WO2007087877A1 - Antriebsvorrichtung - Google Patents

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WO2007087877A1
WO2007087877A1 PCT/EP2006/012209 EP2006012209W WO2007087877A1 WO 2007087877 A1 WO2007087877 A1 WO 2007087877A1 EP 2006012209 W EP2006012209 W EP 2006012209W WO 2007087877 A1 WO2007087877 A1 WO 2007087877A1
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WO
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drive device
spindle
drive
bearing
support
Prior art date
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PCT/EP2006/012209
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Inventor
Frank Sommer
Bernd RÖWEKAMP
Original Assignee
Sommer Antriebs- Und Funktechnik Gmbh
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Publication date
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Priority to EP06841018A priority patent/EP1974115A1/de
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    • E05F—DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION; CHECKS FOR WINGS; WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05F15/00—Power-operated mechanisms for wings
    • E05F15/60—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators
    • E05F15/603—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors
    • E05F15/611—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors for swinging wings
    • E05F15/616—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors for swinging wings operated by push-pull mechanisms
    • E05F15/622—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors for swinging wings operated by push-pull mechanisms using screw-and-nut mechanisms
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    • E05Y2900/10—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for buildings or parts thereof
    • E05Y2900/13—Type of wing
    • E05Y2900/132—Doors

Definitions

  • the invention relates to a drive device according to the preamble of claim 1.
  • Such drive devices can typically be designed as thrust spindle drives, spindle lifting drives and the like.
  • the drive device may be designed as a swing gate operator in which a spindle designed to close and open a revolving gate is driven by means of a drive designed as a geared motor.
  • Such swing gates which are used for closing of driveways and the like, have large areas in the order of several square meters. Accordingly, such goals form large attack surfaces for the wind, by which large forces can be exerted on the goal. External forces acting on the closing edge of the door can also affect very large forces on the drive.
  • the drive is designed for the maximum forces.
  • typical gates especially swing gates, extremely high forces arise, which can typically be up to 50 kN. NEN.
  • a designed for these loads drive has an undesirably high volume and is therefore expensive to manufacture.
  • the invention has for its object to provide a drive device of the type mentioned, which is inexpensive to produce with low volume and at the same time insensitive to external forces acting.
  • the drive device comprises a driven by a drive spindle, which serves for actuating an actuating element.
  • a drive spindle which serves for actuating an actuating element.
  • the spindle fixedly connected support means which can be moved against a spring bearing.
  • Upon application of a predetermined maximum value exceeding forces on the spindle spring suspension are compressed and pressed the support means against a stationary stop. As a result, the drive is decoupled from these forces.
  • the mechanical protection principle of the drive device according to the invention is based on the fact that the spindle is movable by the spring bearing in the axial direction.
  • the spring forces of the spring bearing are designed so that upon the occurrence of external forces on the actuating element and thus the spindle, which are above a certain maximum value, a compression of the spring bearing takes place, whereby a support means is pressed against a stop. Due to the frictional connection of the support means on the stop, the external forces acting on the stop as stationary Part of the drive device derived and thus no longer act on the components of the drive, so that it is protected against damage.
  • the stop is advantageously part of a housing in which the bearing is integrated with the spring bearing.
  • This housing has the necessary stability to allow complete dissipation of external forces without damaging them. Since the housing required for accommodating components of the drive device can be used to form the stops for the support means, the drive device according to the invention has a cost-effective and compact construction. This advantage is further enhanced by the fact that the support means in the form of attachable to the spindle support plates are simple and inexpensive to produce.
  • a significant advantage of the drive device according to the invention is that in this both a protection against shear forces and against tensile forces acting on the spindle is achieved.
  • the spindle is equally movable in the occurrence of shear and tensile forces in both longitudinal directions.
  • Corresponding to the two-sided spring bearing are also provided as a support means two fixedly connected to the spindle support disks, which are each feasible against a separate stop. The attacks are particularly advantageous formed by the front sides of the housing.
  • this mechanical protection device is preferably formed symmetrically with respect to a plane of symmetry perpendicular to the spindle longitudinal axis, so that external pushing and pulling forces can be derived in an identical manner to protect the drive via the housing.
  • a further advantageous embodiment of the drive device according to the invention is that upon compression of the spring bearing the support means rest frictionally on the attacks. This also avoids unwanted transmission of torques from the spindle to the components of the drive when a mechanical overload situation occurs.
  • both occurring thrust forces and tensile forces which are above a predetermined maximum value can be derived via stationary components of the drive device and thus do not act on the components of the drive, the drive no longer has to be designed for the maximum forces occurring but can be interpreted by appropriate specification of the maximum value, that is, by a suitable dimensioning of the spring forces of the spring bearing to its rated power.
  • the drive device designed in this way is operated in its normal mode for actuating the actuating element, in particular for opening and closing a revolving gate.
