平面螺旋传动装置以及具有其的门驱动部件和门驱动器
阅读说明：本技术 平面螺旋传动装置以及具有其的门驱动部件和门驱动器 (Planar screw drive, door drive component with same and door drive ) 是由 M·赫尔曼 于 2021-05-07 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种平面螺旋传动装置,尤其是应用在门设施中,其包括：齿轮、尤其是平面螺旋,其具有平面侧,在所述平面侧上布置有具有至少一个齿的螺旋齿部,所述至少一个齿具有螺旋形齿走向；以及柱形轮、尤其是圆环轮,其在轮面上具有外齿部,其中,齿轮的所述螺旋齿部与柱形轮的外齿部啮合,其中,齿轮具有至少一个附加齿部区段,至少一个附加齿部区段沿径向与齿轮的转动轴线间隔开并用于咬合驱动齿部。(The invention relates to a planar screw drive, in particular for use in door installations, comprising: a gearwheel, in particular a flat spiral, having a flat side on which a spiral toothing having at least one tooth is arranged, said at least one tooth having a spiral toothing course; and a cylindrical wheel, in particular a ring wheel, having external teeth on the wheel face, wherein the helical teeth of the gearwheel mesh with the external teeth of the cylindrical wheel, wherein the gearwheel has at least one additional tooth section which is spaced radially from the rotational axis of the gearwheel and is used to engage the drive teeth.)
技术领域
本发明涉及一种平面螺旋传动装置以及具有这种传动装置的门驱动部件和门驱动器。
背景技术
原则上由现有技术已知平面螺旋传动装置，其也被称作螺旋平面蜗杆传动装置或平面蜗杆传动装置。
因此，例如EP 1 402 200 B1示出了一种平面螺旋传动装置，其中，两个彼此啮合的齿部被特殊地成形。
尤其结合门驱动器，在应用平面螺旋传动装置时产生协同优点。因此，在迄今为止一般所应用的蜗杆传动装置中总还是在门驱动器上设置独立的制动单元，因为门驱动器也总是还需要所谓的“防坠落装置”。相反地，这与应用平面螺旋传动装置的情况不同，因为平面螺旋传动装置单独通过其自锁装置在弹簧平衡的门设施中用作“防坠落装置”。此外，(与迄今为止的门驱动器不同)在平面螺旋传动装置的情况下在释放情况下不会破坏“防坠落装置”。
下面所使用的术语“门驱动器”在本发明中可以被非常一般性地理解。其完全一般性地涉及针对建筑物开口的闭锁部。随后所提到的门驱动器也涉及针对工业门、滑动门、分区门、快开门、车库门(例如地下车库门)和类似的闭锁装置的驱动器。
此外有利的是，平面螺旋传动装置能够实现高的传动比例(直至1：200)，使得传动装置自己可以设计得明显比传统传动装置更小。
此外可以基于较高的传动比例而安装较小的马达并也可以较小且较紧凑地实现马达电子装置，因为马达由于较有效的操控而自己消耗很少的能量。由此可行的是，获得小得多的、紧凑的、没有向外突出很远的驱动器，该驱动器可以较简单、较容易且较灵活地装配并仍具有相同的功率数据。
