DE3238334A1

DE3238334A1 - Getriebe fuer die umwandlung eines kleinen drehmomentes in ein grosses drehmoment

Info

Publication number: DE3238334A1
Application number: DE19823238334
Authority: DE
Inventors: Konrad 8968 Durach Buchenberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-10-15
Filing date: 1982-10-15
Publication date: 1984-04-19
Also published as: CH640615A5

Description

Getriebe für die Umwandlung eines kleinen
Drehmomentes in ein großes Drehmoment Die Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe für die Umwandlung einer verhältnismässig hohen Drehzahl mit kleinem Drehmoment in eine niedrige Drehzahl mit großem Drehmoment, z.B. für einen elektromotorischen Torantrieb.
Insbesondere bei Torantrieben, die einen elektrischen Antrieb aufweisen, wurde - wenn Pendeltore zu öffnen und zu schließen waren - mittels eines Kettentriebes die Schließbewegung durchgeführt. Bei derartigen Kettentrieben, die auch für die Bewegung von Kipptoren verwandt werden, treibt der Elektromotor über ein Getriebe ein Zahnrad, und die Kette ist als endlose Kette ausgeführt, und dient dann der Bewegung des Kipptores bzw. des Drehtores.
Diese Ausführungen setzen voraus, daß es sich bei Drehtoren um sogenannte moderne Tore handelt, bei denen die Befestigung des Torantriebes in annähernd der gleichen Ebene des geschlossenen Torflügels sich befindet. Insbesondere bei älteren Bauarten, bei denen Pfeiler nach der Strasse hin bündig oder annähernd bündig mit der Torfläche abschliessen, ragen nach der entgegengesetzten Seite die Pfeiler weit hinaus.
Hier lassen sich elektromotorische Torantriebe dann nur noch sehr schwierig anbringen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektromotorischen Torantrieb so auszubilden, daß er bei kompakter Bauweise auch im Abstand von der Torinnenfläche am Pfeiler angebracht werden kann, im übrigen eine sehr große Drehmomentenübersetzung bei kompakter Bauweise besitzt.
insbesondere aber betriebssicher arbeitet, d.h. auch bei den rauhen Wetterbedingungen für Aussentore, bei denen diese Torantriebe Schnee, Reizen und Eis ausgesetzt sind.
Die Lösung der Aufgabe nach de Erfindung besteht darin, daß eine Spindelmutter einer Gewindespindel mit verhältnismässig kleiner Gewindesteigung Mitnahmearme aufweist, die gleichzeitig den geraden Schlitz eines Antriebszylinders, z.B. für den Torantrieb und den mit sehr hoher Steigung versehenen, schraubenförmigen Schlitz eines feststehenden Führungszylinders durchgreifen.
Durch diese Maßnahme wird ein vollkommen neuer Weg der Drehmomenten-Übertragung beschritten, die besonders geeignet ist für die Betätigung von Drehtoren.
Die ganze Anordnung arbeitet mit sehr gutem Wirkungsgrad auf sehr engen Raum. Die Gewindespindei, r die mit hoher Drehzahl , z.B. von einem Elektromotor, angetrieben wird, und eine kleine Steigung aufweist, bewegt die Spindelmutter auf- und abwärts. Die mit der Spindelmutter fest verbundenen Mitnahmearme greifen aussen in den schraubenförmigen Schlitz eines feststehenden Führungszylinders. Diese grosse Steiqung des aussenstehenden Führungszylinders zwingt die Spindelmutter zu einer Schwenk- bzw. Drehbewegung. Diese Schwenk- oder Drehbewegung wird auf einen Antriebszylinder mit geradem Schlitz übertragen, weil die Mitnahmearme gleichzeitig diesen geraden Schlitz und den schraubenförmigen Schlitz durchdringen. Durch die kleine Steigung der Gewindespindel und deren große Drehzahl wird dem -zufolge ein großes Drehmoment der Spindelmutter zugeordnet, die entsprechend der Steigung des schraubenförmigen Schlitzes je nach Auf- oder Abwärts-Bewegung in der einen oder anderen Richtung schwenkt.
Der Antriebszylinder ist dann über eine Welle nach aussen geführt und überträgt dann die hohe Drehzahl des Elektromotors mit kleinem Drehmoment mit sehr großem Drehmoment und einer verhältnismässig geringen Schwenkbewegung auf den Torflügel.
Eine Ausführung besteht darin, daß der Antriebszylinder innerhalb des Führungszylinders angeordnet ist.
Diese Anordnung hat den Vorteil, daß sich keine bewegten Teile aussen befinden; man kann also die ganze Anordnung mit einem wetterfesten Gehäuse versehen.
