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Dokumentenidentifikation DE60312080T2 15.11.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001380321
Titel Ausfallsichere Betätigung
Anmelder Cooper, Andrew Paul, Rowlands Castle, Hampshire, GB
Erfinder Cooper, Andrew Paul, Rowlands Castle, Hampshire PO9 6BS, GB
Vertreter Buschhoff-Hennicke-Althaus, 50672 Köln
DE-Aktenzeichen 60312080
Vertragsstaaten AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, RO, SE, SI, SK, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 11.07.2003
EP-Aktenzeichen 030771968
EP-Offenlegungsdatum 14.01.2004
EP date of grant 28.02.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.11.2007
IPC-Hauptklasse A62C 2/10(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine ausfallsichere Stellvorrichtung, insbesondere, wenn auch nicht ausschließlich für eine Abgrenzung zum Abteilen zweier Bereiche im Falle eines Feuers oder um eine Abgrenzung zwischen zwei Bereichen zu entfernen.

Eine Feuer- oder Rauchabgrenzung, nämlich ein auf einer Wickelwelle aufgewickelter Vorhang muß sich üblicherweise im Feuerfall absenken, wobei die Absenkgeschwindigkeit kontrolliert werden und sicher sein muß. Bei einer durch die Hauptstrom- oder eine Notstromversorgung betätigten Abgrenzung kann es dazu kommen, daß das Feuer alle Stromversorgungen unterbricht und/oder daß es einen Fehler im Kontrollsystem gibt. Die Abgrenzung fährt dann nach unten. Bei zunehmender Länge und zunehmendem Gewicht von Abgrenzungen ist die Regelung bzw. Steuerung der Absenkgeschwindigkeit kritisch. Darüber hinaus haben unterschiedliche Vorhanggrößen in der Vergangenheit unterschiedlich große Antriebe erforderlich gemacht und die zunehmende Verwendung von Trennvorrichtungen bei umfassenderen Anwendungsgebieten machte viele verschiedene Motorgrößen und Stromversorgnungen erforderlich. Dies bewirkt Probleme in der Vorratshaltung und einen größeren Bedarf für unkonfektionierte Systeme, die sich in einem großen Anwendungsbereich einsetzen lassen.

Ein wichtiger Faktor bei der Gestaltung eines Vorhangsystems besteht in einem Ausgleich der an sich widersprüchlichen Erfordernisse nach einem vergleichsweise kostengünstigen Antriebsmechanismus zum Aufwickeln des Vorhangs und gleichzeitig der Sicherstellung einer langsamen und sicheren Absenkung. Das Aufwickeln ist tatsächlich vergleichsweise leicht zu erreichen. Ein elektrischer Motor mit ausreichend Leistung, der mit einem stark untersetzenden Getriebe gekoppelt ist, bewirkt das Aufwickeln. Allerdings neigt ein derartiges Getriebe aufgrund seiner inneren Reibung dazu, das Abwickeln zu verhindern.

Es ist natürlich wohl bekannt, daß ein starkes Untersetzungsgetriebe an seiner Einlaßwelle mit geringem Drehmoment beaufschlagt werden kann, um einen Ausgang mit hohem Drehmoment zu erhalten, daß aber ein Aufbringen dieses großen Drehmoments an der Abtriebswelle nicht automatisch dazu führt, daß das gleiche niedrige Drehmoment am Getriebeeinlaß anliegt. Beispielsweise kann ein Schneckenuntersetzungsgetriebe so wirken, als ob eine Bremse vorgesehen ist, sofern ein Drehmoment nicht an der Auslaßwelle abgegriffen, sondern auf diese ausgeübt wird. Epizyklische Geriebe, wie sie üblicherweise für den Antrieb von Vorhangsystemen eingesetzt werden, können auch vom Getriebeausgang ausgehend bewegt werden. Allerdings wird die am einlaßseitigen Ende vorhandene Friktion zumindest im Maße des Getriebeverhältnisses am auslaßseitigen Ende multipliziert. Somit ist immer ein hohes Drehmoment erforderlich, um die Auslaßwelle zu drehen. Darüber hinaus bereitet nicht nur Reibung ein derartiges Problem, sondern auch Haftung. Die Haftung, die überwunden werden muß, um die Auslaßwelle zu drehen, ist immer größer als die Reibung, um die Drehbewegung aufrechtzuerhalten. Eine weitere Schwierigkeit bei der ausfallsicheren Abwicklung eines Vorhangs von einer Rolle, die mit einem stark untersetzenden Getriebe gekoppelt ist, besteht darin, daß der Vorhang ja aufgewickelt ist, wenn er abgewickelt werden soll. In diesem Zustand ist das Gewicht des unteren Querbalkens das einzige, das zur Verfügung steht, um ein Moment zu Abwickeln auszuüben, das die anfängliche Haftreibung überwindet. Auf der anderen Seite, sobald der Vorhang zum großen Teil abgewickelt ist, trägt das gesamte Gewicht des Vorhangs zu dem Abwickel-Drehmoment zusätzlich zum unteren Querbalken bei. Dies bedeutet, daß nur ein geringes Drehmoment zur Verfügung steht, um die anfängliche große Haftreibung zu überwinden und daß zum Ende des Abwickelvorgangs hin ein großes Drehmoment kontrolliert werden muß durch die geringere Rollreibung.

