn die Schwenk- oder Drehbarkeit an anderer Stelle zwischen dem Kraftmitnehmer und dem anzutreibenden Element realisiert wird.
- In einer besonders einfachen bevorzugten Ausführungsvariante ist der Kraftmitnehmer als im Wesentlichen zylindrisches Element ausgebildet, wobei ein seitlicher Überstand über die Breite des Zahnriemens, also ein endseitiger Achsstummel als Verbindungselement dient. Dabei kann der Kraftmitnehmer nur ein einziges Verbindungselement an einer Seite des Zahnriemens oder auch zwei Verbindungselemente beidseitig des Zahnriemens aufweisen.
- Erfindungsgemäß kann die Kraftübertragung auf das anzutreibende Element dadurch weiter verbessert werden, dass mehrere Kraftmitnehmer nebeneinander am Zahnriemen angeordnet sind, die mit einem einzigen anzutreibenden Element verbunden sind. Eine zusätzliche Verbindungsplatte verbindet dabei die mindestens zwei Kraftmitnehmer derart, dass Zugkräfte von einem Kraftmitnehmer auf den benachbarten Kraftmitnehmer über die Verbindungsplatte übertragen werden können. Die Verbindungsplatte muss zu diesem Zweck schwenk- oder drehbar an einem der beiden Kraftnehmer befestigt sein und weist vorzugsweise ein gekrümmtes Langloch auf, in das sich ein Kraftübertragungsabschnitt des benachbarten Kraftmitnehmers hinein erstreckt. Der Kraftübertragungsabschnitt kann durch das Verbindungselement gebildet sein, also beispielsweise durch einen Achsstummel, der sich durch das gekrümmte Langloch hindurch erstreckt. Das gekrümmte Langloch ist deshalb notwendig, weil ansonsten eine Umlenkung des Zahnriemens über die Zahnscheibe nicht möglich wäre.
- Um die Kraftübertragung auf das anzutreibende Element weiter zu verbessern, kann vorzugsweise eine ungerade Anzahl an Kraftmitnehmern vorgesehen sein, die über die Verbindungsplatte miteinander verbunden sind. Die Verbindungsplatte ist schwenk- oder drehbar am mittleren Kraftmitnehmer befestigt, wobei sich Kraftübertragungsabschnitte der benachbarten Kraftmitnehmer in entsprechende gekrümmte Langlöcher erstrecken. Lediglich der mittlere Kraftmitnehmer ist dabei über sein Verbindungselement mit dem anzutreibenden Element verbunden, so dass sich auftretende Kräfte über die Verbindungsplatte auf sämtliche verbundenen Kraftmitnehmer verteilen. Es haben sich beispielsweise Gruppierungen von drei oder fünf Kraftmitnehmern, die über eine Verbindungsplatte miteinander verbunden sind, als besonders geeignet erwiesen. Vorteilhafterweise erhöht sich die Spannung innerhalb des Zahnriemens durch die Verbindung der Kraftmitnehmer untereinander bei Kontakt mit der Zahnscheibe nicht.
- In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante weist die Führungsbahn einen bogenförmigen Streckenabschnitt auf, so dass der Kraftmitnehmer derart um die Zahnscheibe bewegt wird, dass sich eine Übertotpunktstellung ergibt. Somit lässt sich eine geschlossene Position des angetriebenen Elements, beispielsweise einer Tür, erreichen, die nicht ohne ein Zurückbewegen des Zahnriemens in die entgegengesetzte Richtung gelöst werden kann. Die Tür ist somit beispielsweise für Fahrgäste sicher verriegelt.
- Um die Bewegung einer Schwenkschiebetür mit abschließender Verriegelung auszuführen, weist die Führungsbahn einen ersten geraden Streckenabschnitt, einen zweiten geraden Streckenabschnitt und einen bogenförmigen endseitigen Streckenabschnitt auf, wobei die beiden geraden Streckenabschnitte winklig zueinander angeordnet sind. Somit kann die Tür aus dem Türportal heraus und anschließend parallel zur Fahrzeugaußenwand verschoben werden. Befindet sich die Tür im Türportal, ist sie in der Endlage durch die Übertotpunktverriegelung sicher verriegelt.
