DE9319513U1 - Mechanische Anfahrhilfe für Linearantriebe - Google Patents

Description

Mechanische Anfahrhilfe für Linearantriebe

Die Erfindung richtet sich auf eine mechanische Anfahrhilfe für Linearantriebe mit einer Zahnstange zur Umwandlung der Drehbewegung eines mit einem Antriebsmotor gekoppelten Zahnrads in eine Linearbewegung, vorzugsweise zum Antrieb von Schiebetüren.

*
In vielen Bereichen der Mechanik sind Antriebe zu realisieren, durch die bestimmte Gegenstände entlang von vorgegebenen Bahnen verfahren werden müssen. Beispiele hierfür sind Förderfahrzeuge oder verfahrbare Regale. Aufgrund der oftmals sehr hohen Trägheit der zu verfahrenden Gegenstände muß während des Anfahrens eine viel höhere Kraft aufgebracht werden, um den betreffenden Gegenstand zu beschleunigen, als während der anschließenden Verfahrphase, in der ausschließlich die Reibungskräfte zu überwinden sind.

In manchen Anwendungsfällen addiert sich zu dieser ohnehin bereits erhöhten Anfahrkraft eine weitere Kraft, die aufgrund spezieller mechanischer Konstruktionen in der Anfahrphase auftritt. Ein Beispiel hierfür sind luftdicht abschließende Schiebetüren, wie sie beispielsweise bei Kühlräumen verwendet werden. Solche Schiebetüren bewegen sich parallel zu einer Wand des Kühlraums. Um im geschlossenen Zustand an dem Rahmen einer Türöffnung dichtend anzuliegen, fährt die Schiebetür während des Schließvorgangs in die Türöffnung hinein, so daß sie etwa in der Ebene der Kühlraumwand liegt. Die Kühlraumtür erfährt hierbei eine Ver-Setzung lotrecht zur Ebene des Türblatts. Um diese Versetzungsbewegung zu ermöglichen, ist die Laufschiene, welche oberhalb der Türöffnung parallel zur Kühlraumwand angeordnet ist und die mittels Laufrollen daran aufgehängte Schiebetür trägt, querschnittlieh in Form eines auf der Spitze

stehenden V ausgeführt. Hierbei sitzen die Laufrollen der Schiebetür auf der Oberkante des außenliegenden Schenkels des V auf. Die am Ende eines Schließvorgangs zu vollführende Versetzungsbewegung lotrecht zur Ebene des Türblatts erfolgt dadurch, daß die Schiebetür in einen Bereich der V-förmigen Tragschiene fährt, in dem deren die Schiebetür tragender Schenkel verkürzt ist. Die Schiebetür folgt der nach innen zurückweichenden Oberkante des verkürzten Schenkels und fährt dadurch in die Türausnehmung hinein. Diese einfache und wirkungsvolle Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß die Schiebetür gleichzeitig eine Vertikalbewegung erfährt. Deshalb muß sie beim Öffnen des Kühlraums um ein entsprechendes Stück angehoben werden. Da Kühlraumtüren zur thermischen Isolation der hohen Temperaturdiffenrenz zwisehen Kühlraum und Umgebung relativ dick und daher sehr schwer ausgeführt sind, ist zum Anheben dieser Tür eine viel höhere Kraft erforderlich als zum anschließenden Verfahren entlang der V-förmigen Tragschiene. Da das Anheben der Schiebetür vermittels einer entsprechenden Ausnehmung in der Tragschiene aus dem Linearantrieb zum Verfahren des Türblatts abgeleitet wird, muß der betreffende Motor viel stärker ausgelegt werden, als dies zum reinen Verfahren der Schiebetür notwendig wäre.

Aus diesen Nachteilen aus dem Stand der Technik bekannter Linearantriebe resultiert das der Erfindung zugrundeliegende Problem, eine möglichst allgemein verwendbare mechanische Konstruktion zu schaffen, mit deren Hilfe die in manchen Fällen stark erhöhte Anfahrkraft eines Linearantriebs so weit als möglich reduziert wird, so daß der Antriebsmotor nicht nach der erhöhten Anfahrkraft, sondern im Hinblick auf die zumeist relativ niedrige Verfahrkraft ausgelegt werden kann.

Zu diesem Zweck sieht die Erfindung eine mechanische Anfahrhilfe für Linearantriebe mit einer Zahnstange zur Umwandlung der Drehbewegung eines mit einem Antriebsmotor gekoppelten Zahnrads in eine Linearbewegung vor, die ein mit dem Antriebszahnrad starr verbundenes, diesem gegenüber axial versetztes Anfahrzahnrad geringeren Durchmessers aufweist, dessen Längsachse parallel zur Längsachse des Antriebszahnrads ausgerichtet ist und das während, des Anfahrens mit einer Anfahrzahnreihe kämmt, die an einem Endbereich der Antriebszahnstange in Längsrichtung der Drehachse des Antriebszahnrads versetzt angeordnet ist. Die Erfindung geht aus von der am weitesten verbreiteten, weil konstruktiv besonders einfachen Antriebsanordnung für Linearantriebe. Hierbei ist auf der Welle eines Antriebsmotors oder auf der Abtriebswelle eines dem Antriebsmotor nachgeschalteten Getriebes ein Zahnrad angeordnet, welches mit einer Zahnstange kämmt, wobei entweder der Antriebsmotor mit Antriebszahnrad ortsfest und die Zahnstange mit dem zu bewegenden Teil starr verbunden ist, oder die Zahnstange ist ortsfest, während der Antriebsmotor am beweglichen Teil befestigt ist. Aufgrund des vorgegebenen Radius des Antriebszahnrads erzeugt die während des Verfahrens auftretende Reibungskraft ein konstantes Drehmoment an der Drehachse dieses angetriebenen Zahnrads, welches bedeutend niedriger ist als das von der erhöhten Anfahrkraft herrührende Drehmoment. Um das vom Motor aufzubringende Anfahrdrehmoment zu reduzieren, ist mit der Drehachse des Antriebszahnrads ein Anfahrzahnrad geringeren Durchmessers starr verbunden, welches mit einer Anfahr&zgr;ahnreihe kämmt.

Durch den verringerten radialen Abstand der Zähne dieses Anfahrzahnrads gegenüber der Antriebswelle ergibt sich eine andere KraftüberSetzung, so daß die erhöhte Anfahrkraft nur ein vermindertes Drehmoment an der Antriebswelle hervorruft, welches etwa dem normalen Drehmoment während des Ii-