Nach unserer Erfahrung kann dieses Problem bislang nur durch Verwendung eines teuren, reibungsarmen Getriebes und eines vergleichsweise teuren Motors zufriedenstellend überwunden werden. Gleichwohl bleibt das Problem in der Vorratshaltung, das oben bereits angesprochen wurde bestehen, um einer Vielzahl unterschiedlicher Vorhangsgewichte usw. Rechnung zu tragen.

In unserem früheren Patent Nr. US 2 108 839 wird beschrieben und beansprucht:

Eine im Falle eines Feuers automatisch betätigbare Vorrichtung zur Installation in hoch gelegener Position in einem geschlossenen Raum, um den Raum zu unterteilen und die Ausbreitung des Feuers darin zu unterbinden, wobei die Vorrichtung aufweist:

  • • eine Schutzwand aus flexiblem, feuersicherem Material, das auf einer drehbaren Welle aufgewickelt und so ausgestaltet ist, dass es sich unter Schwerkrafteinwirkung von der Welle abwickeln kann,
  • • eine Elektromagneteinheit, die normalerweise an eine elektrische Stromquelle angeschlossen und bei Beaufschlagung mit Strom wirksam ist, um die Schutzwand in ihrer aufgewickelten oder hochgezogenen Stellung zu halten, und
  • • Mittel, die bei Auftreten eines Feuers wirksam sind, um die Stromversorgung zu der Einheit zu unterbrechen und es der Schutzwand zu gestatten, sich in ihre Betriebs- oder ausgefahrene Stellung abzuwickeln.

In unserem jüngeren Patent Nr. US 2 320 944 ist ferner beschrieben und beansprucht eine Bremseneinrichtung für eine Markise, wobei die Vorrichtung aufweist:

  • • eine Wickelwelle für die Markise, von der diese zum Ausfahren abgewickelt und auf die sie zum Zurückziehen aufgewickelt werden kann,
  • • einen Motor und eine mehrstufige Untersetzungsgetriebeeinheit, die in der Welle aufgenommen und so angeordnet ist, dass sich die Welle um sie herum drehen kann,
  • • wobei die Einheit aufweist:
  • • einen in ihr fixierten Stator,
  • • einen drehbar am Getriebe angeschlossenen Rotor,
  • • einen Getriebeausgang, der direkt an die Trommel zu deren Antrieb angeschlossen ist, um die Markise aus- oder einzufahren,
  • • wobei die Bremseneinrichtung aufweist:

    entweder in einer ersten Alternative
  • • eine zwischen dem Rotor und dem Stator wirksame Bremse, die unabhängig von der Beaufschlagung des Motors mit elektromotorischer Antriebskraft ist, und
  • • eine Kontrolleinrichtung, die so ausgestaltet und angeordnet ist, dass sie die Bremse betätigt, wenn die Markise in ausgefahrener Stellung arretiert werden soll und die Bremse freigibt, wenn eine elektromotorische Antriebskraft auf den Motor ausgeübt wird und wenn ein Ausfahren erforderlich ist, ohne dass eine elektromotorische Antriebskraft vorhanden ist;

    oder in einer zweiten Ausführungsform
  • • eine zwischen der Markisentrommel und einem festen Bereich wirksame Bremse, die unabhängig betätigbar ist von der Beaufschlagung des Motors mit elektromotorischer Antriebskraft, und
  • • eine Kontrolleinrichtung, die vorgesehen und so ausgestaltet ist, dass sie die Bremse betätigt, wenn die Markise in ausgefahrener Stellung festgesetzt werden soll und die Bremse frei gibt sowohl wenn der Motor mit elektromotorischer Antriebskraft beaufschlagt wird als auch dann, wenn ein Ausfahren ohne Beaufschlagung des Motors erforderlich ist.

Bei der ersten Ausführungsform kann die Bremse im Falle eines Ausfalls der Hauptstromversorgung, bei dem ein Antrieb vom Motor nicht zur Verfügung steht, mittels eines batteriebetriebenen Notstroms betätigt werden und die Markise gegen Ausfahren halten. Sollte Rauch festgestellt werden, kann die Bremse geöffnet werden. Die Markise wird dann kontrolliert durch die Reibung vom Motor (und dem Getriebe), multipliziert durch das Getriebeübersetzungsverhältnis ausfahren, wobei hierbei ein Bremseffekt auf die Trommel wirkt, so dass die Markise oder der Vorhang nicht unkontrolliert herunterfällt.