- Vorzugsweise ist ein angetriebenes Ritzel an einem freien Ende des ersten geraden Streckenabschnitt, eine erste Zahnscheibe im Bereich des Übergangs vom ersten geraden Streckenabschnitt zum zweiten geraden Streckenabschnitt und eine zweite Zahnscheibe im Bereich des bogenförmigen endseitigen Streckenabschnitt angeordnet.
- Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen nur bevorzugte Ausführungsmerkmale und sollen die Erfindung nicht auf diese beschränken.
- Es zeigen:
- Fig. 1:
- einen Zahnriemenabschnitt mit einem erfindungsgemäßen Kraftmitnehmer,
- Fig. 2:
- eine Schnittdarstellung eines Zahnriemenabschnitts mit befestigtem Kraftmitnehmer,
- Fig. 3:
- eine seitliche Ansicht einer erfindungsgemäßen Zahnscheibe mit einem Zahnriemenabschnitt und drei Kraftmitnehmern,
- Fig. 4:
- die seitliche Ansicht gemäß
Fig. 3 , zusätzlich mit einer erfindungsgemäßen Verbindungsplatte, - Fig. 5:
- eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung mit Führungsbahn und Tür in offener Position,
- Fig. 6:
- die Antriebsvorrichtung aus
Fig. 5 mit Tür in geschlossener Position, - Fig. 7:
- eine vergrößerte Darstellung einer zweiten Variante eines Kraftmitnehmerelementes,
- Fig. 8:
- ein Rahmenelement aus
Fig. 7 , - Fig. 9:
- eine Explosivdarstellung eines Kraftmitnehmerelements.
-
Figur 1 zeigt einen Abschnitt eines Zahnriemens 20, an dem ein erfindungsgemäßer Kraftmitnehmer 22 befestigt ist. Der Zahnriemen weist eine Außenseite 24 und eine einer Zahnscheibe 26 (vergl.Figur 3 und 4 ) zugewandte Innenseite 28 auf. Die Innenseite 28 weist üblicherweise Zähne auf, die in den Figuren nicht gezeigt sind. - Der Kraftmitnehmer 22 ist durch einen im Wesentlichen zylindrisch ausgeformten Körper gebildet, der zweigeteilt ist und ein Oberteil 30 und ein Unterteil 32 aufweist. Das Oberteil 30 und das Unterteil 32 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel über Verbindungsmittel 34, vorzugsweise Klemmschrauben, miteinander derart verbunden, dass der Zahnriemen 20 zwischen ihnen angeordnet ist. Dabei ist das Unterteil 32 auf der Innenseite 28 und das Oberteil 30 auf der Außenseite 24 des Zahnriemens angeordnet. Nicht gezeigt ist eine gezackte Innenfläche des Unterteils 32, das den Zähnen des Zahnriemens 20 zugewandt ist und mit diesen korrespondiert. Die Zähne kommen in entsprechend geformten Vertiefungen der Innenseite des Unterteils 32 zur Anlage, so dass es zu einer kraftormschlüssigen Verbindung des Kraftmitnehmers 22 mit dem Zahnriemen 20 kommt.
- Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Unterteil 32 Öffnungen 36 auf, in die die Verbindungsmittel 34 einführbar, vorzugweise einschraubbar sind. Die Verbindungsmittel 34, dargestellt als Klemmschrauben, verlaufen seitlich des Zahnriemens 20 und durchdringen diesen nicht. Der Kraftmitnehmer 22 weist eine Länge auf, die die Breite B des Zahnriemens 20 entsprechend übersteigt.