尽管如此还存在不断的追求，即，进一步缩小门驱动器的马达单元，以便创制尽可能通用地可使用的驱动器。还期望的是，创制一种驱动器，其覆盖宽的传动比例并特别防故障。
发明内容
借助于一种平面螺旋传动装置来克服上面列举的问题，其具有本发明的全部特征。
相应地设置为，根据本发明的平面螺旋传动装置(尤其是应用在门设施中)，包括：齿轮、尤其是平面螺旋，其具有平面侧，在该平面侧上布置带有至少一个齿的螺旋齿部，该齿具有螺旋形齿走向；以及柱形轮、尤其是圆环轮，其在轮面上具有外齿部，其中，齿轮的螺旋齿部与柱形轮的外齿部啮合。本发明的特征在于，所述齿轮具有至少一个附加齿部区段，所述至少一个附加齿部区段沿径向与所述齿轮的转动轴线间隔开并用于咬合驱动齿部。
根据现有技术，典型地将驱动器的输出轴在从动侧设有平面螺旋或与该平面螺旋简单地抗转动连接。驱动器的输出轴在此在平面螺旋的转动轴线上旋转。
现在，为了改善地使用驱动器的由输出轴输出的力，本发明设置附加齿部区段，其用于咬合驱动齿部。驱动器的输出轴相应地现在不再在平面螺旋的转动轴线上旋转，而是在与其不同的轴线上旋转。此外，因为附加齿部区段与转动轴线间隔开，所以有利的传动比例作用到传动装置上，使得平面螺旋被较大的力驱动。
在此可以设置：附加齿部区段沿径向以相同的间距围绕平面螺旋的转动轴线布置。
根据本发明的一改型可以设置：所述附加齿部区段具有柱形轮形状，所述柱形轮形状的轴线与所述齿轮的转动轴线一致，以及所述柱形轮形状在其内侧和/或外侧上具有用于咬合驱动齿部的齿部。
在此可以将附加齿部区段布置在齿轮的一侧上，该侧与具有螺旋齿部的平面侧相对置和/或背离该平面侧。
根据本发明的另一改进可以设置：所述附加齿部区段具有与所述齿轮的所述转动轴线的径向间隔，所述径向间隔大于所述螺旋齿部与所述转动轴线的最大径向间距。相应地，附加齿部区段也可以围住或包括螺旋齿部，使得该附加齿部区段也可以简单地被布置在螺旋平面的续展中，其中，这种附加齿部区段的例如齿槽相对于齿轮的转动轴线沿径向取向。
此外可以根据本发明设置：所述螺旋齿部的螺旋形齿走向相应于如下螺旋的走向，该螺旋的原点处在所述齿轮的所述转动轴线上，其中，优选地所述螺旋形齿走向相应于阿基米德螺旋。
根据本发明同样可以设置：所述附加齿部区段布置在围住所述螺旋齿部的、径向向外延伸的伸出部上，使得所述附加齿部区段垂直于所述转动轴线或与所述转动轴线上的垂直线围出一锐角。
根据本发明的一可选改型可以设置：所述附加齿部区段布置在所述齿轮的一侧上，该侧朝向具有所述螺旋齿部的所述平面侧。
根据本发明同样可以包括的是：设置有多个附加齿部区段，从中每个附加齿部区段具有用于咬合驱动齿部的齿部，优选地其中，所述多个附加齿部区段产生所述平面螺旋传动装置中的不同传动比。
通过设置多个用于咬合驱动齿部的附加齿部区段，也可以使用多个彼此独立的驱动器用以驱动传动装置，使得在驱动器方面产生冗余，该冗余显著减少了这样设计的传动装置驱动器的防故障装置。此外，不同的传动比允许了针对特殊应用情况的、驱动齿部的有目的的布置，使得实现了通用的可使用性。
根据本发明还可以设置：所述齿轮被设计用于，仅经由其至少一个附加齿部区段被驱动。相应地不再需要的是，(如过去常见地)齿轮以平面螺旋的形式抗转动地与驱动器的输出轴连接。一个或多个驱动马达的轴相应地处在与齿轮的转动轴线不同的轴线上。
本发明此外也包括尤其是用于驱动车库门的门驱动部件，该门驱动部件包括根据前述变型之一的平面螺旋传动装置和包围平面螺旋传动装置的壳体，该壳体具有多个开口，开口用于引入驱动马达的驱动齿部，该驱动齿部用于与至少一个附加齿部区段的一个或多个齿部共同起作用。
壳体相应地具有用于贯穿引导对应的驱动轴的多个开口，这些驱动轴可以借助于相应的驱动齿部与所属的附加齿部区段接合。
因此可以完全根据门驱动部件的分别所需的要求来决定，通过多个开口中的哪些开口可以驱动平面螺旋传动装置。如果例如要操纵特别重的门，那么可以将多个开口配备驱动轴，使得多个轴发挥了合在一起的较高功率。在此情况下此外有利的是，然后也关于驱动轴或与之处于连接的马达的故障给出冗余。如果然后例如两个马达中仅留下的马达起作用，那么门可虽然较慢但还是能够被操纵，使得维持功能性。