Bei der zweiten Ausführungsform ist die Funktion der Bremse identisch mit der bei der ersten Ausgestaltung, sie erfordert aber ein größeres Bremsmoment, da sie nicht unter Zwischenschaltung des Getriebes wirksam ist, um das beim Absenken des Vorhangs od.dgl. auftretende Drehmoment aufzufangen.

Für Schutzvorhänge unterschiedlicher Gewichte müssen teure Motoren eingesetzt werden, die in verschiedenen Leistungskategorien zur Verfügung stehen. Eine Ausgestaltung dieser Art ist in der DE-A-195 38 609 beschrieben.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte, ausfallsichere Stellvorrichtung zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird eine ausfallsichere Stellvorrichtung für eine Öffnungsbarriere geschaffen, wobei die Stellvorrichtung aufweist:

  • • eine Antriebseinheit zum Bewegen der Barriere in eine Ruhestellung und zum Halten der Barriere relativ zu ihrer Öffnung, wobei die Antriebseinheit aufweist:
  • • einen Antriebseinheit-Bewegungsübertrager und
  • • ein Antriebskraftmittel, das mit dem Antriebseinheit-Bewegungsübertrager verbunden ist, um einen Antrieb zwischen dem Antriebseinheit-Bewegungsübertrager und einer Antriebswelle zu schaffen, und
  • • eine Bremse, die der Barriere ermöglicht, in eine andere Arbeitsstellung auszufahren, ohne dass die Antriebswelle bezüglich ihres Bewegungsüberträgers bewegt wird, wobei die Bremse aufweist:
  • • einen Bremsen-Bewegungsübertrager, eine Bremsvorrichtung, die mit dem Bremsen-Bewegungsübertrager verbunden ist, um ein bremsbares, drehbares Bauteil abzubremsen, wobei die Bremsvorrichtung zwischen zwei Bremszuständen schaltbar ist:
  • • einem ersten Zustand mit einem hohen Drehmoment, der wählbar ist, um die Barriere in die Ruhestellung zu bewegen und
  • • einem zweiten Zustand mit niedrigem Drehmoment, der ein ausfallsicherer Zustand ist zum Ausfahren der Barriere in die Arbeitsstellung, und
  • • einen dreiteiligen Getriebemechanismus, der zwischen der Antriebswelle und der Bremsvorrichtung angeordnet ist, wobei der Mechanismus drei Teile aufweist, die so aneinander angreifen, dass zwei Teile in einem bestimmten Drehverhältnis stehen, falls das dritte Teil festgehalten ist.
  • • ein Teil ist mit dem Bremsbewegungsübertrager verbunden,
  • • das zweite Teil ist mit der Antriebswelle verbunden, und
  • • das dritte Teil ist mit dem bremsbaren Bauteil der Bremsvorrichtung verbunden;

    wobei die Anordnung so getroffen ist, dass:
  • • falls die Bremsvorrichtung in ihrem ersten Zustand ist, d.h. das dritte Teil bezüglich des Bremsbewegungs-übertragers nur mit einem großen Drehmoment drehbar ist, wirken der Getriebemechanismus und die Bremsvorrichtung als eine im Eingriff befindliche Kupplung für die Antriebseinheit, wobei die Antriebseinheit die Barriere in ihre Ruhestellung bewegen kann und
  • • falls die Antriebseinheit angehalten ist und die Bremsvorrichtung in ihrem zweiten Zustand ist, fährt die Barriere unter Abbremsung mit dem niedrigen Drehmoment aus, das durch die Bremsvorrichtung bereitgestellt wird, die über den dreiteiligen Getriebemechanismus wirkt.

Es sei angemerkt, dass die Betriebsstellung der Abgrenzung relativ zur Öffnung eine solche sein kann, die sie in zwei Bereiche auf gegenüberliegenden Seiten der Öffnung unterteilt, oder es kann sich um eine solche handeln, die eine Verbindung zwischen den beiden Bereichen gestattet. Beispielsweise kann bei der ersten Alternative die Barriere eine Feuertür oder ein Vorhang oder eine Rauchabschirmung sein, um die gegenüberliegenden Seiten der Öffnungen voneinander zu trennen um zu verhindern, dass Feuer und/oder Rauch von dem einen Bereich auf der einen Seite der Barriere in den anderen Bereich gelangen, wenn sich diese in Betriebsstellung befindet. Bei der zweiten Alternative kann die Barriere eine Fenster- oder Dachlüftung sein, die normalerweise das Innere des Gebäudes von der Umgebung abteilt, die in Betriebsstellung aber auffährt, um den Austritt von Rauch beispielsweise im Brandfall zu gestatten. Normalerweise wird es sich um eine tatsächlich vorhandene Öffnung handeln, beispielsweise im Falle einer Tür oder eines Fensters wird es der Türweg oder eine Fensteröffnung sein, oder im Falle eines Vorhangs, ein Bereich, der durch durch Raumdecke und zwei Wände definiert ist. Es kann sich aber auch um eine gedachte Öffnung handeln, die nicht durch feste Grenzen rundherum wie beispielsweise eine Decke, zwei Wände und ein Fußboden begrenzt ist. So kann sie beispielsweise kurz oberhalb eines Fußbodens enden im Falle eines Rauchvorhangs, der sich nur über eine Teilhöhe von einer Decke hin zu einem Fußboden erstreckt. Wenn wiederum eine geschlossene Reihe von Vorhängen vorgesehen wird, um ein offenes Treppenhaus abzuteilen, wird die Öffnung für jeden einzelnen Vorhang definiert durch eine Decke und einen Boden und die Kanten zweier benachbarter Vorhänge in der Reihe.