- Weiterhin erkennbar sind zwei Verbindungselemente 38, die als Achsstummel ausgebildet sind und bezogen auf eine Breite B des Zahnriemens seitlich gegenüber diesem vorstehen. Anstelle der beiden jeweils seitlich vorstehenden Verbindungselemente 38 kann auch nur ein einziges Verbindungselement 38 vorgesehen sein. Die Verbindungselemente 38 stellen sozusagen eine Verlängerung des Kraftmitnehmers 22 in seiner Längsrichtung dar, die im befestigten Zustand parallel zur Breite des Zahnriemens B bzw. quer zu einer Längserstreckung X-X des Zahnriemens verläuft.
-
Figur 2 verdeutlicht die Anordnung des Kraftmitnehmers 22 in einer Schnittdarstellung auf dem Zahnriemen 20. -
Figur 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsvariante, bei der drei benachbarte Kraftmitnehmer 22 an dem Zahnriemen 20 angeordnet sind. Weiterhin ist erkennbar, dass die Zahnscheibe 26 zum einen Zahnaussparungen 40 zur Auf- und Mitnahme der Zähne des Zahnriemens 20, als auch Kraftmitnehmeraussparungen 42 zur Auf- und Mitnahme der Kraftmitnehmer 22 aufweist. Treibt die Zahnscheibe 26 den Zahnriemen an und befinden sich die Kraftmitnehmer 22 in den Kraftmitnehmeraussparung 42, wird die Antriebskraft der Zahnscheibe 26 unmittelbar auf diese übertragen. - Aus
Figur 4 wird eine weitere vorteilhafte Weiterentwicklung der Erfindung deutlich. Gezeigt ist eine Verbindungsplatte 44, die die drei Kraftmitnehmer 22 in Zugrichtung des Zahnriemens 20 miteinander verbindet. Dabei ist die Verbindungsplatte 44 schwenk- bzw. drehbar an dem mittleren Kraftmitnehmer 22 gelagert. Das als Achsstummel ausgebildete Verbindungselement 38 erstreckt sich durch eine kreisförmige Öffnung 46 in der Verbindungsplatte. - Die Verbindungsplatte 44 weist weiterhin zwei gekrümmte Langlöcher 48 auf, in die sich jeweils ein Verbindungselement 38 des benachbarten Kraftmitnehmers 22 hinein erstreckt. Die gekrümmten Langlöcher 48 ermöglichen ein Verschwenken der Verbindungsplatte 44 während der Richtungsänderung durch die Zahnscheibe 26. Gleichzeitig bewirkt die Verbindungsplatte 44, dass Kräfte auf die drei Kraftmitnehmer 22 verteilt werden und gleichzeitig die Spannung des Zahnriemens 20 unverändert bleibt. Das Verbindungselement 38 des mittleren Kraftmitnehmers 22 dient als einziger Kraftangriffspunkt zur Anbindung eines anzutreibenden, nicht gezeigten Elements.
- Die
Figuren 5 und 6 zeigen eine bevorzugte Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung 18 in prinzipieller vereinfachter Darstellung. Erkennbar ist eine Tür 50, die über einen Türmitnehmer 52 und eine gegenüber dem Türmitnehmer 52 verschwenkbar Verbindungsbrücke 54 mit einem Kraftmitnehmerelement 56 an den Zahnriemen 20 angebunden und über eine Führungsrolle 58 in einer Führungsbahn 60 geführt ist. Die Führungsbahn 60 weist einen ersten geraden Streckenabschnitt 62, einen zweiten geraden Streckenabschnitt 64 und einen bogenförmigen einseitigen Streckenabschnitt 66 auf. Ein vorzugsweise elektrischer Antriebsmotor 68 treibt den Zahnriemen 20 über ein Ritzel 70 an. Eine erste Zahnscheibe 26-1 ist im Bereich des Übergangs vom ersten Streckenabschnitt 62 zum zweiten Streckenabschnitt 64 und eine zweite Zahnscheiben 26-2 im Bereich des bogenförmigen endseitigen Streckenabschnitt 66 angeordnet. Bei dieser Ausführungsvariante wird das Kraftmitnehmerelement 56 vom ersten Streckenabschnitt 62 bis bogenförmigen entseitigen Streckenabschnitt 66 bewegt, passiert aber das Ritzel 70 nicht. Insofern weist dieses auch keine Kraftmitnehmeraussparungen 42, sondern lediglich Zahnaussparungen 40 auf. -