  • an emergency stop occurs for safety reasons, which in the case of an actuating element in the form of a revolving gate leads to stopping of the revolving gate.
  • the overload direction according to the invention speaks by compression the spring bearing on.
  • a support means is located on a stop and carries over this the external forces.
  • the holding torque of the drive is significantly greater than its rated torque.
  • the holding torque defines the self-locking of the drive, that is, it defines the limit of an external torque at which the drive located at a standstill starts again and starts to rotate.
  • the inventive dimensioning in such a way that the holding torque is significantly greater than the nominal torque of the drive, which simultaneously corresponds to the maximum value predetermined by the spring storage, ensures that when external shear forces or tensile forces occur, the support means is pressed against the stop, whereby the drive is secured and protected before the holding torque of the drive is exceeded.
  • the drawing shows a drive device 1, by means of which an unillustrated swing gate is opened and closed as the actuation element.
  • the drive device 1 comprises a geared motor designed as an electric drive, which is integrated in a motor housing 2.
  • the motor housing 2 is mounted on a console which consists of rod elements 3 which are fixed to a base plate 4.
  • a mounting piece 5 of steel opens, by means of which the drive device 1 is fastened to a post of a gate or the like.
  • the drive is coupled via a coupling 9 to the spindle 6.
  • a positive, fixed coupling of the spindle 6 may be provided to the drive.
  • the clutch 9 comprises a clutch bell 10 which rests on a shaft segment 11 opening out on the motor housing 2.
  • the clutch bell 10 has a central bore, in which the shaft segment 11 is guided.
  • a screw I Ia is screwed with a backing plate I Ib. This screw I Ia serves to secure the position of the clutch 9 on the shaft segment 11.
  • a lever 12 is mounted on the clutch bell 10, a lever 12 is mounted. By pivoting the lever 12, the clutch bell 10 can be moved on the shaft segment 11 in its longitudinal direction.
  • the coupling 9 has a coupling carrier 13, on which a friction lining 14 is attached.
  • the clutch 9 can be opened.
  • the lever 12 is pivoted so that a disengagement of the clutch 9 takes place, that is, the clutch bell 10 is moved to the motor housing 2 in the negative x-direction, so that it is no longer in engagement with the friction lining 14.
  • the closing of the clutch 9 via springs F, which press the clutch bell 10 against the clutch carrier 13 with the friction lining 14.
  • the spindle 6 is rotatably mounted in a bearing constructed as a ball bearing 15.
  • the ball bearing 15 is integrated in a housing 16 forming a bearing housing.
  • the bearing housing 16 has a central bore extending in the axial direction, in which the spindle 6 is guided.
  • the bearing housing 16 is fixedly connected to the console and thus forms a stationary mounted on this unit.
  • the bearing housing 16 has a circumferentially extending housing shell 17 and at its end faces planar housing walls 18a, b on.
  • the front-side housing walls 18a, b each extend in a direction perpendicular to the longitudinal axis of the spindle 6 oriented plane.
  • a free space 19 is provided in which a lock nut for additional securing of the spindle 6 can be introduced.
  • end of the bearing housing 16 is followed by another housing element 20, which is penetrated in the axial direction of the spindle 6 and the threaded spindle 7.
  • the housing member 20 is the limit switch.
  • each spring assembly 21a, b is mounted between an end face of the ball bearing 15 and the inside of a front-side housing wall 18a, b of the bearing housing 16.
  • the spindle 6 is mounted in the axial direction movable in the bearing housing 16.
  • each support disk 22a, b has a shaft 23a, b, which has a circular cylindrical bore, which is penetrated by the spindle 6.
  • the support plate 22 a, b is screwed to the spindle 6.
  • a circular disk segment 24a, b adjoins, which forms a further component of the respective support disk 22a, b.
  • the circular disc segments 24a, b each extend in planes oriented perpendicular to the longitudinal axis of the spindle 6. In the drawing, the position of the spindle 6 is shown without external force influencing.
  • the circular disc segments 24a, b of the support discs 22a, b are respectively at a small distance from the flat outer sides of the frontal housing walls 18a, b of the bearing housing 16.
  • the shaft 23a, b of each support plate 22a, b a shoulder 25a, b on.
  • These shoulders 25a, b form contact surfaces with which in each case a shaft 23a, b a support disk 22a, b rests against an end face of the ball bearing 15.
  • the support discs 22a, b are identical and form with the spring assembly 21a, b and the ball bearing 15 a to the equatorial plane of the bearing housing 16 mirror-symmetrical arrangement.
  • the support plate 22a of the clutch carrier 13 is provided which is integrally formed therewith.
