Die Erfindung richtet sich auf einen Antrieb zum Verstellen von mehreren
Sonnenschutzlamellen, mit Hilfe dessen die Lamellen linear verfahren und um
eigene Achse um einen beliebigen Winkel verdreht werden können.
Bei allen bekannten Sonnenschutzanlagen, die das lineare Verfahren der
Lamellen ermöglichen, wird in jeder Lamellengruppe nur eine Lamelle, die den
größten Weg zwischen den Endpositionen "Lamellen auseinandergefahren"
und "Lamellen zusammengefahren" zurücklegen muss, direkt von einem
Antrieb mit Hilfe einer Gewindespindel oder eines endlosen Zahnriemens, bzw.
einer Perlenkette verschoben, und die anderen Lamellen werden von dieser bei
Auseinanderfahren eine nach der anderen mittels Mitnehmer oder elastischen
Bändern gezogen und bei Zusammenfahren - vor sich geschoben.
Eine derartige Antriebsvorrichtung ist aus der DE 297 03 007 U1 bekant.
Hier sind mehrere mit den Lamellen, bzw. mit dem Vorhang gekoppelte
Laufwagen in einer Tragschiene geführt. In der Tragschiene, parallel zu dessen
Längsachse, ist eine mit einem Antrieb ausgerüstete Spindelwelle montiert, die
mit einer entsprechenden Schnecke, bzw. Mutter, eines den Vorhang
mitnehmenden Laufwagens in Eingriff steht. Bei Antreiben der Spindelwelle
wird der erste, mit der Schnecke ausgerüstete, Laufwagen entlang der Schiene
verstellt und die anderen Wagen werden bei Auseinanderfahren durch den
Vorhang oder Mitnehmer gezogen und bei Zusammenfahren - vor sich
geschoben. Um die Lamellen verdrehen zu können wird bei dieser
Konstruktion in jedem Laufwagen ein Winkelgetriebe montiert, bei dem das
Antriebsrad von einer gemeinsamen Profilwelle, mit der es in der Drehrichtung
formschlüssig und in der axialen Richtung verschiebbar verbunden ist,
angetrieben wird, und an dem Abtriebszahnrad die Lamelle befestigt ist.
Derartige Antriebsvorrichtungen weisen folgende Nachteile auf, die die
Flexibilität und Einsatzmöglichkeiten dieser Anlagen einschränken:
- Wenn die angetriebene Lamelle sich nicht in einer der Endpositionen
befindet, sind die anderen Lamellen in der Verfahrrichtung nicht arretiert
und können unkontrolliert unter äußeren Einwirkungen, wie zum Beispiel -
Wind, verschoben werden. Aufgrund dessen ist der Einsatz solcher
Lamellenkonstruktionen nur in windgeschützten Lagen möglich.
- Das Verdrehen der Lamellen in einer Zwischenstellung, wenn die Lamellen
nicht ganz auseinandergefahren sind, ist unmöglich, weil mindestens zwei
Lamellen dicht aneinander stehen. Das bedeutet, dass die Möglichkeit die
Lamellen in einen Beschattungswinkel zu verdrehen nur in voll
ausgefahrener Stellung gegeben ist.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb
für Sonnenschutzlamellen zu entwickeln, der neben dem Verdrehen der
Lamellen um einen beliebigen Winkel um eigene Achse das Verfahren der
Lamellen aus der Position "Lamellen auseinandergefahren" in ein kompaktes
Paket an einer vorgegebenen Parkposition "Lamellen zusammengefahren"
ermöglicht und zwar so, dass jede Lamelle von dem Antrieb direkt und mit
einer Geschwindigkeit, die dem Verfahrweg derjenigen Lamelle proportional
ist, so bewegt wird, dass der Abstand zwischen den benachbarten Lamellen
während dem Verfahren sich gleichmäßig verändert, und dass die Lamellen in
jeder Position, und auch während der Bewegung, gegen anfallende Windkräfte
und andere äußere Einwirkungen gehalten sind.