Figur 5 verdeutlicht die Stellung der Tür 50 in geöffneter Position, währendFigur 6 die geschlossene Position zeigt. In dieser geschlossenen Position ist eine Übertotpunktstellung erreicht. Dies wird durch die eingezeichnete Linie L verdeutlicht. - Die
Figuren 7, 8 und 9 verdeutlichen eine zweite vorteilhafte Ausführungsvari ante des Kraftmitnehmerelements 56. In einem Rahmenelement 72 ist ein mittlerer Kraftmitnehmer 22- 1 angeordnet, der nicht schwenk- oder drehbar ist. Daneben sind ein zweiter Kraftmitnehmer 22-2 und ein dritter Kraftmitnehmer 22-3 angeordnet, die aufgrund der Langlöcher 48 schwenkbar sind, damit sich das Kraftmitnehmerelement 56 um die Zahnscheiben 26 bewegen kann. Das Rahmenelement 72 bildet prinzipiell zwei einander gegenüberliegende Verbindungsplatten 44 und eine Verbindungswand 76 aus, die die beiden Verbindungsplatten miteinander verbindet. - An den ersten Kraftmitnehmer 22-1 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel die Tür 50 über den Türmitnehmer 52 und die Verbindungsbrücke 54 angebunden. Auf der gegenüberliegenden Seite der Verbindungsbrücke 54 ist als Führungsmittel die Führungsrolle 58 an dem Kraftmitnehmer 22-1 drehbar gelagert. Erkennbar ist weiterhin ein Verlängerungselement 74, das der Anbindung der Verbindungsbrücke 54 dient und in Verlängerung der Längsachse des ersten Kraftmitnehmers 22-1 angeordnet ist. Das Verlängerungselement 74 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel als zusätzliches aufgeschraubtes Element ausgeführt, weist also keine unmittelbare Verbindung mit dem ersten Kraftmitnehmer 22-1 auf.
- Es wird explizit darauf hingewiesen, dass die Anbindung des angetriebenen Elements an den Zahnriemen20 bei der in den
Figuren 5 und 6 gezeigten Antriebsvorrichtung 18 auch über die Kraftmitnehmer 22 gemäß derFiguren 1 bis 4 erfolgen kann. - Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst auch weitere Ausführungsvarianten, die durch die Patentansprüche gedeckt sind. Insbesondere können anstelle von drei Kraftmitnehmern 22 auch mehr Kraftmitnehmer 22 vorgesehen sein. Denkbar ist auch eine beidseitige Anordnung von Verbindungsplatten 44 an den Kraftmitnehmern 22.
Claims (18)
- Antriebsvorrichtung (18) zum Antrieb eines Elements aufweisend- einen Zahnriemenantrieb mit einem Zahnriemen (20),- mindestens einen am Zahnriemen (20) befestigten Kraftmitnehmer (22),- eine Zahnscheibe (26) mit Zahnaussparungen (40) zur Mitnahme von Zähnen des Zahnriemens (20) und Kraftmitnehmeraussparungen (42) zur Mitnahme des mindestens einen Kraftmitnehmers (22), wobei der Kraftmitnehmer (22) ein Verbindungselement (38) ausbildet, das mit dem anzutreibenden Element verbindbar ist,- einer zumindest abschnittsweise nichtlinearen Führungsbahn (60), in der das Element über ein Führungsmittel geführt ist.
- Antriebsvorrichtung (18) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbahn (60) einen bogenförmigen Streckenabschnitt (66) aufweist, so dass der Kraftmitnehmer (22) derart um die Zahnscheibe (26) bewegbar ist, dass sich eine Übertotpunktstellung ergibt.
- Antriebsvorrichtung (18) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnscheibe (26) als angetriebenes Ritzel ausgeführt ist.
- Antriebsvorrichtung (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein angetriebenes Ritzel mit lediglich Zahnaussparungen (40) zur Mitnahme von Zähnen des Zahnriemens (20) vorgesehen ist.