  • the cooperating with the spring support disks 22a, b and serving as stops for the support disks 22a, b end face housing walls 18a, b of the bearing housing 16 form a mechanical overload protection, which avoids damage to the drive at occurring external thrust or tensile forces on the spindle 6 ,
  • the mechanical safety device responds when the tensile forces or shear forces acting on the spindle 6 exceed a maximum value predetermined by the dimensioning of the spring assemblies 21a, b. Since the spring assemblies 21a are formed identically on both sides of the ball bearing 15 in the present case, the maximum value for occurring thrust forces and tensile forces is the same. The maximum value is adapted to the nominal force of the drive. Trained as a geared motor drive has a holding torque, which is significantly above its rated torque.
  • the spindle 6 In regular operation of the drive device 1, the spindle 6 is set in a rotational movement by the drive, whereby the swing gate is opened or closed.
  • the support disks 22a, b with their circular disk segments 24a, b are spaced from the front-side housing walls 18a, b of the bearing housing 16, so that the spindle 6 can be rotated by the drive.
  • a stop is performed to avoid dangerous situations, that is, the drive is stopped and the swing gate is stopped. Wind gusts and the like can cause considerable forces to act on the swing gate, and thus on the spindle 6, even when the swing gate is at a standstill.
  • the mechanical protection device is used to protect the components of the drive.
  • this guard is first explained in the case of acting on the spindle 6 tensile forces. These tensile forces act in the arrangement shown in the drawing in the positive x direction. By these tensile forces an axial movement of the spindle 6 is effected in the positive x direction. As a result of this movement of the spindle 6, the shoulder 25a of the support disk 22a presses against the ball bearing 15, whereby the spring assembly 21b lying behind in the direction of the force is compressed. Due to the deflection of the spring assembly 21b, the support disk 22a is pressed with its circular disk segment 24a against the housing wall 18a as a stop. This creates a positive and frictional connection between the support plate 22a and the housing wall 18a.
  • the holding torque of the drive is significantly greater than its nominal torque, to which also the predetermined by the spring packs 21a, b maximum value is adjusted, it is ensured that the support plate 22a already at torques far below the holding torque secured to the stop formed by the housing wall 18a is applied.
  • the thus formed force conclusive connection between support plate 22a and the stop on the bearing housing 16 thus prevents unwanted start of the drive, since the external torques occurring can never exceed the self-locking of the drive defining holding torque.
  • the spindle 6 Upon the occurrence of thrust forces acting in the negative x-direction, the spindle 6 is displaced accordingly in the negative x-direction. As a result, the shoulder 25b of the shaft 23b of the support plate 22b exerts a force on the ball bearing 15, whereby in this case the spring assembly 21a is compressed.
  • the support plate 22b is pressed with the circular disc segment 24b against the stop formed by the housing wall 18b, which in turn the acting forces on the bearing housing 16 and the console are derived and the components of the drive against the forces acting be shielded.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung mit einer von einem Antrieb angetriebenen Spindel (6) zur Betätigung eines Betätigungselements. Es sind mit der Spindel (6) fest verbundene Abstützmittel vorgesehen, welche gegen eine Federlagerung bewegbar sind. Bei Einwirken von einem vorgegebenen Maximalwert überschreitenden Kräften auf die Spindel (6) werden die Federlagerung eingefedert und die Abstützmittel gegen einen stationären Anschlag gedrückt. Dadurch wird der Antrieb von diesen Kräften entkoppelt.

Description

Antriebsvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Antriebsvorrichtungen können typischerweise als Schubspindelan- triebe, Spindelhubantriebe und dergleichen ausgebildet sein. Insbesondere kann die Antriebsvorrichtung als Drehtorantrieb ausgebildet sein, bei welchem mittels eines als Getriebemotor ausgebildeten Antriebs eine Spindel zum Schließen und Öffnen eines Drehtores angetrieben wird. Derartige Drehtore, die zum Schließen von Hofeinfahrten und dergleichen eingesetzt werden, weisen große Flächen in der Größenordnung von mehreren Quadratmetern auf. Dementsprechend bilden derartige Tore große Angriffsflächen für den Wind, durch welchen große Kräfte auf das Tor ausgeübt werden können. Auch durch externe Krafteinwirkungen an der Schließkante des Tores können sehr große Kräfte auf den Antrieb wirken.
Bei Antriebsvorrichtungen dieser Art ist es bekannt, bei Auftreten von derartigen Kräften einen Notstopp durchzuführen, um dadurch das Tor anzuhalten und damit gegebenenfalls gefahrbringende Torbewegungen zu vermeiden. Beispielsweise bei Auftreten starker Windböen bleibt das Tor dennoch den externen Kräften weiter ausgesetzt. Diese Kräfte werden über das Tor und die Spin- del übertragen und können so zu Beschädigungen des Antriebs führen.