In bezug auf die Ausbildung der Mitnahmearme ist eine bevorzugte Ausführung darin zu sehen, daß die Spindelmutter zwei gegenüberliegende Mitnahmearme aufweist.
Es ist selbstverständlich möglich, auch drei, vier oder fünf Mitnahmearme zu verwenden, wenn es sich z.B. darum handelt, sehr hohe Drehmomente zu übertragen , bzw.
abzustützen, wenn die ganze Anordnung z.B. als Hubelement verwandt wird. In diesem Fall würde dann z.B. die drehende Bewegung des Antriebs zylinders nicht in eine Schwenkbewegung umgewandelt werden, sondern z.B. über eine weitere Spindelmutter, die von einer mit dem Antriebszylinder verbundenen Gewindespindel auf- und abbewegt würde in eine Hubbewegung.
Wesentlich ist auch, daß die Mitnahmearme in dem schraubförmigen Schlitz des Führungszylinders Lager, z.B.
Kugellager , aufweisen; in diesem Fall ist es auch wichtig, daß die Mitnahmearme im geraden Schlitz des Antriebszylinders Lager, z.B. Kugellager, aufweisen.
Diese Anordnung gewährleistet eine spielfreie Lastübertragung mit bestem Wirkungsgrad. Konstruktiv vereinfachend ist es, wenn die Lager der Mitnahmearme in den Schlitzen des Führungs- bzw. Antriebs zylinders gleiche Außendurchmesser besitzen.
Hinsichtlich der Wartung besteht ein weiteres Erfindungsmerkmal darin, daß das obere Ende der Gewindespindel im Führungszylinder und das untere Ende im Antriebs zylinder gelagert ist, wobei ein ölbad im Bereich des unteren Lagers der Gewindespindel im Antriebs zylinder vorhanden ist, in welches die Spindelmutter in ihrer unteren Lage taucht. Bei dieser Ausführung kann man auch an der Spindelmutter Bürsten mit anbringen, die in das ölbad tauchen und jetzt immer automatisch dafür sorgen, daß bei jedem Auf- und Abgang die Gewindespindel geschmiert bzw. entsprechend gereinigt wird.
Zweckmäßig ist auch, daß der Antriebs zylinder in eine Abtriebswelle übergeht, welche den Führungszylinder durchragt. Diese Abtriebswelle dient dann der Betätigung eines Tores oder wenn sie mit Gewinde versehen ist, der Auf- und Abbewegung einer Spindelmutter bei Hubwerkzeugen.
Eine kinematische Umkehrung lässt sich dadurch erreichen, daß der Führungszylinder innerhalb des Antriebs zylinders angeordnet ist.
Eine ganz wesentliche Möglichkeit gemäss der Erfindung besteht noch darin, daß der Führungszylinder und oder die Gewindespindel verschieden große Steigungen aufweisen, z,B. in der Nähe der Schließstellung des Tores sich die Steigung verringert.
Durch diese Ausführung kann man in konstruktiv einfacher Weise erreichen, daß nach einem Schnellgang z.B. während der Drehbewegung des Türflügels, kurz vor Erreichen der Schließstellung die Bewegung entsprechend verlangsamt wird, damit das Tor nicht überschwingt; dort aber dann auch mit großer Kraft in Schließstellung gebracht bzw.
gehalten wird.
Eine einfache Befestigung ergibt sich dadurch, daß der Führungszylinder Befestigungsflansche besitzt. Die Konstruktion nach der Erfindung lässt es zu, daß zwischen Antriebs zylinder und Führungszylinder ein Zwischenraum vorhanden ist, d.h. man kann bei der ganzen Anordnung mit großen Toleranzen arbeiten; das wäre z.B.
bei Witterungseinflüssen wichtig.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.Dabei gehen aus der Zeichnung und der Beschreibung weitere Erfindungsmerkmale hervor.
Es zeigen: Figur 1 zeigt schaubildlich den erfindungsgemässen Antrieb mit Motor; Figur 2 zeigt vergrößert das neue Getriebe perspektivisch; Figur 3 zeigt entsprechend der Figur 2 die Gewindespindel durch Abheben des oberen Deckels; Figur 4 zeigt auseinandergezogen die den Antrieb bildenden Teile; Figur 5 entspricht der Figur 4 ; dabei sind die Teile noch weiter auseinandergezogen.
In der Figur 1 ist das Getriebe 1 mit dem Pfeil bezeichnet, ein schematisch dargestellter Torantrieb 2 wird vom Gestänge 17 gebildet; dabei ist die Führungsstange 23 fest an dem zu schwenkenden Türflügel angebracht, der Schwenkarm 24 ist drehfest mit der Abtriebswelle 16 verbunden, die ihrerseits drehfest mit ihrem Antriebszylinder 9 verbunden ist, der - wie später beschrieben - angetrieben wird.