Aufbauend auf dem Stand der Technik, bei dem in einer Führungsschiene
mehrere Antriebswagen, an denen jeweils eine Lamelle befestigt ist, gleitend
oder rollend geführt sind, und parallel zu der Verfahrrichtung der Lamellen,
eine Gewindespindel montiert ist, sieht die erfindungsgemäße Lösung vor,
dass in jedem Antriebswagen ein Zahnradgetriebe montiert wird, bei dem das
Abtriebszahnrad in Form einer mit einer Außenverzahnung versehenen
Gewindemutter ausgeführt ist, die mit ihrem Innengewinde mit dem
Außengewinde der Gewindespindel kämmt, so dass bei Antreiben des
Antriebszahnrades des Getriebes durch einen für alle Antriebswagen
gemeinsamen Rotationsantrieb, die Gewindemutter zum rotieren auf der
Gewindespindel gebrach wird und somit zusammen mit dem Antriebswagen
entlang der Führungsschiene verstellt wird. Dabei muss das Getriebe in jedem
Antriebswagen so ausgelegt werden, dass die aus der Drehrichtung und der
Drehgeschwindigkeit der Gewindemutter resultierende axiale Geschwindigkeit
des Antriebswagens immer das gleiche Verhältnis zu der von dem jeweiligen
Antriebswagen zurückzulegenden Strecke zwischen den Endpositionen
"Lamellen auseinandergefahren" und "Lamellen zusammengefahren" aufweist.
Um das Verstellen der Lamellen von einem gemeinsamen Antrieb zu
ermöglichen wird in der Führungsschiene parallel zu der Gewindespindel eine
in Form einer Keilwelle, oder der ähnlichen, ausgeführte und mit einem
Rotationsantrieb verbundene Antriebswelle montiert, die in jedem
Antriebswagen das Antriebszahnrad antreibt, das mit einer zu der
Antriebswelle komplementär ausgebildeten Hohlwelle versehen ist, so dass es
mit der Antriebswelle in der Drehrichtung formschlüssig und in der axialen
Richtung gleitend verbunden ist.
Somit werden alle Lamellen durch einen Rotationsantrieb gleichzeitig
entlang der Führungsschiene bewegt, wobei der Abstand zwischen einzelnen
Lamellen sich während der Bewegung, aufgrund der unterschiedlichen
Geschwindigkeit der Lamellen, gleichmäßig verändern wird, so dass das
Verdrehen der Lamellen in einen Beschattungswinkel, bei dem die Lamellen
eine geschlossene Front bilden, auch in einer Zwischenposition möglich wird.
Weiterhin, aufgrund der Selbsthemmung des Gewindes gegen axiale Kräfte,
sind alle Lamellen in jeder Position und während der Bewegung gegen
anfallende Windkräfte und andere äußere Einwirkungen sicher gehalten.
Wenn die Gewindespindel von einem separat ansteuerbaren
Rotationsantrieb angetrieben wird, können alle Lamellen zusammen entlang
der Führungsschiene verschoben werden. Diese Funktion kann bei
stillstehender sowie bei rotierender Antriebswelle ausgeübt werden.
Bei Verändern der Drehrichtung der Gewindemuttern in einem teil der
Antriebswagen durch entsprechende Zusammensetzung des Getriebes können
zwei Lamellengruppen gebildet werden, die durch Antreiben der Antriebswelle
in entgegengesetzten Richtungen bewegt werden.
Das gleiche Ergebnis kann erzielt werden indem die Gewindespindel
zweiteilig ausgeführt wird, wobei ein Teil mit Rechts- und der andere Teil mit
Linksgewinde versehen wird. Dementsprechend werden auch die
Antriebswagen in zwei Gruppen aufgeteilt, wobei wird eine Gruppe mit
Gewindemuttern mit Rechts- und die andere Gruppe mit Gewindemuttern mit
Linksgewinde ausgerüstet. Diese zwei Anordnungen haben die Vorteile, dass
die Verfahrwege der Lamellen reduziert werden und dass die Gewindespindel
und die Antriebswelle an der Stelle des Wechsels von Rechts- auf
Linksgewinde abgestützt werden können, so dass auch bei größeren
Wellenlängen die unzulässige Durchbiegung vermieden wird.