nearen Verfahrens entspricht. Dies hat den Vorteil, daß der Antriebsmotor nicht größer ausgelegt werden muß als zum Antrieb während der Verfahrphase unbedingt erforderlich ist. Damit das Anfahrzahnrad nicht in Eingriff mit der Antriebszahnstange und das Antriebszahnrad nicht in Eingriff mit der Anfahrzahnreihe gelangen kann, sind die Anfahrzahnelemente (Anfahrzahnrad und Anfahrzahnreihe) gegenüber den betreffenden Antriebszahnelementen in Längsrichtung der Antriebwelle versetzt angeordnet. Aus Sicherheitsgründen ist die Anfahrzahnreihe gegenüber der Antriebszahnstange soweit versetzt, daß zwischen ihren einander zugewandten Längsseiten ein Zwischenraum von beispielsweise 5 mm verbleibt.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung kann dadurch erreicht werden, daß die Längsachse des Anfahrzahnrads von der Längsachse des Antriebszahnrads beabstandet ist. Durch eine solche radiale Versetzung des Anfahrzahnrads gegenüber der Antriebwelle ist eine Anordnung geschaffen, bei der sich der Abstand der Anfahrzahnreihe kämmenden Zähne des Anfahrzahnrads zur Antriebswelle in Abhängigkeit von deren Drehwinkel kontinuierlich ändert. Dies hat den Vorteil, daß die Übersetzung zwischen den Anfahrzahnelementen vom Drehwinkel der Antriebswelle abhängig ist. Dadurch läßt sich eine Anpassung der Übersetzung an bestimmte, konstruktive Forderungen erreichen. Insbesondere ist es möglich, daß die Umschaltung zwischen den beiden Betriebs zuständen - Anfahrphase einerseits sowie kontinuierlicher Fahrbetrieb andererseits - nicht abrupt erfolgt, was ein kurzzeitiges, hohes Beschleunigungsmoment beim Umschalten auf die erhöhte Verfahrgeschwindigkeit verursachen würde, sondern allmählich mit Veränderung des Drehwinkels der Antriebswelle. Hierdurch wird die gesamte Konstruktion geschont und die Lebensdauer erhöht.

Darüber hinaus hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß der Abstand der parallelen Längsachsen beider Zahnräder kleiner oder gleich der Differenz ihrer Radien ist. Bei einer solchen Dimensionierung ergibt sich jedenfalls eine Reduzierung des Antriebsdrehmoments, da sämtliche Zähne des Anfahrzahnrads einen geringeren oder allenfalls ebenso großen Abstand zur Antriebswelle aufweisen wie die Zähne des Antriebszahnrads.

Besondere Vorteile ergeben sich schließlich dadurch, daß der Abstand der parallelen Längsachsen beider Zahnräder gleich der Differenz ihrer Radien ist. Hierdurch wird das Übersetzungsverhältnis zwischen den Anfahrelementen vor dem Übergang auf die Antriebszahnstange vollständig an das durch den Radius des Antriebszahnrads vorgegebene Übersetzungsverhältnis angeglichen, so daß kein Drehzahlsprung und demgemäß weder ein Drehmomentstoß noch ein Drehmomentsprung auftreten. Einerseits ist somit ausgeschlossen, daß der zu bewegende Gegenstand plötzlichen Beschleunigungen ausgesetzt ist, andererseits werden plötzliche Laststöße von Antriebselementen und Antriebsmotor ferngehalten, so daß deren Lebensdauer deutlich erhöht wird.

Eine sinnvolle Weiterbildung der Erfindung ergibt sich dadurch, daß der Abstand der parallelen Längsachsen beider Zahnräder kleiner als der Radius des Anfahrzahnrads ist. Hierdurch wird sichergestellt, daß alle Zähne des Anfahrzahnrads einen Mindestabstand zur Antriebsachse einhalten, so daß dieses bei der Drehbewegung gleichförmig auf der Anfahrzahnreihe abrollen kann.

Besonders vorteilhaft ist dabei eine Anordnung, bei der die Zähne des Anfahrzahnrads mit dem größten Abstand zur Antriebswelle mit dem der Antriebszahnstange zugewandten Endbereich der Anfahrzahnreihe in Eingriff gelangen. Während

der letzten halben Umdrehung der Antriebswelle vor dem Übergang auf die Antriebszahnstange erhöht sich dabei kontinuierlich der Abstand der mit der Anfahrzahnstange in Eingriff befindlichen Zähne zur Antriebswelle, so daß das Übersetzungsverhältnis der Anfahrelemente sich dem Übersetzungsverhältnis zwischen Antriebszahnrad und Antriebszahnstange annähert. Eine eventuell verbleibende Differenz führt allenfalls zu einem relativ geringen Drehzahlsprung und verursacht demgemäß nur einen unbeachtlichen Drehmomentstoß.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß die Anfahrzahnreihe eine gestreckte Form mit zumindest abschnittsweise geraden Längsachsen aufweist, insbesondere aus geraden Zahnstangenabschnitten zusammengesetzt ist. Sofern die Achsen von Antriebs- und Anfahrzahnrad miteinander fluchten, ändert sich der Abstand der Zähne des Anfahrzahnrads von der Drehachse nicht, so daß die Anfahrzahnreihe etwa parallel zur Antriebszahnreihe angeordnet sein kann.

Ist die Längsachse des Anfahrzahnrads gegenüber der Drehachse des Antriebszahnrads exzentrisch angeordnet, verändert sich dagegen der Abstand der mit der Anfahrzahnreihe in Eingriff befindlichen Zähne des Anfahrzahnrads zur Antriebs- oder Drehachse. Wenn sich das Anfahrzahnrad auf einer geraden Zahnreihe abwälzt, beschreibt der dazu exzentrische Drehpunkt, die Längsachse der Antriebswelle, eine Kurvenbahn, die einer Zykloidenkurve entspricht. Wenn die Exzentrizität kleiner als der Radius des Anfahrzahnrads ist, handelt es sich bei der Kurvenbahn des bezüglich des Anfahrzahnrads exzentrischen Drehpunkts der Antriebswelle um eine verkürzte Zykloide. Eine solche Kurve weist keine Überschneidungen auf und ist nur mäßig gekrümmt. Aufgrund dieser mäßigen Krümmung läßt sich eine solche Zykloiden-

kurve problemlos durch Aneinanderreihung zweier oder mehrerer gerader Abschnitte approximieren.

Da die Antriebswelle in Wirklichkeit am Türrahmen oder Türblatt unverrückbar festgelegt ist, muß die Zykloidenbewegung durch eine besondere Formgebung der Anfahrzahnreihe kompensiert werden. Hierzu ist es näherungsweise ausreichend, die Anfahrzahnreihe umgekehrt zur Zykloidenbewegung der Antriebswelle zu krümmen, so daß die Antriebswelle sich parallel zu der Antriebszahnstange bewegt bzw. bei ortsfestem Antriebsmotor die Anfahrzahnstange geradlinig gegenüber dem Anfahrzahnrad verschoben wird. Wegen der mäßigen Krümmung einer verkürzten Zykloide sowie aufgrund und des variablen Abstands zwischen den Anfahrzahnelementen, den die miteinander kämmenden Zähne in begrenztem Umfang auszugleichen in der Lage sind, erweist sich hierbei eine Approximation durch zwei oder mehrere gerade Zahnreihenabschnitte als ausreichend.

Eine besonders einfache Konstruktion ergibt sich dadurch, daß die Längsachse(n) der Anfahrzahnreihen(abschnitte) in der Ebene des Anfahrzahnrads liegt (liegen) und innerhalb dieser Ebene gegenüber der Längsachse der Antriebszahnstange auf Antriebswelle zu geneigt ist (sind).