Um derartige Beschädigungen zu vermeiden, wird der Antrieb auf die maximal auftretenden Kräfte ausgelegt. Bei typischen Toren, insbesondere Drehtoren, entstehen äußerst hohe Kräfte, die typischerweise bis zu 50 kN betragen kön- nen. Ein für diese Belastungen ausgelegter Antrieb weist ein unerwünscht hohes Bauvolumen auf und ist dementsprechend teuer in der Herstellung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche bei geringem Bauvolumen kosten- günstig herstellbar ist und gleichzeitig unempfindlich gegen extern einwirkende Kräfte ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung umfasst eine von einem Antrieb angetriebene Spindel, welche zur Betätigung eines Betätigungselements dient. Es sind mit der Spindel fest verbundene Abstützmittel vorgesehen, welche gegen eine Federlagerung bewegt werden können. Bei Einwirken von einen vorgegebenen Maximalwert überschreitenden Kräften auf die Spindel werden die Federlagerung eingefedert und die Abstützmittel gegen einen stationären Anschlag gedrückt. Dadurch wird der Antrieb von diesen Kräften entkoppelt.
Bei der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung werden somit die Komponenten des Antriebs wirksam und zuverlässig gegen am Betätigungselement angreifende externe Kräfte geschützt.
Das mechanische Schutzprinzip der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung beruht darauf, dass deren Spindel durch die Federlagerung in axialer Richtung beweglich ist. Die Federkräfte der Federlagerung sind dabei so ausgelegt, dass bei Auftreten von externen Kräften auf das Betätigungselement und damit die Spindel, die oberhalb eines bestimmten Maximalwerts liegen, ein Einfedern der Federlagerung erfolgt, wodurch ein Abstützmittel gegen einen Anschlag gedrückt wird. Durch die kraftschlüssige Verbindung des Abstützmittels am Anschlag werden die wirkenden externen Kräfte über den Anschlag als stationärer Bestandteil der Antriebsvorrichtung abgeleitet und wirken somit nicht mehr auf die Komponenten des Antriebs ein, so dass dieser gegen Beschädigungen geschützt ist. Der Anschlag ist vorteilhaft Bestandteil eines Gehäuses, in welchem das Lager mit der Federlagerung integriert ist. Dieses Gehäuse weist die erfor- derliche Stabilität auf, um die vollständige Ableitung der externen Kräfte zu bewerkstelligen, ohne dass dieses dadurch selbst beschädigt wird. Da das zur Aufnahme von Komponenten der Antriebsvorrichtung benötigte Gehäuse zur Ausbildung der Anschläge für die Abstützmittel mitgenutzt werden kann, weist die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung einen kostengünstigen und kompak- ten Aufbau auf. Dieser Vorteil wird dadurch noch verstärkt, dass die Abstützmittel in Form von an der Spindel anbringbaren Stützscheiben einfach und kostengünstig herstellbar sind.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung besteht darin, dass bei dieser sowohl ein Schutz gegen Schubkräfte als auch gegen Zugkräfte, die auf die Spindel wirken, erzielt wird. Dies wird in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung dadurch erreicht, dass das Lager, in welchem die Spindel drehbar gelagert ist, in Längsrichtung der Spindel zwischen zwei die Federlagerung bildenden Federpaketen gelagert ist. Durch diese symmetrische beidseitige Federlagerung des Lagers ist die Spindel gleichermaßen bei Auftreten von Schub- und Zugkräften in beiden Längsrichtungen beweglich gelagert. Entsprechend der beidseitigen Federlagerung sind als Abstützmittel auch zwei mit der Spindel fest verbundene Stützscheiben vorgesehen, die jeweils gegen einen separaten Anschlag führbar sind. Die Anschläge sind besonders vorteilhaft von den Stirnseiten des Gehäuses gebildet. Die Komponenten dieser mechanischen Schutzvorrichtung sind bevorzugt symmetrisch bezüglich einer Symmetrieebene senkrecht zur Spindellängsachse ausgebildet, so dass externe Schub- und Zugkräfte in identischer Weise zum Schutz des Antriebs über das Gehäuse abgeleitet werden können. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung besteht darin, dass bei Einfedern der Federlagerung die Abstützmittel reibschlüssig auf den Anschlägen aufliegen. Dadurch wird auch ein unerwünschtes Übertragen von Drehmomenten von der Spindel auf die Komponen- ten des Antriebs bei Auftreten einer mechanischen Überlastsituation vermieden.
Da bei der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung sowohl auftretende Schubkräfte als auch Zugkräfte, die über einem vorgegebenen Maximalwert liegen, über stationäre Komponenten der Antriebsvorrichtung abgeleitet werden kön- nen und somit nicht auf die Komponenten des Antriebs wirken, muss der Antrieb nicht mehr auf die maximal auftretenden Kräfte ausgelegt werden, sondern kann durch geeignete Vorgabe des Maximalwertes, das heißt, durch eine geeignete Dimensionierung der Federkräfte der Federlagerung auf seine Nennleistung auslegt werden. Für den Fall, dass die Antriebsvorrichtung zur Betäti- gung von Drehtoren oder dergleichen eingesetzt wird, bedeutet dies eine Reduzierung der maximalen Kräfte, auf welche der Antrieb ausgelegt werden muss, um bis zu einer Zehnerpotenz. Dementsprechend kann das Bauvolumen des Antriebs erheblich reduziert werden, was zu einer signifikanten Reduzierung der Herstellkosten der Antriebsvorrichtung führt.