Weiterhin sieht die Erfindung eine vorteilhafte Ausführung vor, in der es auf
die Antriebswelle verzichtet wird. Dafür werden in die Gewindespindel
Keilnuten, die parallel zu der Spindelachse verlaufen, eingearbeitet und die
Antriebszahnräder, die in den Antriebswagen koaxial zu der Gewindespindel
montiert werden, werden mit einer Hohlwelle versehen, die zu dem Querschnitt
der Spindel komplementär ausgebildet ist, so dass die Gewindespindel mit
den Antriebszahnrädern in der Drehrichtung formschlüssig und in der axialen
Richtung gleitend verbunden ist.
Durch Antreiben der Gewindespindel wird die Drehbewegung der letzten mit
einer im Getriebe veränderten Drehgeschwindigkeit und eventuell veränderten
Drehrichtung an die verzahnte Gewindemutter weiter geleitet. Somit wird die
Gewindemutter relativ zu der Gewindespindel verdreht und in Folge dessen
axial verstell.
Eine weitere vorteilhafte Ausführung des Antriebes ergibt sich indem man
anstelle der Gewindespindel eine Zahnstange in der Führungsschiene montiert
in dessen Verzahnung das Abtriebszahnrad des im Antriebswagen montierten
Getriebe eingreift, so dass bei Antreiben der Antriebswelle die Antriebswagen
entlang der Führungsschiene verstellt werden.
Um die Lamellen in jeder Position verdrehen zu können, wird jeder
Antriebswagen mit einem zweiten Getriebe, bei dem die Abtriebs- und die
Antriebswelle um 90° zueinander verdreht sind, zum Beispiel ein Kegelradoder
Schneckengetriebe, versehen. Dabei wird das Antriebszahnrad des
Getriebes, das mit einer Hohlwelle versehen ist, von einer Antriebswelle
angetrieben, die in Form einer Keilwelle ausgeführt ist und in der
Führungsschiene parallel zu der Gewindespindel montiert und mit einem
Rotationsantrieb versehen ist, während an der Abtriebswelle des Getriebes
eine Lamelle mittels einer vorzugsweise gelenkigen Kupplung befestigt ist. So
dass alle Lamellen in jeder Position durch Antreiben der Antriebswelle
synchron um einen beliebigen Winkel verdreht werden können.
Um das Pendeln der Lamellen zu verhindern, können die Lamellen an
beiden Enden mit einem erfindungsgemäßen Antrieb ausgerüstet werden,
wobei die Antriebswellen, die die gleiche Funktion ausüben, sollen synchron
angetrieben werden.
Es ist im Sinne der Erfindung, dass bei beidseitigem Antreiben der
Lamellen, die Vorrichtung zum Verdrehen der Lamellen sowohl in beiden
Antrieben als auch nur in einem davon vorhanden ist.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beschreibung, sowie anhand
der nachfolgenden Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 einen Sonnenschutzelement mit Sonnenschutzlamellen und zwei
Führungsschienen in der Position "Lamellen auseinandergefahren" mit
maximal möglicher Beschattung - Lamellen parallel zu der Führungsschiene; Fig. 2 und 3 jeweils einen Sonnenschutzelement in der Position "Lamellen
auseinandergefahren" mit Teilbeschattung bei schräg anfallender
Sonnenstrahlung von zwei verschiedenen Richtungen; Fig. 4 einen Sonnenschutzelement mit angetriebener Gewindespindel, bei
dem die Lamellen zum Teil auseinandergefahren und dann alle zusammen
verschoben worden sind; Fig. 5 einen Sonnenschutzelement in der Parkposition - Lamellen
zusammengefahren; Fig. 6 einen Sonnenschutzelement mit geteilter Gewindespindel in der
Parkposition - Lamellen zusammengefahren; Fig. 7 einen Vertikalschnitt durch einen Sonnenschutzelement, bei dem die
Lamellen an beiden Enden mit einem Antrieb versehen sind, wobei nur einer
davon mit einer Drehvorrichtung in Form eines Kegelzahnradgetriebes
ausgerüstet ist; Fig. 8 einen Horizontalschnitt durch die in der Fig.7 dargestellte obere
Führungsschiene und zwei darin geführten Antriebswagen; Fig. 9 einen Vertikalschnitt durch einen Sonnenschutzelement, bei dem die
Gewindemutter mit dem Antriebszahnrad über einen Zahnriemen verbunden
ist, und die Verdrehung der Lamelle mittels eines Schneckengetriebes erfolgt; Fig. 10 einen Horizontalschnitt durch die in der Fig.9 dargestellte obere
Führungsschiene und zwei darin geführten Antriebswagen; Fig. 11 einen Horizontalschnitt durch eine Führungsschiene und einen darin
geführten Antriebswagen, bei dem das Verstellen der Lamellen durch
Verdrehen der Gewindespindel, die mit Keilnuten versehen ist, erfolgt.
