驱动装置 【技术领域】
本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的驱动装置。
背景技术
这种驱动装置可以典型地构成为推进主轴驱动器、主轴往复驱动器等。该驱动装置尤其可以构成为转门驱动器，其中借助于构成为带传动装置的马达的驱动器驱动用于关闭和打开转门的主轴。这种用于关闭大厅入口等的转门具有若干平方米的数量级的较大面积。与此相应地，这种门对于风构成大的作用面，通过风可以将大的力施加到门上。通过在门的关闭棱边上的外力作用也可以将非常大的力作用到驱动器上。
在这种形式的驱动装置中已知的是，在产出现这种力时执行紧急停止，以便因此使门暂停并且从而必要时避免带来危险的门运动。例如在出现强风暴时门继续遭受外力。这种力通过门和主轴传递并且会导致驱动器的损坏。
为了避免这种损坏，驱动器针对出现的最大力设计。在典型的门、尤其是转门中产生极高的力，所述力典型地可以达到50kN。对于该载荷设计的驱动器具有不期望地高的结构体积并且与此相应地在制造方面是昂贵的。
【发明内容】
本发明的目的在于，提出一种按开头所述类型的驱动装置，该驱动装置可以在较小的结构体积的情况下廉价地制造并且同时对于外部作用的力是不敏感的。
为了解决该目的设置了权利要求1的特征。本发明的有利的实施形式和适宜的进一步方案在从属权利要求中描述。
本发明的驱动装置包括一个由驱动器驱动的主轴，该主轴用于操作一个操作单元。设置一些与主轴固定连接的支撑机构，所述支撑机构可以朝一弹簧支承装置运动。当超过预给定的最大值的力作用到主轴上时，该弹簧支承装置压缩并且支撑机构被压靠到一个固定的止挡上。因此驱动器与该力脱联。
因此，在本发明的驱动装置中有效且可靠地防止驱动器的部件受到作用在操作元件上的外力。
本发明驱动装置的机械式保护原理的依据是，该驱动装置的主轴可以通过弹簧支承装置沿轴向方向运动。弹簧支承装置的弹簧力在此这样设计，使得在出现作用到操作元件并且从而作用到主轴上的力(该力位于一个确定的最大值以上)时实现弹簧支承装置的压缩，由此一个支撑机构压靠到一个止挡上。通过支撑机构在止挡上的力锁合的连接，作用的外力经由作为驱动装置的固定的组成部分的止挡导出并且从而不再作用到驱动机构的部件上，使得防止该驱动器受到损坏。该止挡有利地是壳体的组成部分，具有弹簧支承装置的轴承集成在该壳体中。壳体具有所需的稳定性，以便实现外力的完全导出，而不会由此使壳体自身损坏。因为用于接收驱动装置的部件所需的壳体可以同时用于构成所述用于支撑机构的止挡，所以本发明的驱动装置具有一个廉价的且紧凑的结构。这种优点如下地被进一步加强，即支撑机构以可安装在主轴上的支撑盘的形式可以简单且廉价地制造。
本发明的驱动装置的一个重要的优点在于，在该驱动装置中不仅对于推力而且对于拉力(这些力作用到主轴上)都能实现防护。这在本发明的一种尤其有利的实施形式中如下地实现，即轴承(主轴可旋转地支承在该轴承中)在主轴的纵向方向上支承在两个构成弹簧支承装置的弹簧组之间。通过该轴承的对称的、两侧的弹簧支承装置，主轴在出现推力和拉力时可以沿两个纵向方向运动地被支承。根据两侧的弹簧支承装置，也设置两个与主轴固定地连接的支撑盘作为支撑机构，所述支撑盘分别可以朝单独的止挡引导。这些止挡特别有利地由壳体的端面构成。该机械的保护装置的部件优选相对于一个垂直于主轴纵轴线的对称平面对称地构成，使得外部的推力和拉力能够以相同的方式通过壳体导出以保护驱动器。
本发明驱动装置的另一有利的构型在于，在弹簧支承装置压缩时支撑机构摩擦锁合地靠触在止挡上。因此在出现机械的过载情况中也避免转矩由主轴到驱动器的部件上的不期望的传递。
因为在本发明的驱动装置中出现的、位于预给定的最大值以上的推力和拉力都可以通过驱动装置的固定的部件导出并且从而不作用到驱动器的部件上，所以驱动器不必再针对出现的最大力进行设计，而是可以通过合适地预给出最大值、也就是说通过合适地确定弹簧支承装置的弹簧力而针对该驱动器的额定功率进行设计。这对于该驱动装置被使用来操作转门等的情况意味着该驱动器的最大力(驱动器必须针对该最大力进行设计)降低了直至一个十的幂。与此相应地可以明显减少驱动器的结构体积，这导致驱动装置的制造成本的显著降低。