Mit der auf diese Weise ausgelegten Antriebsvorrichtung wird diese in ihrem Normalbetrieb zur Betätigung des Betätigungselements, insbesondere zum Öffnen und Schließen eines Drehtores betrieben. Bei Auftreten von das Nennmoment des Antriebs überschreitenden Drehmomenten erfolgt aus Sicherheitsgründen ein Notstopp, der im Fall eines Betätigungselementes in Form eines Drehtors zum Anhalten des Drehtors führt. Wirken dann, beispielsweise infolge von Windböen, externe Schub- oder Zugkräfte auf das Drehtor und damit auf die Spindel, die oberhalb des durch die Federlagerung vorgegebenen Maximalwerts liegen, der bevorzugt näherungsweise der Nennkraft des Antriebs entspricht, so spricht die erfindungsgemäße Überlastrichtung durch Einfedern der Federlagerung an. Dadurch liegt ein Abstützmittel an einem Anschlag und führt über diesen die externen Kräfte ab.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist dabei das Haltemoment des Antriebs signifikant größer als dessen Nennmoment. Das Haltemoment definiert dabei die Selbsthemmung des Antriebs, das heißt, es definiert den Grenzwert eines externen Drehmoments, bei welchem der im Stillstand befindliche Antrieb wieder anläuft und zu drehen beginnt. Durch die erfindungsgemäße Dimensionierung in der Weise, dass das Haltemoment signifikant größer als das Nennmoment des Antriebs ist, welches gleichzeitig dem durch die Fe- derlagerung vorgegebenen Maximalwert entspricht, ist gewährleistet, dass bei Auftreten externer Schubkräfte oder Zugkräfte das Abstützmittel gegen den Anschlag gedrückt wird, wodurch der Antrieb gesichert und geschützt ist, bevor das Haltemoment des Antriebs überschritten wird. Mit der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung wird somit sicher ein unerwünschtes, eventuell sogar gefahrbringendes Rückwärtslaufen des in den Notstopp versetzen Antriebs bei Auftreten von externen Kräften vermieden.
Der Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
Die Zeichnung zeigt eine Antriebsvorrichtung 1, mittels derer als Betätigungs- element ein nicht dargestelltes Drehtor geöffnet und geschlossen wird. Die Antriebsvorrichtung 1 umfasst einen als Getriebemotor ausgebildeten elektrischen Antrieb, der in einem Motorgehäuse 2 integriert ist. Das Motorgehäuse 2 ist an einer Konsole gelagert, die aus Stangenelementen 3 besteht, die an einer Grundplatte 4 fixiert sind. An dem Boden der Grundplatte 4 mündet ein An- baustück 5 aus Stahl aus, mittels dessen die Antriebsvorrichtung 1 an einem Pfosten eines Tores oder dergleichen befestigt wird.
Mit dem Antrieb wird eine als Gewindespindel ausgebildete Spindel 6 angetrieben. Dabei wird die Spindel 6 mittels des Antriebs in eine Drehbewegung um ihre Längsachse versetzt. Je nach Drehrichtung der Spindel 6 wird das Drehtor geöffnet oder geschlossen. Parallel zu der angetriebenen Spindel 6 verläuft eine weitere Gewindespindel 7, auf welcher ein Endschalter 8 zur Endlagenkontrolle des Drehtors angebracht ist.
Der Antrieb ist über eine Kupplung 9 an die Spindel 6 gekoppelt. Alternativ kann eine formschlüssige, feste Ankopplung der Spindel 6 an den Antrieb vorgesehen sein. Die Kupplung 9 umfasst eine Kupplungsglocke 10, die auf einem am Motorgehäuse 2 ausmündenden Wellensegment 11 aufsitzt. Hierzu weist die Kupplungsglocke 10 eine zentrale Bohrung auf, in welcher das Wellenseg- ment 11 geführt ist. In das freie Ende des Wellensegments ist eine Schraube I Ia mit einer Unterlagenscheibe I Ib eingeschraubt. Diese Schraube I Ia dient zur Lagesicherung der Kupplung 9 am Wellensegment 11. An der Kupplungsglocke 10 ist ein Hebel 12 gelagert. Durch Schwenken des Hebels 12 kann die Kupplungsglocke 10 auf dem Wellensegment 11 in dessen Längsrichtung be- wegt werden. Als weitere Komponente weist die Kupplung 9 einen Kupplungsträger 13 auf, auf welchem ein Reibbelag 14 befestigt ist. Durch Betätigen des Hebels 12 kann die Kupplung 9 geöffnet werden. Hierzu wird der Hebel 12 so geschwenkt, dass ein Auskuppeln der Kupplung 9 erfolgt, das heißt, die Kupplungsglocke 10 wird mit dem Motorgehäuse 2 in negativer x-Richtung bewegt, so dass diese nicht mehr in Eingriff mit dem Reibbelag 14 ist. Das Schließen der Kupplung 9 erfolgt über Federn F, die die Kupplungsglocke 10 gegen den Kupplungsträger 13 mit dem Reibbelag 14 drücken.