Wenn die Längsachsen der beiden Zahnräder voneinander beabstandet sind, ändert sich der Abstand der Zähne des Anfahrzahnrads zur Antriebswelle mit dem Drehwinkel derselben. Um dennoch unabhängig von dem momentanen Drehwinkel einen ständigen Formschluß zwischen den Zähnen der Anfahrelemente zu gewährleisten, muß die Anfahrzahnreihe mit ihrem äußeren Endbereich auf die Antriebsachse zu geneigt sein. Während der Anfahrphase, bei der das Anfahrzahnrad entlang der geneigten Anfahrzahnreihe abrollt, erhöht sich der Abstand der in Eingriff befindlichen Zähne des Anfahrzahnrads zur

Antriebsachse, während gleichzeitig die Anfahrzahnreihe zurücktritt. Dieser Zusammenhang gewährleistet ein einwandfreies Zusammenwirken der Anfahrzahnelemente. Der für die Traktion erforderliche Formschluß wird ununterbrochen aufrecht erhalten, ohne daß andererseits ein Verklemmen auftreten könnte.

In diesem Zusammenhang hat es sich als günstig erwiesen, daß die Anfahrzahnreihe auf einer Keilrampe angeordnet ist, deren Rückseite mit der Rückseite der Antriebszahnstange fluchtet. Eine solche Keilrampe liegt mit ihrer gesamten Unterseite vollflächig an dem zu bewegenden Gegenstand, beispielsweise einem Türblatt, an und wird an diesem vermittels mehrerer Befestigungsschrauben fixiert. Die Verwendung einer Keilrampe hat den Vorteil, daß die Zahnreihe auf ihrer gesamten Länge unterstützt wird und eine Verbiegung dadurch ausgeschlossen ist. Andererseits ergibt sich durch die langgestreckte Grundseite der Keilrampe die Möglichkeit, mehrere Befestigungsschrauben vorzusehen, so daß die gerade während der Anfahrphase auftretenden, besonders hohen Anfahrkräfte ohne partielle Überlastung einzelner Bauteile auf den zu beschleunigenden Gegenstand übertragen werden können.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß die Anfahrzahnreihe mit der Keilrampe einstückig ausgebildet ist. Eine solche Anordnung weist einerseits das absolute Höchstmaß der erreichbaren Stabilität auf. Andererseits sind hierbei keine Befestigungsschrauben im Bereich der Zahnreihe angeordnet, wie dies beim Anschrauben einer Anfahrzahnreihe auf einem keilförmigen Grundkörper erforderlich wäre. Gerade in dem besonders beanspruchten im Anfahrbereich ist es aber wichtig, daß die Zähne der Anfahrzahnreihe nicht durch Einsen-

kungen für Befestigungsschrauben in ihrer Länge reduziert und dadurch geschwächt werden.

In dem besonderen Anwendungsfall, bei dem nur an einem Ende der Antriebszahnstange eine Anfahrzahnreihe angeordnet ist, lassen sich weitere Vorteile dadurch erzielen, daß das Anfahrzahnrad als etwa halbkreisförmiges Zahnradsegment ausgebildet ist. Obzwar die Erfindung die Möglichkeit bietet, an beiden Enden der Antriebszahnstange je eine Anfahrzahnreihe anzuordnen, so daß bei jedem endseitigen Anfahrvorgang unabhängig von der Fahrtrichtung das erforderliche Motordrehmoment reduziert wird, existieren auch eine ganze Reihe von Anwendungsfällen, wo nur beim Anfahren aus einer der beiden Endpositionen eine besonders hohe Anfahrkraft aufzubringen ist. Hierunter fällt insbesondere das anfangs erläuterte Beispiel einer Schiebetür für Kühlräume, die ausschließlich im geschlossenen Zustand abgesenkt ist, so daß nur beim Öffnen der Tür besonders hohe Anfahrkräfte aufzubringen sind. Während bei Verwendung von zwei endseitigen Anfahrzahnstangen jeweils unterschiedliche Hälften des Anfahrzahnrads, bezogen auf die von den parallelen Längsachsen der beiden Zahnräder aufgespannte Symmetrieebene, zur Kraftübertragung verwendet werden, demnach insgesamt also ein Anfahrzahnrad mit einem Umfang von 360° erforderlich ist, reduziert sich der aktive Bereich des Anfahrzahnrads bei nur einer Anfahrzahnreihe auf einen Bereich von etwa 180°. Zur Materialersparnis als auch zur Reduzierung des Trägheitsmoments des Antriebs ist es daher sinnvoll, die überflüssige Hälfte des Anfahrzahnrads wegzulassen. Der verbleibende Teil des Anfahrzahnrads, nämlich ein halbkreisförmiges Segment, erfüllt sämtliche an die Anfahrzahnelemente zu stellenden Anforderungen.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß der erste Zahn an dem radial außen liegenden Ende des etwa halbkreisförmigen An fahr zahnrad segment s etwa mit einem Zahn des Antriebszahnrads fluchtet. In diesem Fall liegen sämtliche Zähne des Anfahrzahnradsegments vollständig innerhalb der gezackten Umfangslinie des Antriebszahnrads. Dies hat den Vorteil, daß das Anfahrzahnrad selbst bei einer geringfügigen axialen Verschiebung nicht auf der Antriebszahnstange festklemmen kann. Daher kann bei dieser Ausführungsform der sicherheitshalber einzuhaltende Versetzungsabstand zwischen den Zahnreihen relativ gering sein oder ganz weggelassen werden. Hierdurch ergibt sich eine besonders kleine Bauform. Auch ist eine begrenzte achsparallele Verschiebung der Zahnräder und/oder Zahnreihen völlig unschädlich, da das Anfahrzahnrad keinerlei Klemmung hervorrufen kann. Dieser Umstand ist insbesondere bei Kühlraumschiebetüren wichtig, die zumindest bereichsweise auch einer Vertikalbewegung unterworfen sind.

In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, das halbkreisförmige Anfahrzahnradsegment gegenüber dem Antriebs zahnrad so" anzuordnen, daß die mit Zähnen besetzte Mantelfläche des halbkreisförmigen Anfahrzahnradsegments die Antriebswelle entlang eines Zentrumswinkels von mehr als 180°, vorzugsweise etwa 200°, umgibt. Eine solche Anordnung erhält man, wenn die Antriebswelle etwa vollständig innerhalb der von dem mit Zähnen besetzten Umfang des Zahnradsegments und der durch die miteinander fluchtenden Stirnseiten desselben gebildeten Durchmesserlinie aufgespannten, etwa halbkreisförmigen Fläche liegt. Das Anfahrzahnradsegment ist dabei entgegen einer Position, wo die durch die Zahnradsegmentstirnseiten verlaufende Durchmesserlinie die Längsachse der Antriebsachse in einem Punkt schneidet, derart verschoben, daß die gekrümmte Zahnreihe

des Anfahrzahnrads bei dem radial am weitesten außen liegenden Zahn beginnend besonders schnell nach innen zurücktritt. Somit können an keiner Stelle Überschneidungen mit den Zähnen des Antriebszahnrads auftreten. Selbst bei einer axialen Verschiebung der Zahnräder kämmt somit allenfalls der am weitesten außen liegende Zahn des Anfahrzahnradsegments mit der Antriebszahnstange, wodurch sowohl ein Festklemmen als auch ein erhöhter Abrieb sicher ausgeschlossen sind.