Wehrend die Fig. 1 bis 6 den äußerlichen Bewegungsablauf der
Sonnenschutzlamellen zeigen, sind in den Fig. 7 bis 11 einige der bevorzugten
Ausführungsformen des Antriebsmechanismus dargestellt.
In den Fig. 7 und 8 ist ein Sonnenschutzelement dargestellt, bei dem die
Lamellen 1 an beiden Enden jeweils mit einem Antriebswagen 12, 18, 26,
versehen sind, die in den Führungsschienen 2, 3 gleitend geführt sind, dabei
ist in jedem Antriebswagen ein Zahnradgetriebe 11, 23, 27 montiert, bei dem
das Abtriebszahnrad 7, 9, 25 in Form einer Gewindemutter ausgeführt ist, das
mit seinem Gewinde mit dem Außengewinde der Gewindespindel 13, 14
kämmt, und bei dem das Antriebszahnrad 8, 10, 24 mittels einer
Antriebskeilwelle 15, 17 von einem Rotationsantrieb angetrieben wird. Dabei
muss das Verhältnis der Außendurchmesser der Zahnräder in jedem
Antriebswagen so gewählt werden, dass bei der daraus resultierenden
Verfahrgeschwindigkeit alle Lamellen die, bei jeder Lamelle andere, Strecke
zwischen den Endpositionen "Lamellen auseinandergefahren" und "Lamellen
zusammengefahren" in der gleichen Zeit zurücklegen.
Um den Gleichlauf der Antriebswagen in beiden Führungsschienen zu
gewährleisten muss die Rotationsbewegung der Antriebswellen mechanisch
oder elektronisch synchronisiert werden
Um die Verdrehung der Lamellen in jeder Position zu ermöglichen, ist jede
Lamelle auf einer Seite mittels einer gelenkigen Kupplung 20 mit der
Abtriebswelle 19 eines im Antriebswagen 12, 26 montierten
Kegelzahnradgetriebes 21 verbunden, wobei das Antriebszahnrad 5 des
Getriebes mittels einer parallel zu der Gewindespindel montierten
Antriebskeilwelle 16 von einem Rotationsantrieb angetrieben wird. An dem
anderen Ende der Lamelle ist ein Zapfen 22 befestigt, der in dem
Antriebswagen 18 in einem Gelenklager 4 radial gegen horizontale Kräfte
geführt und axial verschiebbar ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Anordnung ist in den Fig. 9 und 10 dargestellt. Diese Ausführung
unterscheidet sich von der oben beschriebenen damit, dass das Verdrehen
der Lamellen mittels eines im Antriebswagen 42, 44 montierten
Schneckengetriebe 35, 36 erfolgt, und dass die Übertragung der
Drehbewegung von den Keilwellen 28, 29 und den mit ihnen in der
Drehrichtung verbundenen Zahnräder 37, 38, 45 auf die Gewindemuttern 39,
40, 46 mittels eines Zahnriemens 41 erfolgt. Dank der Selbsthemmung des
Schneckengetriebes wird ohne zusätzliche Maßnahmen, wie z.B. eine Bremse
an dem Rotationsantrieb, die durch äußere Einwirkungen bedingte Verdrehung
der Lamellen verhindert. Die Verwendung eines Zahnriemens für das Antreiben
der Gewindemutter erlaubt einerseits die Positionierung der Abtriebswelle 19,
bzw. der Lamelle näher zu der Wagenmitte und andererseits eine feinere
Abstufung des Übersetzungsverhältnisses zwischen den Zahnrädern 37, 38, 45
und den Gewindemuttern 39, 40, 46.