Die Abgrenzung selbst kann flexibel oder starr sein. Im erstgenannten Fall wird es sich generell um einen Vorhang handeln, der auf eine Rolle aufgewickelt ist. Im zweiten Fall kann es eine starre Tür, ein Fenster oder eine Klappe sein. Bei einem auf einer Rolle aufgewickelten Vorhang muß sich die Antriebswelle mehrfach drehen, um den Vorhang aus seiner Betriebs- in seine Ruhelage zu überführen. Bei einer Tür oder einer Klappe ist es unwahrscheinlich, dass das Antriebselement sich um mehr als 180° dreht. Es sei angemerkt, daß die Erfindung nicht beschränkt sein soll für Absperrungen, die durch eine Drehbewegung bewegt werden. Tatsächlich ist ja die Bewegung eines Vorhangs kurz vor Erreichen seiner endgültigen, heruntergelassenen Betriebsstellung im Wesentlichen translatorisch. Auch eine starre Schutzwand kann durch translatorische Bewegung zum Einsatz gebracht werden. Allerdings wird bei einer solchen Bewegung die Antriebswelle üblicherweise an eine Kurbel angeschlossen sein, die über eine Verbindungsstange wirkt, um die Drehbewegung der Antriebswelle in eine translatorische Bewegung für die Schutzwand umzusetzen.

Während man sich vor Augen führen sollte, dass der dreiteilige Getriebemechanismus ein herkömmliches Getriebe mit starrer Welle und sogar ein solches mit einem Getriebeverhältnis von 1:1 zwischen der zweiten und dritten Stufe mit gleichbleibendem Verhältnis des ersten Elements sein kann, wird es sich doch üblicherweise um ein stark untersetzendes Getriebe und als solches zweckmäßigerweise ein epizyklisches Getriebe, d.h. mit bewegender Welle handeln, da dieses besonders kompakt baut. Wenn das Getriebe stark untersetzt ist, d.h. mit einem Untersetzungsverhältnis, das größer als 10:1 ist, ist das Rückhaltemoment, das auf die Barriere bei deren Ausfahren wirkt, mindestens so groß wie das niedrige Drehmoment der Bremsvorrichtung multipliziert mit dem Untersetzungsverhältnis. In der Praxis wird das Rückhaltemoment tatsächlich infolge der inneren Reibung des Getriebes größer sein. Tatsächlich ist es vorstellbar, daß die Bremsvorrichtung auf das dritte Teil gar kein Bremsmoment ausübt, wenn die Barriere ausfährt und dass die gesamte Rückhaltekraft, die auf die Barriere wirkt, aus der Reibung des Getriebes resultiert. In anderen Worten kann es sein, daß das niedrige Drehmoment tatsächlich gleich Null ist.

Die Bremsvorrichtung wird üblicherweise eine elektromagnetische Vorrichtung sein. Insbesondere kann es sich um eine elektromagnetische Kupplung und/oder einen elektromagnetischen Motor handeln, der als Bremse wirkt. Letztgenannter kann so eingestellt sein, dass er ein geringes Drehmoment liefert, das für die jeweilige Barriere geeignet ist, indem der Widerstand zwischen den Anschlüssen des Motors eingestellt wird. Das große Drehmoment ist üblicherweise derart, dass das bremsbare Bauteil stillgehalten wird, wenn die Abgrenzung in ihre Ruhestellung bewegt und dort gehalten wird.

Natürlich kann auch eine pneumatische oder hydraulische Bremsvorrichtung verwendet werden.

Die Antriebskraftmittel können normalerweise aus einem elektrischen Motor bestehen, der an ein Getriebe mit einer großen Untersetzung angekoppelt ist. Im Allgemeinen wird das Untersetzungsverhältnis und/oder die innere Reibung und/oder die Haftung so bemessen sein, dass sie bewirken, dass die Antriebseinrichtung nicht zurückdrehen und die Abgrenzung nicht ausfahren kann, wenn sich die Bremsvorrichtung in ihrer Stellung mit starkem Drehmoment befindet und keine Energie anliegt. Alternativ ist es bei Verwendung eines Gleichstrommotors möglich, die vorhandene Reibung durch Kurzschließen der Anschlüsse zu verstärken. Dies wird im Allgemeinen im ausfallsicheren Zustand der Fall sein.

Natürlich ist es wiederum auch möglich, daß die Antriebsmittel pneumatisch oder hydraulisch sind.