Der Figur 5 ist insbesondere zu entnehmen, daß die Gewindespindel 4 mit verhältnismässig kleiner Gewindesteigung 5 eine Spindelmutter 3 in der einen oder anderen Richtung 25 auf- und abbewegt, wenn durch den Elektromotor bzw. Antriebsmotor 19,der z.B. funkgesteuert sein kann, über die Motorwelle 20 die Spindel 4 gedreht wird.
Entsprechend dieser kleinen Gewindesteigung 5 wird dann die Spindelmutter 3 längs der Leitspindel 4 in Pfeilrichtung 26 auf- oder abbewegt. Während dieser Auf- und Abbewegung wird der Spindelmutter 26 eine Schwenk- bzw. Drehbewegung zugeordnet, die dadurch entsteht, daß z.B. im Ausführungsbeispiel zwei Mitnahmearme 7 vorhanden sind, die an ihren äusseren Enden Kugellager 13 aufweisen.
Diese Kugellager 13 werden im schraubenförmigen Schlitz 10 eines feststehenden Führungszylinders 11 geführt.
Im Verhältnis zu dieser großen Steigung 6 im Führungszylinder 11 zu der kleinen Steigung 5 der Gewindespindel 4 findet eine Ubersetzung des Drehmomentes statt, welches der Motor 19 abgibt. Es ergibt sich hieraus auch, daß man diese Schwenk- bzw. Drehbewegung der Spindelmutter 3 abhängig von verschiedenen Steigungen 5 des Führungszylinders 11 machen kann.
Die Schwenkbewegung bzw. geringe Drehzahl der Spindelmutter 3 aufgrund der Steigung 6 wird auf einen Antriebszylinder 9 übertragen. Die Ubertragung erfolgt über die gleichen Mitnahmearme 7 und im Ausführungsbeispiel weitere Kugellager 12, die im geraden Schlitz 8 des Antriebszylinders 9 geführt werden. Der Antriebszylinder 9 durchragt mit seiner Abtriebswelle 16 , welche den Torantrieb bildet, den gehäusefesten Boden des Führungszylinders 11 . Im Boden des Antriebszylinders 9 ist beim Ausführungsbeispiel das untere Ende 15 der Gewindespindel gelagert; diese Lagerung kann sich in einem blbad befinden, so daß die eintauchende Spindelmutter 3 in ihrer unteren Lage , z.B. über eine nicht-dargestellte Bürste, öl mitnimmt und immer die Gewindespindel 4 schmiert.
Das obere Ende der Gewindespindel 14 ist im Lagerflansch 22 gelagert, der gleichzeitig den Lagerflansch 21 für die Lagerung des Antriebs zylinders 9 bildet.
Ein weiterer Lagerflansch 27 schliesst oben den Führungszylinder 11 ab. Man erkennt, daß die ganze Anordnung kompakt ausgebildet ist, eine nicht-dargestellte, witterungsbeständige Ummantelung die ganze Anordnung umschließen kann, und entsprechend über Befestigungsflansche 18 jetzt das Getriebe an einem Pfeiler angeflanscht werden kann, wobei eben der Figur 1 zu entnehmen ist, daß hier ein gewisser Abstand zwischen der Torfläche und der Befestigungsfläche des Getriebes möglich ist.
Selbstverständlich kann bei Drehtorantrieben das Getriebe, gemäß der Erfindung, in der Mittellinie der Achse um welche das Tor schwenkt, angeordnet sein.
Das Gehäuse des Antriebs ist dann gleichzeitig als Torband-Beschlag ausgebildet.
Gegenüber den bekannten Torantrieben hat man jetzt hier den Vorteil, daß die Mittellinie für die Abtriebswelle (16) mit der Drehachse des Tores zusammenfällt. Es ergibt sich dadurch eine vollkommen neue mögliche Bauart.
Man kann gewissermassen jetzt die Säule, um welche das Tor schwenkt, so ausbilden, daß die Lage des Tores in der Mittellinie dieser Säule liegen, aus der Säule heraus der Schwenkarm (24) ragt, der unmittelbar mit dem Tor verbunden ist undUSFchtbar der Antriebsmotor mit seiner ganzen Steuerung innerhalb dieser hohlen Torsäule jetzt untergebracht ist. Von aussen ist dann der ganze Antrieb mit der Funksteuerung überhaupt nicht mehr erkennbar, weil alles in dieser hohlen Torsäule untergebracht ist. Das ergibt einen sehr formschönen Torantrieb, der ausserdem auch gegen Witterungsunwillen weitgehend geschützt ist. Es ist also von außen überhaupt nicht mehr erkennbar, daß dieses Tor einen Antrieb besitzt, im Gegensatz zu allen bekannten Ausführungen, die immer mit einem gewissen Abstand von der Drehachse des Tores mit ihrem Schwenkarm angreifen müssen. Der Durchmesser der Torsäule entspricht dann dem Außendurchmesser des Führungszylinders, vergrößert um den geringen Betrag, den die wetterfeste Ummantelung bedingt. Leerseite