Die Spindel 6 ist in einem als Kugellager 15 ausgebildeten Lager drehbar gelagert. Das Kugellager 15 ist in einem ein Lagergehäuse 16 bildendes Gehäuse integriert. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, weist das Lagergehäuse 16 eine in axialer Richtung verlaufende zentrale Bohrung auf, in welcher die Spindel 6 geführt ist. Das Lagergehäuse 16 ist fest mit der Konsole verbunden und bildet so eine an dieser stationär gelagerte Einheit. Das Lagergehäuse 16 weist einen in Umfangsrichtung verlaufenden Gehäusemantel 17 und an seinen Stirnseiten ebene Gehäusewände 18a, b auf. Die stirnseitigen Gehäusewände 18a, b verlaufen jeweils in einer senkrecht zur Längsachse der Spindel 6 orientierten Ebene.
Am längsseitigen Ende der Spindel 6 ist ein Freiraum 19 vorgesehen, in wel- chen eine Kontermutter zur zusätzlichen Sicherung der Spindel 6 eingebracht werden kann. An die dem Motorgehäuse 2 abgewandte Stirnseite des Lagergehäuses 16 schließt ein weiteres Gehäuseelement 20 an, welches in axialer Richtung von der Spindel 6 und der Gewindespindel 7 durchsetzt wird. In dem Gehäuseelement 20 befindet sich der Endschalter.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist das Kugellager 15 in dessen axialer Richtung zwischen zwei eine Federlagerung bildenden Federpaketen 21a, b gelagert. Dabei ist jedes Federpaket 21a, b zwischen einer Stirnseite des Kugellagers 15 und der Innenseite einer stirnseitigen Gehäusewand 18a, b des Lagergehäuses 16 gelagert. Durch diese Federlagerung ist die Spindel 6 in axialer Richtung beweglich im Lagergehäuse 16 gelagert.
Dabei sind an der Spindel 6 zwei Stützscheiben 22a, b angeschraubt. Jede Stützscheibe 22a, b weist einen Schaft 23a, b auf, der eine kreiszylindrische Bohrung aufweist, die von der Spindel 6 durchsetzt wird. Mit dem jeweiligen Schaft 23 a, b ist die Stützscheibe 22a, b an die Spindel 6 angeschraubt. An dem Schaft 23a, b jeder Stützscheibe 22a, b schließt ein Kreisscheibensegment 24a, b an, welches einen weiteren Bestandteil der jeweiligen Stützscheibe 22a, b bildet. Die Kreisscheibensegmente 24a, b verlaufen jeweils in senkrecht zur Längsachse der Spindel 6 orientierten Ebenen. In der Zeichnung ist die Position der Spindel 6 ohne externe Kraftbeeinflussung dargestellt. In diesem Zustand liegen die Kreisscheibensegmente 24a, b der Stützscheiben 22a, b jeweils in geringem Abstand zu den ebenen Außenseiten der stirnseitigen Gehäusewände 18a, b des Lagergehäuses 16. Wie aus der Zeichnung weiter ersichtlich, weist der Schaft 23a, b jeder Stützscheibe 22a, b eine Schulter 25a, b auf. Diese Schultern 25a, b bilden Anlageflächen mit welchen jeweils ein Schaft 23a, b einer Stützscheibe 22a, b an einer Stirnseite des Kugellagers 15 anliegt. Bezüglich der Ausbildung der Anlageflächen der Kreisscheibensegmente 24a, b an den Gehäusewänden 18a, b und der Ausbildung der Schäfte 23a, b sind die Stützscheiben 22a, b identisch ausgebildet und bilden mit dem Federpaket 21a, b und dem Kugellager 15 eine zur Äquatorial ebene des Lagergehäuses 16 spiegelsymmetrische Anordnung. Zusätzlich ist an der dem Motorgehäuse 2 zugewandte Stützscheibe 22a der Kupplungsträger 13 vorgesehen, der einstückig mit dieser ausgebildet ist.