Während bei den meisten Anwendungsfällen die Kraft zum Ausfahren der Barriere Schwerkraft ist, kann die Erfindung auch in anderen Fällen eingesetzt werden, insbesondere wenn die Kraft eine Federkraft ist und beispielsweise von einer Metall- oder einer anderen Feder stammt oder von Stempeln wie beispielsweise Gaszylindern oder anderen Energiespeichermitteln zur Verfügung gestellt wird. Energiespeicher sind dort zweckmäßig, wo die Barriere beispielsweise horizontal oder sogar noch oben ausgefahren werden soll. Die Abtriebseinheit und die Bremse können in zwei Weisen gekoppelt werden. Die Antriebseinheit kann mittels ihres Antriebsübertragungsmittels an der Vorhangrolle oder dem damit äquivalenten Bauteil angeschlossen und die Bremse kann über ihr Antriebsmittel am zugehörigen Gebäude angekoppelt sein; oder umgekehrt.

Um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern wird nachfolgend eine spezielle Ausgestaltung der Erfindung anhand eines Beispiels und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:

1 eine perspektivische Darstellung eines Feuerschutzvorhangs ist;

2 einen Längsschnitt einer Feuerschutzvorhangstrommel zeigt mit einer Antriebs- und Bremsanordnung nach der Erfindung;

3 ein Blockdiagramm einer Kontrollschaltung für die Antriebs- und Bremsanordnung nach der Erfindung darstellt;

4 in entsprechender Darstellung zu 2 eine alternative Antriebs- und Bremsanordnung zeigt; und

5 einen Querschnitt einer Dachlüftung zeigt, die mit erfindungsgemäßen Stellvorrichtungen versehen ist.

Wie man aus den Zeichnungen sieht, ist ein Feuerschutz oder eine Abgrenzung 1 auf einer Trommel 2 aufgewickelt, die eine ausfallsichere Stellvorrichtung 3 besitzt. Die Stellvorrichtung wird mit Hilfe einer Steuerung 4 gesteuert, die an eine Standby-Gleichstromversorgung 5 angeschlossen ist, die wiederum verbunden ist mit einer Dauerladeeinrichtung 6 an einer Wechselstromversorgung.

Wie in 2 dargestellt ist, hat die Stellvorrichtung 2 kreuzgeschaltete Motor- und Getriebeeinheiten, nämlich eine Antriebseinheit 11 und eine Bremse 12. Ihre Ausgangswellen sind mittels eines einfachen Verbinders 13 untereinander verbunden. Jede der Einheiten weist eine Hülse 14, 15 auf, die in dem Trommelrohr 2 angeordnet ist und in der Hülse 14 ist ein Hauptantriebsmotor 16 und ein stark untersetzendes Getriebe 17 und in der Hülse 15 ein Bremsmotor 18 und ein gering untersetzendes Getriebe 19 angeordnet. Üblicherweise kann das Getriebe 17 ein Untersetzungsverhältnis von 100:1 und das Getriebe 19 ein Untersetzungsverhältnis von 10:1 haben. Die Hülse 14 hat ein Lagergehäuse 21, um das Trommelrohr drehbar zu lagern, und weist einen Zapfen 22 mit eckigem Querschnitt auf, um die Hülse drehfest anzuordnen und die Trommel an diesem Trommelende zu lagern. Der Zapfen bildet eine Antriebsübertragungseinrichtung für die Antriebseinheit 11, indem er dafür sorgt, dass das Antriebsdrehmoment an den Teil des Gebäudes zurückübertragen oder abgesetzt wird, in dem die Barriere installiert ist. Die Hülse 15 ist in der Trommel drehfest fixiert. Diese Hülse bildet eine Antriebsübertragungseinheit für die Bremse 12, indem sie das Mittel ist, durch das das Antriebsdrehmoment tatsächlich auf die Trommel 2 und den Vorhang 2 übertragen wird.

In der Hülse 15 ist zwischen der Hülse und dem Bremsmotor 18 eine elektromechanische Bremse 23 vorgesehen. Normalerweise ist die Bremse angezogen, wodurch der Bremsmotor und das Getriebe zu einer Einheit 12 miteinander verriegelt sind. Um die Trommel zu drehen, wird an den Antriebsmotor 16 eine Spannung angelegt. Dessen Stator ist der Hülse 14 fest verbunden. Sein Rotor ist an dem Eingang des Getriebes 17 angeschlossen, wodurch der Verbinder 13 mit stark untersetzter Geschwindigkeit gedreht wird. Da die Einheit 12 verriegelt ist, wird die Antriebsdrehbewegung durch diese Einheit auf die Trommel übertragen, die sich um die Einheit 11 dreht.