Bei einer entsprechenden Anordnung des Anfahrzahnradsegments hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß die Anfahrzahnreihe in zwei gerade Segmente unterteilt ist, deren Längsachsen in der Ebene des Anfahrzahnrads liegen und innerhalb von dieser Ebene einen Winkel miteinander einschließen. Wenn das Anfahrzahnradsegment die Antriebswelle entlang eines Zentrumswinkels von etwa 200° umgebend angeordnet ist, beschriebe die Längsachse der Antriebswelle beim Abrollen des Anfahrzahnradsegments auf einer völlig geraden Zahnstange eine Kurve, deren Verlauf einem Abschnitt einer verkürzten Zykloide entspricht. Hierbei läge in dem Kurvenpunkt der· Antriebswelle, in dem deren Abstand zu einer solchen völlig geraden Antriebszahnstange minimal wäre, ein unterer Scheitelpunkt dieser Zykloide. Dementsprechend bestünde der von der Längsachse der Antriebswelle beschriebene Zykloidenabschnitt einerseits aus einem den unteren Scheitelpunkt der Zykloide umgebenden Bereich, wo sich der Abstand der Antriebswelle zu einer völlig geraden Anfahrzahnstange kaum ändert, sowie aus einem daran anschließenden Abschnitt, bei dem der Abstand der Antriebswelle gemäß dem Verlauf einer verkürzten Zykloide mit zunehmendem Wälzwinkel näherungsweise linear ansteigt. Um diese Bewegungen der Antriebswelle, die ja gemäß der Erfindung ortsfest angeordnet sein muß, auszugleichen, müßte die

Anfahrzahnstange etwa die Kontur des soeben beschriebenen Zykloidenabschnitts aufweisen. Aufgrund des zwischen den Anfahrzahnelementen möglichen Spiels ist es jedoch möglich, eine solche gekrümmte Zykloidenkurve durch gerade Zahnstangensegmente zu approxieren. Hierbei werden die beiden soeben beschriebenen Zykloidenabschnitte durch je eine Gerade angenähert. Der Knick zwischen den beiden geraden Zahnstangenabschnitten ist dabei nicht exakt festgelegt, sondern kann je nach gewählter Approximation innerhalb eines bestimmten Bereichs verschoben werden. Er befindet sich etwa in der Nähe derjenigen Zähne, die mit demjenigen Teil des Anfahrzahnradssegments in Eingriff gelangen, der den minimalen Abstand zur Antriebswelle aufweist.

Es hat sich als günstig erwiesen, daß das Anfahrzahnrad (segment) mit mehreren Befestigungsschrauben an einer Stirnseite des ersten Zahnrads angeschraubt ist. Dies ist eine praktische Methode, das Anfahrzahnrad (segment) mit einfachen Mitteln exzentrisch zur Antriebswelle anzuordnen, ohne die Stabilität der Anordnung zu beeinträchtigen. Das Anfahrzahnrad stützt sich demgemäß auf einer Stirnseite des Antriebszahnrads ab. .Diese Anordnung ist höchst flexibel, da jede beliebige Exzentrizität vorgegeben werden kann. Die Befestigung erfolgt mittels Gewindeschrauben, welche in mit Innengewinde versehene Befestigungsbohrungen in der Stirnseite des Antriebszahnrads eingeschraubt sind.

In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, daß das Anfahrzahnrad (segment) als Zahnkranz (segment) mit einem Innendurchmesser ausgebildet ist, der größer ist als die Summe aus dem Abstand der Längsachsen der beiden Zahnräder und dem Radius der Antriebswelle. Hierbei umgibt der aufgeschraubte Zahnkranz die Ausnehmung des Antriebszahnrads für die Antriebswelle, so daß die Antriebswelle das An-

triebszahnrad völlig durchsetzen und in axialer Richtung außerhalb des AnfahrZahnkranzes zusätzlich gelagert sein kann. Hierdurch ergibt sich eine besonders stabile und dadurch verschleißfreie Anordnung, die eine hohe Lebensdauer aufweist.

Die Erfindung richtet sich weiterhin auf eine Vorrichtung zum Antrieb einer Schiebetüre auf einer V-förmigen Füh-

rungsschiene, deren einer V-Schenkel am Ende eine Vertiefung aufweist, die eine schräge Schließbewegung der Schiebetüre in den Türrahmen hinein hervorruft, mit einer Zahnstange, mit der ein Zahnrad in Eingriff steht, das von einem ortsfesten Elektromotor angetrieben wird, wobei das Zahnstangen/Zahnradgetriebe zweigängig bzw. zweistufig ausgeführt ist. Bei einer derartigen Vorrichtung ist eine erhöhte Anfahrkraft erforderlich, um die'geschlossene Schiebetür aus der Vertiefung in der V-förmigen Führungsschiene anzuheben. Es handelt sich insoweit um einen Spezialfall der vorhergehend beschriebenen Anordnungen. Die Erfindung sieht aus diesem Grund ein zweistufiges Zahnstangen/Zahnradgetriebe vor, welches in demjenigen Bereich, wo sich die Schiebetür innerhalb der Vertiefung in der V-förmigen Führungsschiene befindet, eine derartige Übersetzung aufweist, daß die erhöhte Anfahrkraft etwa auf ein mit dem während der Verfahrphase aufzubringenden Antriebsmoment vergleichbares Anfahrmoment reduziert ist. Ein solches Zahnstangen/Zahnradgetriebe kann auf unterschiedliche Art realisiert sein. Denkbar ist einerseits die oben beschriebene Ausführungsform mit einer zusätzlichen Anfahrzahnstange sowie einem zusätzlichen Anfahrzahnrad, welche zur Übertragung des erhöhten Anfahrmoments miteinander kämmen. Da bei entsprechenden Schiebetüren aufgrund der V-Form der Führungsschiene eine lotrecht zum Türblatt gerichtete Versetzungsbewegung stattfindet, wenn die Schiebetür in die

dafür vorgesehene Ausnehmung hinein- oder aus dieser herausfährt, liegt zusammen mit der Vertikal- und der Verfahrbewegung eine dreidimensionale Bewegung der Tür vor, welche eine besondere Ausbildung der Anfahrzahnstange nötig macht, insbesondere eine abweichende Dimensionierung von deren Neigungswinkeln erfordert. Aus diesem Grund kann es vorteilhaft sein, eine andere Art des Zahnstangen/Zahnradgetriebes vorzusehen. Sofern beispielsweise das Antriebszahnrad nicht außerhalb des Türblatts angeordnet ist, sondern beispielsweise in einer Wandausnehmung oberhalb der Türöffnung, kann die natürliche, lotrecht zum Türblatt gerichtete Versetzungsbewegung beim Hinein- und Hinausfahren aus der Vertiefung in der V-förmigen Führungsschiene die Funktion des Neigungswinkels der Anfahrzahnstange übernehmen, so daß in einem solchen Fall die Anfahrzahnstange etwa parallel zur Antriebszahnstange angeordnet sein könnte. In einem solchen Fall wäre es beispielsweise auch denkbar, nur eine einzige Antriebs-/Anfahrzahnstange zu verwenden und die notwendige Getriebeumschaltung durch eine axiale Versetzung des Antriebszahnrads mitsamt des exzentrisch darauf angeordneten Anfahrzahnrads bei einer bestimmten Position der Schiebetüre vorzunehmen.