Die mit der Federlagerung zusammenwirkenden Stützscheiben 22a, b sowie die als Anschläge für die Stützscheiben 22a, b dienenden stirnseitigen Gehäusewände 18a, b des Lagergehäuses 16 bilden eine mechanische Überlastsicherung, die bei auftretenden externen Schub- oder Zugkräften auf die Spindel 6 eine Beschädigung des Antriebs vermeidet.
Die mechanische Schutzeinrichtung spricht an, wenn die auf die Spindel 6 wir- kenden Zugkräfte oder Schubkräfte einen durch die Dimensionierung der Federpakete 21a, b vorgegebenen Maximalwert überschreiten. Da die Federpakete 21a, beidseits des Kugellagers 15 im vorliegenden Fall identisch ausgebildet sind, ist der Maximalwert für auftretende Schubkräfte und Zugkräfte gleich groß. Der Maximalwert ist an die Nennkraft des Antriebs angepasst. Der als Getriebemotor ausgebildete Antrieb weist ein Haltemoment auf, welches signifikant oberhalb seines Nennmoments liegt.
Im regulären Betrieb der Antriebsvorrichtung 1 wird durch den Antrieb die Spindel 6 in eine Drehbewegung versetzt, wodurch das Drehtor geöffnet oder geschlossen wird. Dabei liegen die Stützscheiben 22a, b mit ihren Kreisschei- bensegmenten 24a, b in Abstand zu den stirnseitigen Gehäusewänden 18a, b des Lagergehäuses 16, so dass die Spindel 6 durch den Antrieb gedreht werden kann. Bei Auftreten einer Kraft auf das Drehtor und die Spindel 6, die die Nennkraft des Antriebs übersteigt, wird zur Vermeidung von Gefahrensituationen ein Stopp durchgeführt, das heißt, der Antrieb wird gestoppt und das Drehtor wird angehalten. Durch Windböen und dergleichen können gerade auch bei stillste- hendem Drehtor erhebliche Kräfte auf das Drehtor und damit auf die Spindel 6 wirken. Bei Einwirken derartiger Zug- oder Schubkräfte auf die Spindel 6 setzt die mechanische Schutzeinrichtung zum Schutz der Komponenten des Antriebs ein.
Die Funktionsweise dieser Schutzeinrichtung wird zunächst für den Fall von auf die Spindel 6 einwirkenden Zugkräften erläutert. Diese Zugkräfte wirken bei der in der Zeichnung dargestellten Anordnung in positiver x-Richtung. Durch diese Zugkräfte wird eine Axialbewegung der Spindel 6 in positiver x- Richtung bewirkt. Durch diese Bewegung der Spindel 6 drückt die Schulter 25a der Stützscheibe 22a gegen das Kugellager 15, wodurch das in Kraftrichtung dahinter liegende Federpaket 21b eingefedert wird. Durch die Einfederung des Federpakets 21b wird die Stützscheibe 22a mit ihrem Kreisscheibensegment 24a gegen die Gehäusewand 18a als Anschlag gedrückt. Dadurch entsteht eine kraft- und reibschlüssige Verbindung zwischen der Stützscheibe 22a und der Gehäusewand 18a. Dies führt dazu, dass die auftretenden Zugkräfte nicht auf die Komponenten des Antriebs übertragen werden, sondern über das Lagergehäuse 16 und die Konsole abgeleitet werden. Der Antrieb wird somit gegen die auftretenden Zugkräfte vollständig geschützt. Da die Stützscheibe 22a reibschlüssig auf der den Anschlag bildenden Gehäusewand 18a aufliegt, wird auch ein Übertragen von Drehmomenten auf den Antrieb vermieden.
Da das Haltemoment des Antriebs signifikant größer als dessen Nennmoment ist, an welches auch der durch die Federpakete 21a, b vorgegebene Maximalwert angepasst ist, ist gewährleistet, dass die Stützscheibe 22a bereits bei Drehmomenten weit unterhalb des Haltemoments gesichert an dem von der Gehäusewand 18a gebildeten Anschlag anliegt. Die so ausgebildete kraft- schlüssige Verbindung zwischen Stützscheibe 22a und dem Anschlag am Lagergehäuse 16 verhindert damit auch ein ungewolltes Anlaufen des Antriebs, da die auftretenden externen Drehmomente nie das die Selbsthemmung des Antriebs definierende Haltemoment überschreiten können.
Bei Auftreten von in negativer x-Richtung wirkenden Schubkräften wird die Spindel 6 entsprechend in negativer x-Richtung verschoben. Dadurch übt die Schulter 25b des Schafts 23b der Stützscheibe 22b eine Kraft auf das Kugellager 15 aus, wodurch in diesem Fall das Federpaket 21a eingefedert wird. Durch das Einfedern des Federpakets 21a wird in diesem Fall die Stützscheibe 22b mit dem Kreisscheibensegment 24b gegen den von der Gehäusewand 18b gebildeten Anschlag gedrückt, wodurch wiederum die wirkenden Kräfte über das Lagergehäuse 16 und die Konsole abgeleitet werden und die Komponenten des Antriebs gegen die wirkenden Kräfte abgeschirmt werden.