在此也可以设置：多个开口通向附加齿部区段的不同齿部和/或通向不同附加齿部区段，其中优选地，开口是壳体中的驱动马达容纳部的组成部分。
因此可以在需要时附加具有其输出轴和驱动齿部的所需马达。另一优点是马达装配在多个不同位置上，使得视门类型和表现而定可以优化地使用所提供的地点。
此外可以通过选择马达联接件，也通过从该传动装置的多个开口中选择，来影响传动装置传动比，因为所有安装地方可以具有不同的附加齿部区段并相应地可以具有不同的传动比。
此外，本发明也包括一种门驱动器，其包括根据前述变型之一所述的平面螺旋传动装置或根据前述变型之一所述的门驱动部件和具有驱动齿部的至少一个驱动马达，该驱动齿部与至少一个附加齿部区段的齿部啮合，优选方式是，驱动马达的驱动该驱动齿部的轴被贯穿引导穿过处于包围平面螺旋传动装置的壳体中的开口。
相应地根据本发明的一改进可以设置：设置有多个驱动马达用以驱动所述平面螺旋传动装置，从中每个驱动马达优选与所述至少一个附加齿部区段的另一齿部和/或与一独立的附加齿部区段共同起作用。
此外，本发明也包括平面螺旋传动装置在门驱动器中的应用，其中，平面螺旋传动装置包括：齿轮、尤其是平面螺旋，其具有带有至少一个齿的齿部，该至少一个齿具有螺旋形齿走向；柱形轮、尤其是圆环轮，其在轮面上具有外齿部，其中，齿轮与柱形轮啮合。
在此可以进一步设置，其中，根据前述变型之一进行改进平面螺旋传动装置。
附图说明
根据随后的
附图说明
来显现本发明的其他特征、细节和优点。在此示出：图1：具有驱动器的门的立体图，该驱动器包括平面螺旋传动装置；
图2：来自图1的驱动器的放大图；
图3：具有驱动器的车库门的立体图，该驱动器包括平面螺旋传动装置；
图4：来自图3的驱动器的放大图；
图5：用于操纵门的驱动器的放大图，带有法兰连接的马达；
图6：用于操纵门的驱动器的放大图，没有法兰连接的马达；
图7：平面螺旋传动装置的截面图；
图8：具有平面螺旋的、马达侧蜗杆轴；
图9：圆环轮；
图10：具有根据本发明的平面螺旋传动装置的传动装置壳体的立体图；
图11：具有根据本发明的平面螺旋传动装置的传动装置壳体的立体图，具有法兰连接的驱动马达；
图12：图11的部分截面图；
图13：根据本发明的平面螺旋传动装置的横截面图，具有法兰连接的马达；
图14：具有根据本发明的平面螺旋传动装置的传动装置壳体的侧视图；
图15：具有多个附加齿部区段的平面螺旋齿的立体图；
图16：根据本发明的车库门驱动器的立体图；
图17：根据本发明的车库门驱动器的示例性结构的示意性俯视图；以及
图18：来自图17的车库门的驱动器区段的放大图。
具体实施方式
图1至4示出了具有平面螺旋传动装置的驱动器在门中的不同应用场景。因此，图1和2示出了卷门、或者说快开门，其利用门驱动器来操纵，该门驱动器具有稍后还要详细描述的平面螺旋传动装置。
图2和3示出了根据分区门的这种驱动器。对本领域技术人员清楚的是，这种驱动马达也可以针对另外的门类型(如滑动门或类似门)以有利的方式使用。也可以将这种门驱动器转用于车库门驱动器中，尤其是用于例如在地下车库中的重负使用的应用。
图5和6示出了平面螺旋传动装置4的示例性结构，有法兰连接的马达5(图5)和没有法兰连接的马达(图6)。要操纵的门的轴被装配到门轴6的容纳部中并抗转动地被固定在该容纳部中。
图7示出了示例性结构的截面图。在此示出了马达侧的轴1，该轴经由平面螺旋2咬合到圆环轮3中。通过螺旋形设计方案，在转动平面螺旋时圆环轮绕圆环轮转动轴线旋转。在此，在现有技术中是将马达侧的轴抗转动地与平面螺旋连接。
图8示出了具有平面螺旋2的马达侧蜗杆轴1且图9示出了圆环轮。在此可以看出，圆环轮的外齿部具有弧形的齿廓，因此出现平面螺旋到外齿部中的形状配合的咬合。
随后的图示出了本发明的一种基于平面螺旋传动装置的改型的实施方式。
与现有技术不同，平面螺旋现在不是简单地抗转动地与进行驱动的轴连接，而是具有至少一个附加齿部区段，外齿部可咬合在该附加齿部区段上，用于平面螺旋的旋转。