Die erfindungsgemäße Anfahrzahnreihe zeichnet sich durch ein Keilrampensegment aus, auf dessen schrägverlaufender Fläche ein oder mehrere Zähne zur Bildung der Zahnreihe aneinandergereiht sind. Eine solche, auf einem Keilrampensegement angeordnete Zahnreihes kann im Zusammenhang mit exzentrisch zu ihrer Drehachse angeordneten Zahnrädern zur Bildung eines Getriebes mit stufenlosem Übergang zwischen zwei Übersetzungen verwendet werden. Aus diesem Grund ist eine solche, auf einem Keilrampensegment angeordnete Zahnreihe universell einsetzbar. Es handelt sich demgemäß um ein allgemeines Maschinen-Bauelement, welches einer Viel-

zahl von Anwendungen zugänglich ist. Somit besteht ein erheblicher Bedarf für das erfindungsgemäße Zahnreihenkeilrampensegment, der einen Einzelvertrieb dieses Maschinen-Bauelements wirtschaftlich sinnvoll werden läßt.
5

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß auf der schräg verlaufenden Fläche der Keilrampe eine an sich geradlinige Zahnstange befestigt ist. Das Herstellungsverfahren eines erfindungsgemäßen Zahnreihenkeilrampensegments hat nur einen geringen Einfluß auf dessen Funktion. Daher ist es beispielsweise auch möglich, aus dem Stand der Technik bekannte Zahnstangen auf der schräg verlaufenden Fläche einer Keilrampe anzuordnen.

Um die Zähne der Zahnreihenkeilrampe nicht durch Befestigungsausnehmungen, welche von Befestigungsschrauben durchsetzt sind, zu schwächen, sieht die Erfindung eine weitere Ausführungsform vor, bei der das Keilrampensegment und die Zahnreihe miteinander einstückig ausgebildet und/oder baulieh integriert sind. Dies hat den Vorteil, daß alle Zähne der Zahnreihenkeilrampe durchgehend ausgeführt und daher zur Übertragung hoher Kräfte geeignet sind.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß die Zahnreihe über einen Knick verläuft. Eine solche, einen Knick aufweisende Zahnstangen-Keilrampe stellt ein gebrauchsfertiges Maschinenelement dar, das an bestimmte Anwendungsfälle mit vorgegebenen Zahnraddurchmessern und vorgegebener Exzentrizität approximativ optimal angepaßt ist.

Weiterhin hat es sich als günstig erwiesen, daß der niedrigste Bereich des Keilrampensegments etwa der Höhe handelsüblicher Zahnstangen entspricht. Eine derartige Ausgestaltung trägt dem Umstand Rechnung, daß eine erfindungsgemäße Zahnreihenkeilrampe vorzugsweise dazu verwendet wird,

einen kontinuierlichen Übergang zwischen unterschiedlichen Getriebeübersetzungen herbeizuführen. In diesem Zusammenhang ist es wichtig, daß ein zusätzliches, exzentrisch zur Antriebswelle angeordnetes Zahnrad(segment) an seinem durch die Exzentrizität nach außen verlegten Umfangsbereich etwa den selben Radius aufweist wie ein in eine Zahnstange eingreifendes Antriebszahnrad. Im niedrigsten Bereich muß die Zahnstangen-Keilrampe daher im Verhältnis zur Antriebswelle etwa den selben Abstand haben wie eine Antriebszahnstange. Da in den weitaus meisten Fällen die Zahnreihenkeilrampe auf dem selben Tragelement angeordnet sein wird wie eine Antriebszahnstange, ergibt sich die obige Dimensionierungsvorschrift aus praktischen Überlegungen. Es empfiehlt sich jedoch, den niedrigsten Bereich des Keilrampensegments eher etwas kleiner zu dimensionieren, da sich die Zahnreihenkeilrampe um ganzzahlige Vielfache der Summe aus Zahndicke und Lückenweite verschieben läßt.

Schließlich liegt es im Rahmen der Erfindung, das an der Grund- und Rückseite der Keilrampe mit Innengewinde versehene Befestigungsbohrungen angeordnet sind. Sofern - was der in der Praxis weitaus häufigste Fall sein wird - die erfindungsgemäße Zahnreihenkeilrampe auf einem plattenförmigen Tragelement angeordnet wird, ist es möglich, an diesein Tragelement Bohrungen vorzusehen, welche von in die Befestigungsbohrungen der Keilrampe eingeschraubten Befestigungsbohrungen durchgriffen werden.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in:

Fig.l eine perspektivische Ansicht der Führungsschiene einer Kühlraum-Schiebetür,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Antriebs der Kühlraum-Schiebetür gem. Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht in Richtung III auf die Fig. 2 sowie

Fig. 4 den Antrieb der Kühlraum-Schiebetür beim Übergang von der Anfahr- in die Antriebsphase in einer der Fig. 3 entsprechenden Darstellung.

In Fig. 1 ist ein Ausschnitt aus einer Kühlraum-Schiebetür 1 wiedergegeben. Mann erkennt die linke obere Ecke 2 der Außenseite 3 eines Türblatts 4. Die Schiebetür 1 dient zum Verschließen einer Türöffnung 5 eines Kühlraums. Die Türöffnung 5 wird von einer Zarge 6 eingerahmt. Die Schiebetür 1 weist in der Darstellung gem. Fig. 1 durch eine Abdeckung 7 verdeckte Laufrollen auf, welche an der Oberseite 8 des äußeren Schenkels 9 einer querschnittlich V-förmigen Laufschiene 10 aufsitzen.

Damit die Schiebetür 1 in geschlossenem Zustand die Türöffnung 5 dicht abschließt, fährt sie in die Öffnung 5 hinein. Diese etwa lotrecht zum Türblatt 4 gerichtete Bewegung wird dadurch bewirkt, daß der außenliegende Schenkel 9 der V-förmigen Führungsschiene 10 einander entsprechende Vertiefungen 11 aufweist, in die je eine Laufrolle bei entsprechender Position der Schiebetür 1 hineinrollt. Durch die V-Form der Führungsschiene 10 führt die Schiebetür 1 hierbei eine entsprechende, schräge Versetzungsbewegung aus. Diese Bewegung umfaßt einerseits eine etwa lotrecht zum Türblatt 4 gerichtete Bewegungskomponente, die das Hineinfahren in die Türöffnung 5 und damit das dichte Schließen der Schie-

betür 1 bewirkt. Andererseits hat die Neigung des äußeren Schenkels 9 der Führungsschiene 10 zur Folge, daß die Schiebetür 1 beim Hineinfahren in die Vertiefung 11 um einige cm abgesenkt wird.
5

Die Schiebetür 1 befindet sich im geschlossenen Zustand daher in einer sehr stabilen Position. Beim Öffnen der Schiebetür 1 muß das Türblatt 4 zunächst um einen entsprechenden Betrag angehoben werden, um aus dieser stabilen Position herausbewegt zu werden. Hierfür ist aufgrund der Hangabtriebskraft an der geneigten Kante 12 der Vertiefung 11 eine deutlich höhere Verfahrkraft aufzubringen als während der anschließenden Verfahrphase, während der die Laufrollen auf der horizontalen Oberkante 8 der Führungsschiene 10 entlangrollen und demgemäß ausschließlich Reibungskkräfte zu überwinden sind.