利用通过这种方式设计的驱动装置，该驱动装置在其正常运行时被用于操作一个操作元件、尤其是用于打开和关闭转门。在出现超过驱动器的额定力矩的转矩时，出于安全原因进行一个紧急停止，该紧急停止在转门形式的操作元件的情况下导致转门的暂停。如果例如由于风暴而有外部的推力或者拉力(所述力位于由弹簧支承装置预给定的最大值以上，该最大值优选近似等于驱动器的额定力)作用到转门上并且从而作用到主轴上，那么本发明的过载方向通过弹簧支承装置的压缩响应。由此使一个支撑机构靠触在止挡上并且通过该止挡导出该外力。
在此，在一特别有利的实施形式中，驱动器的保持力矩显著大于其额定力矩。在此，该保持力矩确定了驱动器的自锁，也就是说，该保持力矩确定了一个外转矩的临界值，在该外转矩时处于静止状态的驱动器又启动并且开始旋转。通过本发明的按如下方式的尺寸确定，即保持力矩显著大于驱动器的额定力矩(该额定力矩同时相应于通过弹簧支承装置预给定的最大值)，将保证，在出现外部的推力或者拉力时支撑机构压靠到止挡上，由此在驱动器的保持力矩被超过之前该驱动器得到保护。因此，利用本发明的驱动装置可以在出现外力的情况下避免处于紧急停止下的驱动器的不期望的、可能甚至会带来危险的反向运转。
【附图说明】
下面借助于在附图中示出的实施例解释本发明。
图1示出一个驱动装置1。
【具体实施方式】
附图示出一个驱动装置1，借助于该驱动装置打开和关闭的一个未示出的、作为操作元件的转门。该驱动装置1包括一个被构造为带传动装置的马达的电驱动器，该驱动器集成在一个马达壳体2中。该马达壳体2支承在一个托架(Konsole)上，该托架由固定在基板4上的杆元件3构成。在基板4的底部上通出一个由钢制成的附件(Anbaustück)5，驱动装置1借助于该附件固定在门柱或类似物上。
用所述驱动器驱动一个构成为丝杠的主轴6。在此，该主轴6借助于该驱动器绕该主轴的纵轴线作旋转运动。根据主轴6的旋转方向的不同情况，转门被打开或者关闭。另一丝杠7平行于所述被驱动的主轴6延伸，一个用于转门的终端控制的终端开关8设置在该丝杠7上。
所述驱动器通过一个离合器9联接到主轴6上。可选择地，主轴6可以形锁合地、固定地联接到该驱动器上。离合器9包括一个离合器罩10，该离合器罩安装在一个在马达壳体2上通出的轴段11上。为此，离合器罩10具有一个中心孔，轴段11被导入在该孔中。一个具有一垫片11b的螺钉11a拧入到该轴段的自由端中。该螺钉11a用于将离合器9固定在轴段11上。一个杠杆12支承在离合器罩10上。通过杠杆12的摆动可以使离合器罩10在轴段11上沿其纵向方向运动。离合器9具有一个离合器支架13作为其它的部件，一个摩擦片14固定在该离合器支架上。通过操作杠杆12可以打开离合器9。为此，杠杆12这样摆动，以便实现离合器9的脱开，也就是说离合器罩10与马达壳体2一起沿负x方向运动，使得该离合器罩不再与摩擦片14配合。离合器9的关闭通过弹簧F实现，该弹簧使得离合器罩10压靠到具有摩擦片14的离合器支架13上。
主轴6可旋转地支承在一个构成为球轴承15的轴承中。球轴承15集成在构成一个轴承壳体16的壳体中。如由图中可见的那样，轴承壳体16具有一个沿轴向方向延伸的中心孔，主轴6在该孔中被导向。轴承壳体16固定地与所述托架连接并且由此构成一个固定地支承在该托架上的单元。轴承壳体16具有一个沿圆周方向延伸的壳体套17和在其端面上的平坦的壳体壁18a、b。端面的壳体壁18a、b分别在一个垂直于主轴6的纵轴线定向的平面中延伸。
在主轴6的纵向侧的端部上设置一个自由空间19，一个用于附加地固定主轴6的锁紧螺母可以置入到该自由空间中。在轴承壳体16的背离马达壳体2的端面上连接着另一壳体元件20，该壳体元件沿轴向方向由主轴7和丝杠7穿过。终端开关位于该壳体元件20中。
如由图中可见的那样，球轴承15在其轴向方向上支承在构成弹簧支承装置的两个弹簧组21a、b之间。在此，每个弹簧组21a、b支承在球轴承15的端面与轴承壳体16的端面的壳体壁18a、b的内面之间。通过该弹簧支承装置，主轴6沿轴向方向可运动地支承在轴承壳体16中。