Bezugszeichenliste
(1) Antriebsvorrichtung
(2) Motorgehäuse (3) Stangenelement
(4) Grundplatte
(5) Anbaustück
(6) Spindel
(7) Gewindespindel (8) Endschalter
(9) Kupplung
(10) Kupplungsglocke
(11) Wellensegment (I Ia) Schraube (1 Ib) Unterlagenscheibe
(12) Hebel
(13) Kupplungsträger
(14) Reibbelag
(15) Kugellager (16) Lagergehäuse
(17) Gehäusemantel
(18a) Gehäusewand
( 18b) Gehäusewand
(19) Freiraum (20) Gehäuseelement
(21a) Federpaket
(21b) Federpaket (22a) Stützscheibe
(22b) Stützscheibe
(23a) Schaft
(23b) Schaft
(24a) Kreisscheibensegment
(24b) Kreisscheibensegment
(25a) Schulter
(25b) Schulter

Claims

Patentansprüche
1. Antriebsvorrichtung mit einer von einem Antrieb angetriebenen Spindel zur Betätigung eines Betätigungselements, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Spindel (6) fest verbundene Abstützmittel vorgesehen sind, welche gegen eine Federlagerung bewegbar sind, wobei bei Einwirken von einen vorgegebenen Maximalwert überschreitenden Kräften auf die Spindel (6) die Federlagerung eingefedert und die Abstützmittel gegen einen stationären Anschlag gedrückt sind, wodurch der Antrieb von diesen Kräften entkoppelt ist.
2. Antriebs Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Auftreten von einen Maximalwert überschreitenden Schub- oder Zugkräften jeweils ein Abstützmittel gegen einen Anschlag gedrückt ist.
3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass je- des Abstützmittel reibschlüssig gegen einen Anschlag andrückbar ist, wodurch eine Übertragung von Überlastdrehmomenten auf den Antrieb vermieden wird.
4. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein stationäres, von der Spindel (6) in axialer Richtung durchsetztes Gehäuse vorgesehen ist, in welchem ein Lager zur Drehlagerung der Spindel (6) vorgesehen ist.
5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager als Kugellager (15) ausgebildet ist.
6. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager in dessen axialer Richtung zwischen zwei die Federlagerung bildenden Federpaketen (21a, b) gelagert ist, wodurch die Spindel (6) in axialer Richtung bewegbar ist.
7. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der in axialer Richtung vorderen und hinteren Stirnseite des Lagers jeweils ein Federpaket (21a, b) mit einem seiner Ränder aufsitzt.
8. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Federpaket (21a, b) mit seinem zweiten Rand an der Innenseite einer Gehäusewand (18a, b) an einer Stirnseite des Gehäuses anliegt.
9. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenseiten der Gehäusewände (18a, b) an den Stirnseiten des Gehäuses die Anschläge für die Abstützmittel bilden.
10. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenseiten der Gehäusewände (18a, b) ebene Auflageflächen für die
Abstützmittel bilden.
11. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Abstützmittel zwei fest mit der Spindel (6) verbundene Stützscheiben (22a, b) vorgesehen sind.
12. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass jede Stützscheibe (22a, b) ein in einer senkrecht zur Längsachse der Spindel (6) orientierten Ebene verlaufendes Kreisscheibensegment (24a, b) aufweist, welches gegen einen der Anschläge führbar ist.
13. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 12, dadurch ge- kennzeichnet, dass jede Stützscheibe (22a, b) einen Schaft (23a, b) auf- weist, mit welchem die Stützscheibe (22a, b) an der Spindel (6) befestigt ist und an welchen das Kreisscheibensegment (24a, b) anschließt.
14. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (23a, b) jeder Stützscheibe (22a, b) eine Schulter (25a, b) aufweist, welche an einer Stirnseite des Lagers anliegt.
15. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützscheiben (22a, b), die Anschläge und die Federpakete (21a, b) eine zu einer senkrecht zur Längsachse der Spindel (6) orientierten Symmetrieebene spiegelsymmetrische Anordnung bilden.
16. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer den Maximalwert überschreitenden, in Längsrichtung der Spindel (6) wirkenden Kraft eine der Stützscheiben (22a, b) durch deren Ankopplung über die Schulter (25a, b) an das Lager das dieser Stützscheibe (22a, b) gegenüberliegende Federpaket (21a, b) einfedert, bis das Kreisscheibensegment (24a, b) dieser Stützscheibe
(22a, b) an dem zugeordneten Anschlag anliegt.
17. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb von einem Getriebemotor gebildet ist.
18. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Haltemoment des Antriebs signifikant größer ist als dessen Nenndrehmoment.
19. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement von einem Tor gebildet ist.
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