Wenn die Spannungsversorgung ausfällt und/oder ein Feuer festgestellt wird, wird die Bremse freigegeben. Auf die Trommel wirkt ein Drehmoment aufgrund des Gewichts des Schutzvorhangs, was dazu führt, daß dieser sich abwickelt und den Bremsmotor 18 in Drehung versetzt, nachdem dieser infolge der gelösten Bremse sich frei drehen kann. Die Trommel dreht sich somit, wobei der Bremsmotor in ihrem Inneren sich mit einer Drehgeschwindigkeit dreht, die der Drehgeschwindigkeit der Trommel, multipliziert mit dem Getriebeverhältnis des Getriebes 19 entspricht. Wie dies nachfolgend noch beschrieben wird, sind die Anschlüsse des Bremsmotors kurzgeschlossen, was bewirkt, dass eine elektromotorische Kraft erzeugt wird, womit der Motor gebremst wird. Dieses Bremsmoment wird über das Getriebe 19 verstärkt und kontrolliert die Abwärtsbewegung des Schutzvorhangs. Der Motor 18 ist vorzugsweise ein Multi-Schleifsegmentmotor, um eine gleichförmige Rotation beim gebremsten Herablassen der Barriere zu erhalten.

Die freie Rotation der Trommel bewirkt ein Drehmoment auf den Verbinder 13 und die Verzahnung in dem Getriebe 17. Da dieses aber ein hohes Untersetzungsverhältnis hat und das geringe Reibungsantriebsmoment des Antriebsmotors 16 durch das hohe Untersetzungsverhältnis vervielfacht wird, reicht das Drehmoment der Bremse nicht aus, den Motor 16 zu drehen. Der Verbinder 13 behält also seine Lage. Der Motor 16 kann ein einfacher Motor mit drei Schleifringsegmenten sein, der nicht nur den Vorteil hoher Wirtschaftlichkeit hat, sondern der auch eine magnetisch induzierte Freilaufreibung bietet.

Wendet man sich nun dem Blockdiagramm der Kontrolleinrichtung in 3 zu, erkennt man, daß das normalerweise offene Schaltrelais 31 den Antriebsmotor zusammen mit dem die Polarität ändernden Umschalter 32 steuert. Das normalerweise geschlossene Relais 33 sorgt für eine zu allen Zeiten angezogene Bremse, ausgenommen im Fall eines Feuers oder bei Ausfall der Notstromversorgung, was dann zum Öffnen des Relais führt. In diesem Fall fällt der Schutzvorhang frei wie beschrieben nach unten. Ein weiteres, üblicherweise offenes Relais 34 hält die Anschlüsse des Bremsmotors 18 offen, bis es zu einem Stromausfall kommt, wodurch die Anschlüsse kurzgeschlossen werden, um eine elektromagnetische Bremskraft zu erzeugen. Um die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung der Barriere fein abzustimmen, kann ein optionaler Widerstand in den Schaltkreis eingeschaltet werden. Ein weiteres Merkmal ist die Versorgung mit ausreichend Spannung über das Relais 36, um zu verhindern, dass der Bremsmotor beim Anheben des Vorhangs rotiert, falls die Bremse 23 nicht in der Lage sein sollte, ein ausreichend großes Drehmoment auszuüben, in welchem Fall dann die Relais 31 und 36 gemeinsam betätigt werden.

Wendet man sich 4 zu, erkennt man, dass der darin gezeigte Antriebs- und Bremsmechanismus im Wesentlichen ähnlich mit dem in 2 ist, abgesehen von der Tatsache, dass die Antriebseinheit 111 gegenüber der Bremseinheit 112 nach innen versetzt angeordnet ist. Die Bremseinheit ist mit einem Lagerzapfen 122 versehen, um den Schutzvorhang zu halten und eine Drehung der Einheit zu verhindern. Zwischen dieser Einheit und der Trommel 102 ist eine Lagerhülse 121 angeordnet. Die Antriebsmotoreinheit 111 wiederum ist mit der Trommel 102 fest verbunden. Dieser Mechanismus arbeitet genau analog zu dem nach 2. Im angetriebenen Betrieb ist die Bremse 123 angezogen und der Vorhang wird von dem Antriebsmotor 116 auf- oder abgewickelt, ggf. unter zusätzlicher Beaufschlagung des Bremsmotors 118 mit Spannung, um die Bremswirkung zu verstärken. Für die ausfallsichere Absenkung wird die Bremse gelöst und die Absenkgeschwindigkeit wird durch die im Bremsmotor erzeugte elektromagnetische Kraft kontrolliert, wobei die innere Reibung des Antriebsgetriebes dafür sorgt, daß dieses nicht mitdreht.

Die Erfindung soll nicht auf die Details der vorstehend beschriebenen Ausführungsform beschränkt sein. Beispielsweise ist es möglich, daß die Anschlüsse des Antriebsmotors bei Ausfall der Stromversorgung kurzgeschlossen werden, um weiter sicherzustellen, daß dieser drehen kann und das Absenken ausschließlich unter Kontrolle des Bremsmotors erfolgt.

