Antriebseinheit mit Schlingfederbremse Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit mit einem Gehäuse, mit einer Antriebswelle, mit einer Abtriebswelle und mit einer Schlingfeder, wobei das eine Ende der Schlingfeder mit der Antriebswelle und das andere Ende der Schlingfeder mit der Abtriebswelle derart gekoppelt ist, dass bei nicht angetriebener Antriebswelle die Schlingfeder unter Vorspannung in radialer Richtung gegen die Innenfläche eines gehäuseseitigen Anlaufgliedes wirkt und dass bei angetriebener Antriebswelle die Schlingfeder gegen die Vorspannung zusammengezogen wird und die Wirkung gegen das Anlaufglied nachläßt.

Eine derartige Antriebseinheit ist aus der DE 34 449 46 AI bekannt geworden. Aufgrund der unter Vorspannung gegen das Anlaufglied wirkenden Schlingfeder wird eine Brems-bzw. eine Sperrwirkung erzielt. Dies verhindert ein Verdrehen der Abtriebs-bzw. der Antriebswelle bei nicht angetriebener Antriebswelle und bei auf die Abtriebswelle wirkenden Lasten.

Derartige Antriebseinheiten finden beispielsweise als Rohrmotoren zum elektrischen Antrieb von einer Wickelwelle eines Rollladens, einer Jalousie, einer Markise, eines Rollvorhangs, einer Rolltüre, eines Garagentores oder dergl.

Verwendung. Aufgrund der Sperrwirkung wird verhindert, dass der beispielsweise Rollladen aufgrund seines Eigengewichts die mit der Antriebswelle gekoppelte Wickelwelle abwickelt und den Rollladen eigentätig schließt.

Auch der DE 199 53 200 Al und der EP 0 810 347 A1 sind derartige Antriebseinheiten bekannt geworden.

Bei den bekannten Antriebseinheiten kann es beim Senkvorgang vorkommen, dass die Antriebswelle bzw. die Abtriebswelle die zu senkende Last überholt, wodurch die Schlingfeder aufgrund ihrer Vorspannung gegen das Anlaufglied wirkt und die Abtriebswelle sperrt. Dabei kann es zu einem ständigen Wechsel zwischen Lösen und Sperren zwischen Schlingfeder und Anlaufglied kommen, was als Slip-Stick-Effekt bezeichnet wird.

Zur Reduzierung des Slip-Stick-Effekts ist es denkbar, die Gleiteigenschaften zwischen Schlingfeder und Anlaufglied zu verbessern. Dies führt allerdings zu einer Verschlechterung der Bremswirkung. Einem sicheren Sperren der Antriebseinheit bei nicht angetriebener Antriebswelle wird damit unerwünschterweise entgegengewirkt.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, den Slip-Stick-Effekt ohne Verminderung der Bremswirkung zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird bei einer Antriebseinheit der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Innenfläche des Anlaufgliedes eine nach radial außen gerichtete Aufweitung aufweist.. Dies hat den Vorteil, dass eine größere Auflagefläche der Schlingfeder beim Entspannen der Schlingfeder gegen die Innenfläche des Anlaufgliedes wirkt. Insgesamt wird hierdurch ein weicheres Abbremsverhalten erzeugt und der Slip-Stick-Effekt erheblich reduziert. Das Abbremsen bzw. Sperren erfolgt im Vergleich zum bekannten Stand der Technik erfindungsgemäß weniger abrupt.

Vorteilhafterweise ist die Aufweitung des Anlaufgliedes in dem Bereich vorgesehen, der von der sich aufgrund der Vorspannung entspannenden Schlingfeder zuerst kontaktiert wird. Dies hat den Vorteil, dass die aktive Bremsfläche bzw. der Abschnitt der Schlingfeder, der zuerst gegen das Anlaufglied wirkt, vergrößert wird.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Aufweitung in axialer Richtung die Ebene, in der die Wicklung der Schlingfeder liegt, die mit der Antriebswelle und/oder Abtriebswelle gekoppelt ist. Dies ist dann von Vorteil, wenn die Schlingfeder aus ihrem zusammengezogenen Zustand aufgrund ihrer Vorspannung mit der Wicklung, die mit der Antriebswelle und/oder Abtriebswelle gekoppelt ist zuerst gegen die Innenfläche des Anlaufgliedes wirkt.