Der Antrieb der Schiebetür 1 erfolgt mittels einer im oberen Bereich des Türblatts 4 angeordneten Zahnstange 13, in die ein mit einem Elektromotor 14 angetriebenes Zahnrad 15 eingreift. Wenn die Kopplung zwischen der Linearbewegung des Türblatts 4' und der Drehbewegung des Elektromotors 14 durch ein Getriebe mit konstanter Übersetzung vorgegeben wird, muß der Elektromotor 14 für die erhöhte Anfahrkraft ausgelegt werden, welche zum Herausfahren des Türblatts 4 aus den Vertiefungen 11 aufgebracht werden muß. Aufgrund des hohen Gewichts der Schiebetür 1 steht eine solche Überdimensionierung jedoch in keinem Verhältnis zu der Antriebsleistung, die während des horizontalen Verfahrens der Schiebetür 1 notwendig ist.

In Figur 2 ist ein erfindungsgemäßes Zahnstangen/Zahnradgetriebe 16 dargestellt. Dieses umfaßt zusätzlich zu den während der Verfahrphase der Schiebetür 1 mit-

ig

einander in Eingriff stehenden Zahnelemente, nämlich Antriebszahnrad 15 und Antriebszahnstange 13, ein eigenes Anfahrgetriebe, bestehend aus einem mit der Antriebswelle 17 des Elektromotors 14 drehfest gekoppelten Anfahrzahnkranz 18 sowie einer mit dem Türblatt 4 starr verbundenen Anfahrzahnreihe 19.

Der Anfahrzahnkranz 18 ist parallel zum Antriebszahnrad 15 ausgerichtet und diesem gegenüber in Längsrichtung der Antriebswelle 17 versetzt angeordnet. Die mit dem Anfahrzahnkranz 18 kämmende An fahr&zgr;ahnreihe 19 ist dementsprechend ebenfalls in Längsrichtung der Antriebswelle 17 gegenüber der Antriebszahnstange 13 versetzt an dem Türblatt 4 befestigt. Zwischen der Antriebszahnstange 13 und der Anfahrzahnstange 19 ist darüber hinaus in Richtung der Antriebswelle 17 ein Abstand vorgesehen, damit jeglicher unbeabsichtigter Eingriff zwischen Antriebszahnrad 15 und Anfahrzahnreihe 19 einerseits sowie Anfahrzahnkranz 18 und Antriebszahnstange 13 andererseits zuverlässig ausgeschlossen ist.

Wie Figur 3 zu entnehmen ist, ist der Anfahrzahnkranz 18 dadurch entstanden, daß ein an seiner äußeren Mantelfläche mit Zähnen besetzter Kreisring entlang seines Durchmessers in zwei Hälften zersägt wurde. Der Außendurchmesser des zugrundeliegenden Kreisrings ist einerseits kleiner als der Durchmesser des Antriebszahnrads 15, andererseits größer als dessen Radius. Dieser Zahnkranz 18 ist mit mehreren gleichmäßig über seinen Umfang verteilten Befestigungsschrauben 20 an einer Stirnseite 21 des Antriebs zahnrads 15 angeschraubt. Der Zahnkranz 18 ist dabei gegenüber der Antriebswelle 17 exzentrisch angeordnet, und zwar so, daß ein endseitiger Zahn 22 des Zahnkranzes 18 bezüglich der Antriebswelle 17 radial am weitesten außen liegt und etwa mit

einem Zahn 31 des Antriebszahnrads 15 fluchtet. Dies bedingt eine Anordnung des Zahnkranzes 18, bei der eine gedachte, durch die miteinander fluchtenden Stirnseiten 23, 24 aufgespannte Ebene das Antriebszahnrad 15 in zwei etwa gleich große Teile unterteilt. Der Zahnkranz 18 ist jedoch um seinen mit einem Zahn 31 des Antriebs zahnrads 15 fluchtenden Zahn 22 derart zurückgedreht, daß die auf den Zahn 22 folgenden Zähne besonders schnell gegenüber den Zähnen 31 des Antriebszahnrads 15 zurückweichen. Hierdurch ergibt sich eine Anordnung, bei der eine von der mit Zähnen besetzten Umfangsflache des Zahnkranzes 18 und von der durch die miteinander fluchtenden Stirnflächen 23, 24 aufgespannten Ebene definierte Mantelfläche die Antriebswelle 17 etwa vollständig umschließt. D.h., die von den Stirnflächen 23, 24 des Zahnkranzes 18 aufgespannte Ebene fällt nicht mit einer durch die Längsachse der Antriebswelle 17 verlaufenden Symmetrieebenen des Antriebszahnrads 15 zusammen.

Der Innendurchmesser 25 des an seiner äußeren Mantelfläche mit Zähnen besetzten Kreisrings, aus dem der Zahnkranz 18 durch Halbierung "entstanden ist, ist größer als die Summe aus dem Abstand 26 der Längsachse 27 des Zahnkranzes 18 von der Längsachse 28 der Antriebswelle 17 und deren Radius.

Hierdurch wird gewährleistet, daß die die Antriebswelle 17 aufnehmende Ausnehmung 29 in dem Antriebszahnrad 15 durch den Zahnkranz 18 nicht verdeckt wird. Sind ist es einerseits möglich, das Antriebszahnrad 15 durch eine axial in die Antriebswelle 17 eingeschraubte Befestigungsschraube 30 - gegebenenfalls unter Zuhilfenahme einer Unterlegscheibe 53 - in axialer Richtung unverrückbar festzulegen; andererseits ist es auch denkbar, die Antriebswelle 17 über die Stirnseite 21 des Antriebszahnrads 15 hinaus zu verlängern

und in einem zweiten, ortsfesten Gegenlager zu stabilisieren.

Aufgrund der miteinander kämmenden Zähne 31, 32 des Antriebszahnrads 15 einerseits sowie der Antriebszahnstange 13 andererseits ist jeder Position des Türblatts 4 genau ein immer gleichbleibender Drehwinkel des Antriebszahnrads 15 zugeordnet. Der Anfahrzahnkranz 18 kann dah.er so angeordnet werden, daß der in Anfahrdrehrichtung 33 der Antriebswelle 17 gesehen zuletzt in Eingriff gelangende und aufgrund der Exzentrizität des Zahnkranzes 18 am weitesten außen liegende Zahn 22 des Zahnkranzes 18 mit einem der letzten Zähne 34 in dem der Antriebszahnstange 13 zugewandten Endbereich 35 der Anfahrzahnreihe 19 kämmt.

Während eines Anfahrdurchgangs kämmen somit zunächst die bezüglich der Antriebswelle 17 am weitesten innen liegenden Zähne 36 des AnfahrZahnkranzes 18 mit der am Türblatt 4 angeordneten Zahnreihe 19. Im Laufe der Drehung der Antriebswelle 17 rollt der Zahnkranz 18 auf der Anfahrzahnreihe 19 ab. Mit zunehmendem Drehwinkel nimmt dabei, der radiale Abstand der kämmenden Zähne des AnfahrZahnkranzes 18 bezüglich der Mittelachse 28 der Antriebswelle 17 von einem Minimalwert im Bereich der zunächst in Eingriff stehenden Zähne 36 bis zu einem Maximalwert bei dem letzten, in Eingriff gelangenden Zahn 22 zu.