图10中示出了具有门轴6的容纳部的传动装置壳体10。可以看出，壳体10具有多个、本发明是三个马达容纳部11、12、13，从中每个具有用于贯穿引导驱动轴的开口。由此可行的是，驱动轴或者说驱动齿部与至少一个附加齿部区段作用连接，以便可以使平面螺旋旋转。
由图11可以看出，可以将一至三个马达装配到三个马达容纳部中，其中，马达容纳部11中装配马达14，马达容纳部12中装配马达15，马达容纳部13中装配马达16。针对门轴6的操纵，安置多个马达中的一个已经足够，但是出于功率原因或还有为了减少故障可能性可以是有利的是，法兰连接多于仅一个马达。通过多个马达容纳部可以实现。
进一步有利地将马达装配在多个不同位置上，使得视门类型和表现而定可以优化地使用所提供的地点。此外可以通过选择马达联接件来影响传动装置传动比，因为所有安装地方可以具有不同的传动比。
最后可以在功率要求较高的情况下将多个马达装配到一个传动装置中。在该情况下也存在冗余，使得在马达故障时可以使门以降低的速度被继续以马达方式打开和闭合。装配可以在装配地点11和12中实现。替换地可以在适配的装配板31的情况下使两个马达在相同齿圈上运转。为了可以使转矩优化地发挥，适宜的是，使用至少一个变频器(FU)。但是，前面提到的装配仅是示例性的。因此可以自由选择可能性，用以将马达装配在一板上。仅必须使至少一个马达与齿圈咬合。例如也可以将三个马达装配在装配板上。装配板为此也可以被转动，使得(例如图11中所示)两个马达14和15不是如所示那样垂直，而是可以水平或以另一任意角度进行装配。
图12示出了来自图11的驱动器的部分截面图，其中，在三个位置(由图10和图11已知)上将马达装配到平面螺旋2上。在马达14的马达容纳部11中，该马达以其端轮23咬合到平面螺旋轮17中地咬合到前齿部22中，在马达15的装配容纳部12中，该马达以其端轮21咬合到平面螺旋轮17中地咬合到内齿部20中，在马达16的马达容纳部13，该马达以其端轮18咬合到平面螺旋轮17中地咬合到外齿部19中。
前齿部、内齿部和外齿部分别是不同的附加齿部区段，附加齿部区段分别沿径向与齿轮的转动轴线间隔开并用于咬合驱动齿部。通过与转动轴线的间距，在平面螺旋的由此所引起的转动的情况下也获得了有利的传动比例，现在能以比经由转动轴线1的直接转动时更多的力来产生该转动。
图13示出了截面图，从中可以看出，平面螺旋在沿径向从螺旋形齿部向外指向的区段上具有多个附加齿部区段，它们与马达的相应轴共同起作用，以便造成平面螺旋的转动。
图14再一次示出了马达容纳部11和12，其具有传动装置壳体10中的可看到的用于马达14的外齿部22和用于马达15的内齿部20。此外可以看出用于马达16的马达容纳部13。通过选择马达联接件来影响传动装置传动比，因为所有安装地方具有不同的传动比。由此获得了非常宽的使用范围，虽然例如仅使用了单一的马达。
图15示出了由本发明所使用的平面螺旋的特殊设计方案，具有多个附加齿部区段，即用于马达16的前齿部19，用于马达15的内齿部20和用于马达14的外齿部22。
图16至18示出了车库门驱动器的示例性结构。它们由驱动器壳体24和轨道25组成，未示出的滑块在其中运转并且滑块又驱动车库门。
车库门驱动器限于原理而更确切地说布置得扁平，因为它们被装配在向上摆动的车库门和顶棚之间。因此，图17和18中所示的结构是有利的。
图17中，示出了具有装配在其上的轨道25的驱动器壳体24的内部机构的大略结构。在此可以看到，在圆环轮3上经由平面螺旋装配两个马达26和27。
为了运行，实际上仅需要一个马达，该马达可以(视应用而定)被装配作为马达26或27。在重负使用的情况下或作为紧要应用中(例如在地下车库中)的冗余，可以装配两个马达。
图18中细节地图解了该结构。在此可以看出马达26的端轮29以及马达27的端轮30，这些端轮作用到平面螺旋2。平面螺旋2咬合到圆环轮3中，该圆环轮与齿带28的驱动轮连接。
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