Die in der Fig.11 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Anordnung hat den Vorteil, dass man auf die Antriebswelle für die lineare
Verstellung der Lamellen verzichtet. Hier ist die Gewindespindel 47 mit parallel
zu der Spindelachse verlaufenden Keilnuten versehen und das
Antriebszahnrad 48, das im Antriebswagen 30 koaxial zu der Spindel montiert
ist, weist eine Hohlwelle auf, die zu dem Querschnitt der Gewindespindel
komplementär ausgebildet ist, so dass die Spindel mit dem Antriebszahnrad in
der Drehrichtung formschlüssig und in der axialen Richtung gleitend
verbunden ist. Bei Antreiben der Gewindespindel wird die Drehbewegung der
letzten mittels Zahnradgetriebe 49 mit veränderter Drehgeschwindigkeit an die
Gewindemutter 31 weitergeleitet. Somit wird die Gewindemutter relativ zu der
Gewindespindel verdreht und infolge dessen axial verstellt.
Bezugszeichenliste
- 1. Lamelle
- Fig.7,8,9,10,11
- 2. Führungsschiene oben
- Fig.7,8,9,10
- 3. Führungsschiene unten
- Fig.7,9
- 4. Gelenklager
- Fig.7,9
- 5. Antriebszahnrad im Kegelzahnradgetriebe
- Fig.7,8,11
- 6. Abtriebszahnrad im Kegelzahnradgetriebe
- Fig.7,8,11
- 7. Abtriebszahnrad mit Innengewinde
- Fig.7,8
- 8. Antriebszahnrad
- Fig.7,8
- 9. Abtriebszahnrad mit Innengewinde
- Fig.7
- 10. Antriebszahnrad
- Fig.7
- 11. Zahnradgetriebe
- Fig.7,8
- 12.Antriebswagen
- Fig.7,8
- 13. Gewindespindel
- Fig.7,8
- 14. Gewindespindel
- Fig.7
- 15.Antriebswelle
- Fig.7,8
- 16. Antriebswelle
- Fig.7,8
- 17.Antriebswelle
- Fig.7
- 18.Antriebswagen
- Fig.7
- 19.Abtriebswelle Winkelgetriebe
- Fig.7,9
- 20. Kupplung
- Fig.7,9
- 21. Kegelzahnradgetriebe
- Fig. 7,8
- 22. Zapfen
- Fig.7,9
- 23. Zahnradgetriebe
- Fig.8
- 24. Antriebszahnrad
- Fig.8
- 25. Abtriebszahnrad mit Innengewinde
- Fig.8
- 26. Antriebswagen
- Fig.8
- 27. Zahnradgetriebe
- Fig.7
- 28. Antriebswelle
- Fig.9,10
- 29. Antriebswelle
- Fig.9
- 30. Antriebswagen
- Fig.11
- 31.Abtriebszahnrad mit Innengewinde
- Fig.11
- 32.Antriebswelle
- Fig.9,10
- 33. Gewindespindel
- Fig.9,10
- 34. Gewindespindel
- Fig.10
- 35. Schnecke
- Fig.9,10
- 36. Schneckenrad
- Fig.9,10
- 37.Antriebszahnrad
- Fig.9,10
- 38.Antriebszahnrad
- Fig.10
- 39.Abtriebszahnrad mit Innengewinde
- Fig.9,10
- 40.Abtriebszahnrad mit Innengewinde
- Fig.9
- 41.Zahnriemen
- Fig.9,10
- 42. Antriebswagen
- Fig.9,10
- 43.Antriebswagen
- Fig.9
- 44. Antriebswagen
- Fig.10
- 45. Antriebszahnrad
- Fig.10
- 46.Abtriebszahnrad mit Innengewinde
- Fig.10
- 47. Gewindespindel mit Keilnuten
- Fig.11
- 48. Antriebszahnrad
- Fig.11
- 49. Zahnradgetriebe
- Fig.11