两个支撑盘22a、b旋拧在主轴6上。每个支撑盘22a、b具有一个柄23a、b，该柄具有一个圆柱形的孔，该孔由主轴6穿过。支撑盘22a、b利用各自的柄23a、b拧紧到主轴6上。在每个支撑盘22a、b的柄23a、b上连接着一个圆盘段22a、b，该圆盘段构成各自的支撑盘22a、b的另一组成部分。这些圆盘段24a、b分别在垂直于主轴6的纵轴线定向的平面中延伸。在图中示出主轴6在没有外力影响下的位置。在这种状态中，支撑盘22a、b的圆盘段24a、b分别与轴承壳体16的端面的壳体壁18a、b的平坦的外表面间隔较小的距离。如由图中进一步可见的那样，支撑盘22a、b的柄23a、b各具有一个肩25a、b。这些肩25a、b构成靠触面，支撑盘22a、b的柄23a、b利用所述靠触面分别靠触在球轴承15的端面上。在壳体壁18a、b上的圆盘段24a、b的靠触面的构造和柄23a、b的构造方面，支撑盘22a、b相同地构成并且与弹簧组21a、b和球轴承15一起构成一个相对于轴承壳体16的赤道平面镜像对称的结构。此外，离合器支架13设置在向着马达壳体2的支撑盘22a上，该离合器支架与该支撑盘构成单件式的。
与弹簧支承装置共同作用的支撑盘22a、b以及轴承壳体16的端面的用作用于支撑盘22a、b的止挡的壳体壁18a、b构成机械的过载保护，该过载保护在外部的推力或者拉力作用到主轴6上时避免驱动器的损坏。
当作用到主轴6上的拉力或者推力超过一个由弹簧组21a、b的尺寸预给定的最大值时，该机械的保护装置就响应。因为在当前的情况下，在球轴承15两侧的弹簧组21a、b相同地构成，所以所述用于出现的推力和拉力的最大值是一样大的。该最大值适配于驱动器的额定牵引力。所述构成为带传动装置的马达的驱动器具有一个保持力矩，该保持力矩显著位于其额定力矩以上。
在驱动装置1正常运行时，通过驱动器使主轴6作旋转运动，因此打开或者关闭转门。在此，支撑盘22a、b以其圆盘段24a、b与轴承壳体16的端面的壳体壁18a、b间隔距离，使得主轴6可以通过驱动器旋转。
当出现一个作用到转门和主轴6上的力(该力超过驱动器的额定牵引力)时，为了避免危险情况执行一个停止，也就是说，驱动器停止并且中止转门。即使在转门静止时，通过风暴等也可以将很大的力作用到转门并且从而作用到主轴6上。在这样的拉力或者推力作用到主轴6上时使用该用于保护驱动器的部件的机械式保护装置。
首先对于拉力作用到主轴6上的情况解释该保护装置的功能方式。在图中所示的结构中，该拉力沿正x方向作用。通过该拉力导致主轴6沿正x方向的轴向运动。通过主轴6的该运动，支撑盘22a的肩25a压靠到球轴承15上，因此使沿力方向位于其后的弹簧组21b压缩。通过弹簧组21b的压缩，支撑盘22a以其圆盘段24a压靠到作为止挡的壳体壁18a上。因此在支撑盘22a和壳体壁18a之间存在力锁合和摩擦锁合的连接。这导致：所述出现的拉力不是传递到驱动器的部件上，而是通过轴承壳体16和所述托架导出。从而驱动器被完全保护以免遭受所述出现的拉力。因为支撑盘22a摩擦锁合地靠触在构成止挡的壳体壁18a上，所以也避免将转矩传递到驱动器上。
因为驱动器的保持力矩明显大于其额定力矩(由弹簧组21a、b预给定的最大值也适配于该额定力矩)，所以保证，支撑盘22a已经在远远低于保持力矩的转矩时可靠地靠触在由壳体壁18a构成的止挡上。因此在支撑盘22a与轴承壳体16上的止挡之间的这样构成的力锁合的连接也防止驱动器的不期望的启动，因为出现的外部转矩绝不会超过所述确定驱动器的自锁的保持力矩。
在出现沿负x方向作用的推力时，主轴6相应地沿负的x方向移动。由此支撑盘22b的柄23b的肩25b施加一个力到球轴承15上，因此在这种情况中弹簧组21a压缩。在这种情况下，通过弹簧组21a的压缩，支撑盘22b用圆盘段24b压靠到由壳体壁18b构成的止挡上，因此作用的力又通过轴承壳体16和所述托架导出并且驱动器的部件被保护以免遭受所述作用力。
附图标记表
1 驱动器
2 马达壳体
3 杆元件
4 基板
5 附件
6 主轴
7 丝杠
8 终端开关
9 离合器
10离合器罩
11轴段
11a 螺钉
11b 垫片
12杠杆
13离合器支架
14摩擦片
15球轴承
16轴承壳体
17壳体套
18a 壳体壁
18b 壳体壁
19自由空间
20壳体元件
21a 弹簧组
21b 弹簧组
22a 支撑盘
22b 支撑盘
23a 柄
23b 柄
24a 圆盘段
24b 圆盘段
25a 肩
25b 肩