Claims

Patentansprüche Getriebe für die Umwandlung einer verhältnismässig ohen Drehzahl bei kleinem Drehmoment in eine niedrige Drehzahl mit großem Drehmoment , z.B. für einen elektromotorischen Torantrieb, d a d u r c h g e k e n n z e i c h.n e t , daß eine Spindelmutter(3 einer Gewindespindel (4) mit verhältnismässig kleiner Gewindesteigung (5) Mitnahmearme (7) aufweist, die gleichzeitig den geraden Schlitz (8) eines Antriebszylinders (9) , z.B. für den Torantrieb, und den mit sehr großer Steigung (6) versehenen, schraubenförmigen Schlitz (10) eines feststehenden Führungszylinders .(11) durchgreifen.
2. Getriebe nach Anspruch 1, d a du r ch gek en n z e i ch ne t, daß der Antriebszylinder (9) innerhalb des Führungszylinders (11) angeordnet ist.
3. Getriebe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i ch ne t , daß die Spindelmutter (3) zwei gegenüberliegende Mitnahmearme (7) aufweist.
4. Getriebe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Mitnahmearme (7) im schraubenförmigen Schlitz (10) des Führungszylinders (11) Lager (13) , z.B. Kugellager, aufweisen.
5. Getriebe nach Anspruch 1, d a d u r ch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Mitnahmearme (7) im geraden Schlitz (8) des Antriebszylinders (9) geführt Lager (12) , z.B. Kugellager , aufweisen.
6. Getriebe nach Anspruch 1, 5 und 6, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Lager (12,13) der Mitnahmearme (7) in den Schlitzen (8,10) des Führungs- bzw. Antriebszylinders gleiche Außendurchmesser besitzen.
7. Getriebe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das obere Ende (14) der Gewindespindel (4) im Führungszylinder (11) und das untere Ende (15) im Antriebszylinder (9) gelagert ist.
8. Getriebe nach Anspruch 1 und 5, d a d u r ch g e k e n n z e i c h n e t , daß ein ölbad im Bereich des unteren Lagers (15) der Gewindespindel (4) im Antriebszylinder (9) vorhanden ist, in welches die Spindelmutter (3) in ihrer unteren Lage taucht.
9. Getriebe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Antriebszylinder (9) in eine Abtriebswelle (16) übergeht, welche den Führungszylinder (11) durchragt.
10. Getriebe nach Anspruch 1-7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß an der Abtriebswelle (16) des Getriebes (1) ein Gestänge (17,23,24),z.B.

für einen Flügeltorantrieb, angelenkt ist.
11. Getriebe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der gehäusefeste Führungszylinder (11) eine wetterfeste Ummantelung aufweist.
12. Getriebe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n è t, daß der Führungszylinder (11) innerhalb des Antriebszylinders (9) angeordnet ist.
13. Getriebe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Führungszylinder (11) und oder die Gewindespindel (4) verschieden große Steigungen (6) aufweisen, z.B. in der Nähe der Schließstellung des Tores eine resultierende geringere Steigung vorhanden ist.
14. Getriebe nach Anspruch 1 - 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der obere Lagerflansch (21) des Antriebszylinders (9) mit einem oberen Lager (22) für die Gewindespindel (4) im Lagerflansch (23) angeordnet ist, der im Führungszylinder (11) zentriert ist.
15. Getriebe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Führungszylinder (11) Befestigungsflansche (18) besitzt.
16. Getriebe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zwischen Antriebszylinder (9) und Führungszylinder (11) ein Zwischenraum vorhanden ist.
17. Getriebe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Gehäuse (11) als Torbandbeschlag ausgebildet ist.
18. Getriebe nach Anspruch 1 und 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Drehachse des Tores in der Mittellinie der Gewindespindel (4) zusammenfällt.
19. Getriebe nach Anspruch 1,17 und 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Untersetzungsgetriebe zwischen Motorwelle (20) und Antriebsmotor (19) in einem verlängerten Rohr,z.B. gleichen Durchmessers wie der Führungszylinder, angeordnet ist.
20. Getriebe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eine witterungsfeste Ummantelung den Führungszylinder umschließt.
21. Getriebe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Kontakte für eine Funksteuerung und die Endschalternocken im Bereich der Abtriebswelle (16) angeordnet sind.