Der erste Motor für den Antrieb, der über das stark untersetzende erste Getriebe wirkt, um die Trommel anzutreiben, kann ein einfacher Motor der Art sein, deren Kommutator drei Segmente aufweist. Der zweite, für die Bremse verantwortliche Motor, der über das zweite Getriebe weniger stark untersetzt ist, ist vorzugsweise ein solcher mit mehreren Kommutatorsegmenten.

Wendet man sich nun 5 zu, erkennt man dort eine Dachklappe 201 mit einem Rahmen 202 und einem Paar sich nach oben öffnender Klappen 203. Diese sind an dem Rahmen 204 gelenkig angeschlossen und mit Gasdruckzylindern 205 zum Öffnen versehen. Zum Schließen der Klappen sind ausfallsichere Betätigungsvorrichtungen 206 vorgesehen, die es gestatten, dass die Klappen im Bedarfsfall in Betriebsstellungen OP unter Beaufschlagung der Gasdruckzylinder öffnen. Die Stellvorrichtungen sind grundsätzlich ähnlich mit den Stellvorrichtungen 3 nach 1 und 2 und erstrecken sich zwischen gegenüberliegenden Enden des Rahmens. Die äußeren Rohre der Stellvorrichtungen weisen Hebel 207 auf, die an die Klappen über Verbindungsstangen 208 angeschlossn sind.

Bei einem Feuer oder Ausfall der Stromversorgung werden die Bremsen gelöst und die Gasdruckdämpfer überwinden das Gewicht der Klappen und das dann über das Bremsgetriebe wirkende geringe Bremsmoment. Die Klappen werden angehoben und geöffnet.


Anspruch[de]
Ausfallsichere Stellvorrichtung (3) für eine Öffnungsbarriere, wobei die Stellvorrichtung aufweist:

• eine Antriebseinheit (11) zum Bewegen der Barriere (1) in eine Ruhestellung und zum Halten der Barriere relativ zu ihrer Öffnung, wobei die Antriebseinheit (11) aufweist:

• einen Antriebseinheit-Bewegungsübertrager (13) und

• ein Antriebskraftmittel (16), das mit dem Antriebseinheit-Bewegungsübertrager verbunden ist, um einen Antrieb zwischen dem Antriebseinheit-Bewegungsübertrager und einer Antriebswelle zu schaffen, und

• eine Bremse (12), die der Barriere ermöglicht, in eine andere Arbeitsstellung auszufahren, ohne dass die Antriebswelle bezüglich ihres Bewegungsüberträgers bewegt wird, wobei die Bremse (12) aufweist:

• einen Bremsen-Bewegungsübertrager (19), ferner gekennzeichnet durch:

• eine Bremsvorrichtung (18), die mit dem Bremsen-Bewegungsübertrager (19) verbunden ist, um ein bremsbares, drehbares Bauteil abzubremsen, wobei die Bremsvorrichtung (18) zwischen zwei Bremszuständen schaltbar ist:

• einem ersten Zustand mit einem hohen Drehmoment, der wählbar ist, um die Barriere (1) in die Ruhestellung zu bewegen und

• einem zweiten Zustand mit niedrigem Drehmoment, der ein ausfallsicherer Zustand ist zum Ausfahren der Barriere (1) in die Arbeitsstellung, und

• ein dreiteiliger Getriebemechanismus, der zwischen der Antriebswelle und der Bremsvorrichtung (125) angeordnet ist, wobei der Mechanismus drei Teile (13, 17, 19) aufweist, die so aneinander angreifen, daß zwei Teile in einem bestimmten Drehverhältnis stehen, falls das dritte Teil festgehalten ist:

• ein Teil (17) ist mit dem Bremsbewegungsübertrager (16) verbunden,

• das zweite Teil (13) ist mit der Antriebswelle verbunden, und

• das dritte Teil (19) ist mit dem bremsbaren Bauteil (18) der Bremsvorrichtung (12) verbunden;

wobei die Anordnung so getroffen ist, dass:

• falls die Bremsvorrichtung (12) in ihrem ersten Zustand ist, d.h. das dritte Teil (19) bezüglich des Bremsbewegungsübertragers nur mit einem großen Drehmoment drehbar ist, wirken der Getriebemechanismus (17, 13, 19) und die Bremsvorrichtung (12) als eine im Eingriff befindliche Kupplung für die Antriebseinheit (11), wobei die Antriebseinheit (11) die Barriere (1) in ihre Ruhestellung bewegen kann und