Um diesen zunehmenden Abstand der Zähne 36, 22 von der ortsfesten Mittelachse 28 der Antriebswelle 17 zu kompensieren, ist die Anfahrzahnreihe 19 von ihrem der Antriebszahnstange 32 benachbarten Endbereich 35 aus gesehen von dem Türblatt 4 weg und auf die Antriebswelle 17 zu geneigt. Hierdurch ist ein vom Drehwinkel des Anfahrzahnkranzes 18 unabhängiger Formschluß zwischen den Zähnen 36, 22

des Zahnkranzes 18 und den Zähnen 34 der Anfahr zahnreihe 19 gewährleistet.

Wäre die Anfahrzahnreihe 19 von ihrem niedrigen Endbereich 35 bis zum erhöhten Endbereich 37 vollständig geradlinig, müßte sich die bezüglich der Längsachse 27 des Zahnkranzes 18 exzentrische Mittelachse 28 der Antriebswelle 17 entlang der Zahnreihe 19 auf einer Kurve bewegen, die einem Ausschnitt aus einer verkürzten Zykloide entspricht. Da die Antriebswelle 17 aber ortsfest ist, ist sie nicht in der Lage, eine solche Zykloidenbewegung auszuführen. Daher muß die Form der Zahnreihe 19 so gewählt werden, daß die Zykloidenkurve gerade eben kompensiert wird. In dem besonderen Anwendungsfall einer Schiebetür 1 für einen Kühlraum, welche zum dichten Verschließen in eine hierfür vorgesehene Türausnehmung 5 hineinfährt und dabei eine lotrecht zur Ebene des Türblatts 4 gerichtete Versetzungsbewegung 46 ausführt, addiert sich zu der zu kompensierenden Zykloidenbewegung noch diese Versetzungsbewegung 46 des Türblatts 4, die durch die Form der Vertiefung 11 in der V-förmigen Führungsschiene 10 vorgegeben ist. Andererseits ,ist die Form der Vertiefung 11 in gewissen Grenzen willkürlich wählbar und kann somit zusätzlich zur Kompensation der Zykloidenbewegung herangezogen werden.

In dem gezeichneten Ausführungsbeispiel führt dies dazu, daß mit einer Form der Zahnreihe 19 zufriedenstellende Ergebnisse erzielt werden, die aus zwei Zahnreihenabschnitten 38, 39 zusammengesetzt ist, wobei deren Längsachsen 40, 41 einen Schnittpunkt 42 bilden, wodurch sich ein Knick der Zahnreihe 19 ergibt. Die Längsachsen 40, 41 schließen dabei einen sehr kleinen Winkel 43 von etwa 2-5° ein. Der Knick 42 befindet sich ungefähr in dem Bereich der Zahnreihe 19, der mit denjenigen Zähnen 36 des Zahnkranzes 18 kämmt, wel-

ehe auf der von den zueinander parallelen Längsachsen 27, 28 des Anfahr Zahnkranzes 18 und des Antriebs Zahnrads 15 aufgespannten Ebene 44 liegen. Diese Zähne 36 des Anfahrzahnkranzes 18, welche der Ebene 44 benachbart sind, weisen den geringsten Abstand zur Längsachse 28 der Antriebswelle 17 auf. Zur Stirnseite 24 des Anfahrzahnkranzes 18 erhöht sich der Abstand der Zähne 45 von der Antriebswelle 17, so daß aus diesem Grund hier eine geringere Neig&mgr;ng des Anfahrzahnreihensegments 39 erforderlich ist. Daß das Zahnreihensegment 39 trotz des zur Stirnseite 24 hin zunehmenden Radius der Zähne 45 des Anfahrzahnkranzes 18 in Bezug auf die Achse 28 des Antriebszahnrads 15 zum Endbereich 37 hin weiterhin ansteigt, ist darauf zurückzuführen, daß in diesem Bereich das Türblatt 4 aufgrund der Vertiefungen 11 in der Führungsschiene 10 eine lotrecht zum Türblatt 4 gerichtete Schließbewegung 46 ausführt. Diese Versetzungsbewegung 46 ist in dem betreffenden Bereich so groß, daß die Zunahme des Radius des Anfahrzahnkranzes 18 überkompensiert wird und eine zusätzliche Steigung des betreffenden Anfahrzahnabschnitts 39 erforderlich ist, um zwischen den betreffenden Zähnen 45, 34 eine formschlüssige Verbindung aufrecht zu erhalten.

Aufgrund der Neigung der Zahnreihe 19 ist diese auf einem etwa keilförmigen Grundkörper 47 angeordnet, deren Rückoder Grundseite 48 auf dem Türblatt 4 bündig anliegt und dadurch mit der Unterseite 49 der Antriebszahnstange 13 fluchtet. Der die Zahnreihe 19 tragende, keilförmige Grundkörper 47 ist mit Befestigungsschrauben 50 an dem Türblatt 4 festgeschraubt, welche in mit Innengewinde versehene Bohrungen 51 an der Grundseite 48 des keilförmigen Elements 47 eingreifen. Um den Abstand der Zahnreihe 19 zur ortsfesten Antriebswelle 17 genau justieren zu können, ist zwischen

dem Türblatt 4 und dem keilförmigen Element 47 ein Blech 52 variabler Dicke untergelegt.

Wenn die Schiebetür 1 geschlossen und demnach das Türblatt 4 vollständig in die Türausnehmung 5 hineingefahren ist, befindet sich das Getriebe 16 in dem in Figur 3 dargestellten Zustand und der Elektromotor 14 ist bei diesem Drehwinkel stillgesetzt. Wenn nun die Schiebetür 1 geöffnet werden soll, wird der Elektromotor 14 in Drehung 33 versetzt.

Zunächst befinden sich nur der Anfahrzahnkranz 18 und die Anfahrzahnreihe 19 in Eingriff. Die Zähne 45, 36 des Anfahrzahnkranzes 18 haben einen sehr kleinen Abstand zur Antriebswelle 17, so daß die relativ hohe Anfahrkraft mit einem relativ kleinen Hebel an der Antriebswelle 17 angreift und nur ein geringes Anfahrdrehmoment benötigt, welches dem Elektromotor 14 keine erhöhte Leistung abverlangt. Während sich nun der Anfahrzahnkranz 18 auf der Anfahrzahnreihe 19 abwälzt, fahren die Laufrollen der Schiebetür 1 an der geneigten Kante 12 der Vertiefung 11 in der Führungsschiene 10 hoch. Sobald die Steigung 12 überwunden ist, bewegt sich die Schiebetür 1 horizontal auf der Oberkante 8 der Führungsschiene 10 entlang, so daß von dem Elektromotor 14 nur noch die auftretenden Reibungskräfte überwunden werden müssen. Aus diesem Grund vergrößert sich während der folgenden Drehbewegung 33 des AnfahrZahnkranzes 18 der Radius der mit der Zahnreihe 19 in Eingriff stehenden Zähne 36, 22 kontinuierlich bis auf den Radius des Antriebszahnrads 15. Sobald der letzte Zahn 22 des Anfahrzahnkranzes 18 mit einem Zahn 34 der Anfahrzahnreihe 19 in Eingriff ist, beginnt das Antriebszahnrad 15 mit der Antriebszahnstange 13 zu kämmen. Aufgrund dessen erhöhten Radius wird die Schiebetür 1 nun mit der normalen Geschwindigkeit verfahren. Die hierbei auftretenden Reibungskräfte sind so gering, daß sie trotz des größeren Hebelarms ein von dem Elektromotor 14 mühelos