- Antriebsvorrichtung (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbahn (60) einen ersten geraden Streckenabschnitt (62), einen zweiten geraden Streckenabschnitt (64) und einen bogenförmigen endseitigen Streckenabschnitt (66) aufweist, wobei die beiden geraden Streckenabschnitte (62, 64) winklig zueinander angeordnet sind.
- Antriebsvorrichtung (18) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein angetriebenes Ritzel an einem freien Ende des ersten geraden Streckenabschnitt (62), eine erste Zahnscheibe (26-1) im Bereich des Übergangs vom ersten geraden Streckenabschnitt (62) zum zweiten geraden Streckenabschnitt (64) und eine zweite Zahnscheibe (26-2) im Bereich des bogenförmigen endseitigen Streckenabschnitt (66) angeordnet sind und der Kraftmitnehmer (22) derart um die zweite Zahnscheibe (26-2) bewegbar ist, dass sich in Bezug auf eine Zurückbewegung des anzutreibenden Elementes eine Übertotpunktstellung ergibt.
- Antriebsvorrichtung (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das angetriebene Element eine Tür (50) ist.
- Antriebsvorrichtung (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftmitnehmer (22) über eine Klemmverbindung mit dem Zahnriemen (20) verbunden ist.
- Antriebsvorrichtung (18) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftmitnehmer (22) zweiteilig ausgebildet ist und ein im Befestigungszustand auf einer Innenseite (28) des Zahnriemens (20) angeordnetes Unterteil (32) und ein auf einer Außenseite (24) des Zahnriemens (20) angeordnetes Oberteil (30) aufweist, die derart miteinander verbindbar sind, dass sie den Zahnriemen (20) zwischen sich einklemmen.
- Antriebsvorrichtung (18) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (30) und das Unterteil (32) im befestigten Zustand miteinander verschraubt sind.
- Antriebsvorrichtung (18) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftmitnehmer (22) eine Länge L, die im befestigten Zustand parallel zu einer Breite B des Zahnriemens (20) verläuft, aufweist, die die Breite B des Zahnriemens (20) übersteigt, wobei das Unterteil (32) und das Oberteil (30) über Verbindungsmittel (34) miteinander verbunden sind, die seitlich neben dem Zahnriemen (20) verlaufen.
- Antriebsvorrichtung (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftmitnehmer (22) einen als Achsstummel ausgebildeten zylinderförmigen Überstand als Verbindungselement (38) aufweist.
- Antriebsvorrichtung (18) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der zylinderförmige Überstand ein freies Ende des Kraftmitnehmers (22) ausbildet, dass quer zu einer Längserstreckung X-X des Zahnriemens (20) übersteht.
- Antriebsvorrichtung (18) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftmitnehmer (22) zwei, jeweils endseitig seitlich gegenüber der Breite B des Zahnriemens (20) vorstehende Verbindungselemente (38) aufweist.
- Antriebsvorrichtung (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Kraftmitnehmer (22) vorgesehen sind, die über eine Verbindungsplatte (44) miteinander verbunden sind.
- Antriebsvorrichtung (18) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsplatte (44) an einem ersten Kraftmitnehmer (22) schwenkbar gelagert ist und ein gekrümmtes Langloch (48) aufweist, in das sich ein Kraftübertragungsabschnitt des zweiten Kraftmitnehmers (22) hinein erstreckt.
- Antriebsvorrichtung (18) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine ungerade Anzahl an Kraftmitnehmern (22) über die Verbindungsplatte (44) miteinander verbunden ist, wobei der mittlere Kraftmitnehmer (22) schwenkbar mit der Verbindungsplatte (44) verbunden ist und sich Kraftübertragungsabschnitte der benachbarten Kraftmitnehmer (22) jeweils in gekrümmte Langlöcher (48) der Verbindungsplatte (44) erstrecken.
- Antriebsvorrichtung (18) nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass Verbindungselemente (38) der Kraftmitnehmer (22) die Kraftübertragungsabschnitte ausbilden.
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