• falls die Antriebseinheit (11) angehalten ist und die Bremsvorrichtung (12) in ihrem zweiten Zustand ist, fährt die Barriere (1) unter Abbremsung mit dem niedrigen Drehmoment aus, das durch die Bremsvorrichtung (12) bereitgestellt wird, die über den dreiteiligen Getriebemechanismus (17, 13, 19) wirkt.
Ausfallsichere Stellvorrichtung für eine Öffnungsbarriere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung im Falle einer Tür oder eines Fensters die Türöffnung oder die Fensteröffnung ist oder im Fall eines Vorhangs ein durch die Decke und zwei Wände begrenzter Bereich ist. Ausfallsichere Stellvorrichtung für eine Öffnungsbarriere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung nicht ringsum durch massive Begrenzungen begrenzt ist, wie zum Beispiel eine Decke, zwei Wände und einen Boden. Ausfallsichere Stellvorrichtung für eine Öffnungsbarriere nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Barriere flexibel ist. Ausfallsichere Stellvorrichtung für eine Öffnungsbarriere nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Barriere (1) ein auf einer Rolle aufgewickelter Vorhang ist. Ausfallsichere Stellvorrichtung für eine Öffnungsbarriere nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle viele Drehungen ausführt, um den Vorhang (1) von seiner Arbeits- in seine Ruhestellung zu bewegen. Ausfallsichere Stellvorrichtung für eine Öffnungsbarriere nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Barriere (1) steif ist. Ausfallsichere Stellvorrichtung für eine Öffnungsbarriere nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Barriere (1) eine steife Tür, ein Fenster oder eine Abzugsklappe ist. Ausfallsichere Stellvorrichtung für eine Öffnungsbarriere nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das antreibbare Teil (13) weniger als 180° rotiert. Ausfallsichere Stellvorrichtung für eine Öffnungsbarriere nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Translationsbewegung einer steifen Barriere (1) die Antriebswelle mit einem Kurbeltrieb verbunden ist, der über eine Verbindungsstange wirkt und eine Drehung der Antriebswelle in eine Translationsbewegung der Barriere (1) umsetzt. Ausfallsichere Stellvorrichtung für eine Öffnungsbarriere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der dreiteilige Getriebemechanismus (17, 13, 19) ein herkömmliches, achsenfestes Getriebe ist, das eine 1:1-Übersetzung zwischen dem zweiten (13) und dritten (19) Teil hat, falls das erste Teil (17) fixiert ist. Ausfallsichere Stellvorrichtung für eine Öffnungsbarriere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der dreiteilige Getriebemechanismus (17, 13, 19) ein Getriebe mit einer großen Untersetzung ist. Ausfallsichere Stellvorrichtung für eine Öffnungsbarriere nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (17, 13, 19) ein Planetengetriebe ist (d.h. die Achsen bewegen sich). Ausfallsichere Stellvorrichtung für eine Öffnungsbarriere nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (17, 13, 19) eine große Untersetzung von mehr als 10:1 hat. Ausfallsichere Stellvorrichtung für eine Öffnungsbarriere nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das an die Barriere angelegte Bremsdrehmoment während dem Ausfahren zumindest das niedrige Drehmoment der Bremsvorrichtung (12) multipliziert mit der Getriebeübersetzung ist. Ausfallsichere Stellvorrichtung für eine Öffnungsbarriere nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung (12) eine elektromagnetische Vorrichtung ist. Ausfallsichere Stellvorrichtung für eine Öffnungsbarriere nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung (12) eine elektromagnetische Kupplung (23) und/oder ein elektromagnetischer Motor (18) ist, der als Bremse wirkt. Ausfallsichere Stellvorrichtung für eine Öffnungsbarriere nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung (12) eine pneumatische oder hydraulische Bremsvorrichtung ist. Ausfallsichere Stellvorrichtung für eine Öffnungsbarriere nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebskraftmittel ein elektrischer Motor (16) ist, der an ein Getriebe (17, 13, 19) mit einer großen Untersetzung angekoppelt ist. Ausfallsichere Stellvorrichtung für eine Öffnungsbarriere nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Untersetzung und/oder die interne Reibung und/oder die Haftreibung dazu führt, dass die Antriebskraftvorrichtung (16) hinreichend irreversibel ist, so dass die Barriere (1) nicht ausfährt, wenn die Bremsvorrichtung (12) in ihrem Zustand mit großem Drehmoment ist und keine Kraft anliegt. Ausfallsichere Stellvorrichtung für eine Öffnungsbarriere nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Motor (16) ein Gleichstrommotor ist, wobei die auftretende Reibung durch Kurzschließen der Anschlüsse erhöht werden kann. Ausfallsichere Stellvorrichtung für eine Öffnungsbarriere nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebskraftmittel (16) pneumatisch oder hydraulisch ist. Ausfallsichere Stellvorrichtung für eine Öffnungsbarriere nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft zum Ausfahren der Barriere (1) die Gravitationskraft ist. Ausfallsichere Stellvorrichtung für eine Öffnungsbarriere nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft zum Ausfahren der Barriere eine Federkraft ist, die entweder von Metall- oder anderen Federn stammt, oder von Federbeinen wie beispielsweise Gasdruckfedern oder anderen Energiespeicherungsmitteln. Ausfallsichere Stellvorrichtung für eine Öffnungsbarriere nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse (12) über ihren Bewegungsübertrager mit der Vorhangrolle verbunden ist und letztere über ihren Bewegungsübertrager mit dem betreffenden Gebäude verbunden ist.






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