&phgr; &phgr;&phgr; &phgr; &phgr;&phgr; ·· &phgr;&phgr;&phgr;&phgr;

_oc ΦΦΦ· &phgr;&phgr;&phgr;&phgr;&phgr;&phgr; &phgr;

25 &phgr; &phgr;&phgr; &phgr; &phgr; &phgr; · &phgr;

&phgr;&phgr;&phgr;&phgr; &phgr; &phgr; &phgr; &phgr;&phgr;&phgr; &phgr;

&phgr;&phgr;· · &phgr; &phgr;&phgr;&phgr;

&phgr;&phgr; &phgr;&phgr;

aufzubringendes Drehmoment auf die Antriebswelle 17 ausüben.

Claims (23)

SCHUTZANSPRÜCHE

1. Mechanische Anfahrhilfe für Linearantriebe mit einer Zahnstange zur Umwandlung der Drehbewegung eines mit einem Antriebsmotor gekoppelten Zahnrads in eine Linearbewegung, vorzugsweise zum Antrieb von Schiebetüren, gekennzeichnet durch ein mit dem Antriebs zahnrad (15) starr verbundenes, diesem gegenüber axial versetztes Anfahrzahnrad (18) geringeren Durchmessers, dessen Längsachse (27) parallel zur Längsachse (28) des Antriebszahnrads (15) ausgerichtet ist und das während des Anfahrens mit einer Anfahrzahnreihe (19) kämmt, die an einem Endbereich der Antriebszahnstange (13) in Längsrichtung der Antriebswelle (17) des Antriebszahnrads (15) versetzt angeordnet ist.

2. Anfahrhilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen (27, 28) der Zahnräder (18, 15) voneinander beabstandet sind.

3. Anfahrhilfe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (26) der parallelen Längsachsen (27, 28) beider Zahnräder (18, 15) kleiner oder gleich der Differenz ihrer Radien ist.

4. Anfahrhilfe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (26) der parallelen Längsachsen (27, 28) beider Zahnräder (18, 15) kleiner als der Radius des Anfahrzahnrads (18) ist.

5. Anfahrhilfe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (22) des Anfahrzahnrads (18) mit dem größten Abstand zur An-

triebswelle (17) mit dem der Antriebszahnstange (18) zugewandten Endbereich (35) der Anfahrzahnreihe (19) in Eingriff gelangen.

6. Anfahrhilfe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anfahrzahnreihe (19) eine gestreckte Form mit zumindest abschnittsweise geraden Längsachsen (40, 41) aufweist, insbesondere aus geraden Zahnreihenabschnitten (38, 39) zusammengesetzt ist.

7. Anfahrhilfe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse(n) (40, 41) der Anfahrzahnreihen (abschnitte) (38, 39) in der Ebene des Anfahrzahnrads (18) liegt (liegen) und innerhalb dieser Ebene gegenüber der Längsachse der Antriebszahnstange (13) auf die Antriebswelle (17) zu geneigt ist (sind).

8. Anfahrhilfe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anfahrzahnreihe (19) auf einer Keilrampe (47) angeordnet ist, deren Rückseite (48) mit der Rückseite (49) der Antriebszahnstange (13) fluchtet.

9. Anfahrhilfe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anfahrzahnreihe (19) mit der Keilrampe (47) einstückig ausgebildet ist.

10. Anfahrhilfe nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit genau einer Anfahrzahnreihe (19)/ dadurch gekennzeichnet, daß das Anfahrzahnrad (18) als etwa halbkreisförmiges Zahnradsegment ausgebildet ist.

11. Anfahrhilfe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Zahn (22) an dem radial außen liegenden

Ende (23) des etwa halbkreisförmigen Anfahrzahnradsegments (18) etwa mit einem Zahn (31) des Antriebszahnrads (15) fluchtet.

12. Anfahrhilfe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Zähnen (22, 36, 45) besetzte Mantelfläche des halbkreisförmigen Anfahrzahnradsegments (18) die Antriebswelle (17) entlang eines Zentrums^winkels von mehr als 180°, vorzugsweise etwa 200°, umgibt.
10

13. Anfahrhilfe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anfahrzahnreihe (19) in zwei Segmente (38, 39) unterteilt ist, deren Längsachsen (40, 41) in der Ebene des Anfahrzahnrads (18) liegen und innerhalb von dieser Ebene einen Winkel (43) miteinander einschließen.

14. Anfahrhilfe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne im Bereich des dadurch gebildeten Knicks

(42) zwischen den beiden Anfahrzahnrexhensegmenten (38, 39) mit demjenigen Teil (36) des Anfahrzahnradsegments (18) in Eingriff stehen, der den minimalen Abstand zur Drehachse (28) des Antriebs zahnrads (15) aufweist.

15. Anfahrhilfe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Anfahrzahnrad(segment) (18) mit mehreren Befestigungsschrauben (20) an einer Stirnseite (21) des Antriebszahnrads (15) angeschraubt ist.

16. Anfahrhilfe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Anfahrzahnrad(segment) (18) als Zahnkranz(segment) mit einem Innendurchmesser

(25) ausgebildet ist, der größer ist als die Summe aus dem Abstand (26) der Längsachsen (27, 28) der beiden Zahnräder (18, 15) und dem Radius der Antriebswelle (17).
5

17. Vorrichtung zum Antrieb für eine Schiebetüre (1) auf einer V-förmigen Führungsschiene (10), deren einer V-Schenkel (9) am Ende eine Vertiefung (11«) aufweist, die eine schräge Schließbewegung der Schiebetüre (1) in den Türrahmen *(6) hinein hervorruft, mit einer Zahnstange (13), mit der ein Zahnrad (15) in Eingriff steht, das von einem ortsfesten Elektromotor (14) angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnstangen/Zahnradgetriebe (16) zweigängig bzw. zweistufig ausgeführt ist.

18. Zahnstange für eine Anfahrhilfe und/oder Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Keilrampensegement (47), auf dessen schräg verlaufender Fläche ein oder mehrere Zähne (34) zur Bildung der Zahnreihe (19) aneinandergereiht sind.

19. Zahnstange nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß auf der schräg verlaufenden Fläche der Keilrampe

(47) eine oder mehrere an sich geradlinige Zahnstange (n) befestigt ist (sind).

20. Zahnstange nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Keilrampensegment (47) und die Zahnreihe (19) miteinander einstückig ausgebildet und/oder baulich integriert sind.

21. Zahnstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnreihe (19) über einen Knick (42) verläuft.

22. Zahnstange nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der niedrigste Bereich (35) des Keilrampensegments (47) etwa der Höhe handelsüblicher Zahnstangen (13) entspricht. _e

23. Zahnstange nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß an der Grund- oder Rückseite (48) der Keilrampe (47) mit Innengewinde versehene Befestigungsbohrungen (51) angeordnet sind.