Vorteilhafterweise erstreckt sich die Aufweitung über den gesamten Innenumfang des Anlaufgliedes. Dies hat den Vorteil, dass ein weicheres Abbremsverhalten erreicht wird, unabhängig von einer denkbaren Verdrehung der Schlingfeder innerhalb des Anlaufgliedes.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich die Aufweitung in axialer Richtung über wenigstens eine Wicklung der Schlingfeder, wobei es sich bei den Wicklungen um die erste und/oder letzte Wicklung der Schlingfeder handeln kann. Diese Wicklungen der Schlingfeder wirken regelmäßig, insbesondere bei einer Schlingfeder mit einer zylindrischen Mantelfläche, aufgrund der Vorspannung zuerst gegen das Anlaufglied bzw. gegen die Aufweitung.

Vorteilhafterweise kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Länge der Schlingfeder in axialer Richtung der Länge des Anlaufgliedes entspricht, wobei wenigstens eine Aufweitung im Bereich wenigstens einer freien Kante des Anlaufgliedes vorhanden ist. Dies hat den Vorteil, dass die Bearbeitung des Anlaufgliedes auf einfache Art und Weise erfolgen kann, da die freie Kante des Anlaufgliedes gut zugänglich ist.

Ein vorteilhafter Aufbau des Anlaufgliedes ergibt sich dann, wenn das Anlaufglied spiegelsymmetrisch zu seiner Mittelquerachse und/oder zu seiner Mittellängsachse ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass das Anlaufglied in verschiedenen Richtungen montierbar ist. Die Gefahr eines Falscheinbauens wird dadurch verringert.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Aufweitung weitgehend zylindrisch ist. Eine derartige Aufweitung lässt sich fertigungstechnisch auf einfache Art und Weise realisieren.

Andererseits kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Aufweitung weitgehend konisch ist. Dies hat den Vorteil, dass die aktive Bremsfläche zwischen Schlingfeder und Anlaufglied groß gehalten werden kann, da aufgrund der konischen Ausbildung des Anlaufgliedes dieses optimal an die sich aufgrund der Vorspannung ausweitende Schlingfeder angepasst werden kann.

Die genannte Aufgabe wird außerdem bei einer eingangs beschriebenen Antriebseinheit erfindungsgemäß ebenfalls dadurch gelöst, dass wenigstens ein Abschnitt der Wicklung der Schlingfeder im entspannten Zustand nach radial innen zurückversetzt ist. Die Schlingfeder weist hier insbesondere eine in einer zylindrischen Ebene liegende Mantelfläche und das Anlaufglied eine zylindrische Innenfläche auf. Der entsprechende Abschnitt der Wicklung ist dann gegenüber dieser Mantelfläche nach innen zurückversetzt. Dies hat den Vorteil, dass das Abbremsverhalten der Antriebseinheit weicher wird, da nicht nur ein kleiner Teilbereich der Feder, sondern eine großflächige Auflage der Feder an dem Auflaufglied die Bremswirkung bewirkt.

Vorteilhafterweise ist der Abschnitt der Schlingfeder, der bei sich bei entspannender Schlingfeder zuerst gegen das Anlaufglied wirkt, nach radial innen zurückversetzt. Dies hat den Vorteil, dass die aktive Bremsfläche der Schlingfeder vergrößert wird und ein abruptes Abbremsen, was zu dem Slip-Stick-Effekt führt, unterbunden wird.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der nach radial innen zurückversetzte Abschnitt wenigstens an der ersten und/oder der letzten Wicklung der Schlingfeder vorgesehen ist. Insbesondere bei Schlingfedern mit in einer zylindrischen Ebene liegenden Mantelfläche wird die erste und/oder die letzte Wicklung der Schlingfeder bei sich entspannender Schlingfeder zuerst gegen das Anlaufglied wirken. Deshalb ist es vorteilhaft, gerade bei diesen Wicklungen den nach radial innen zurückversetzten Abschnitt vorzusehen.

Dabei ist denkbar, dass der nach radial innen zurückversetzte Abschnitt eine gesamte Wicklung der Schlingfeder umfasst. Ferner ist denkbar, dass der nach radial innen zurückversetzte Abschnitt auch die ersten beiden und/oder die letzten beiden Wicklungen der Schlingfeder umfassen kann.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dass die an der ersten und letzten Wicklung vorhandenen freien Endabschnitte der Schlingfeder nach radial innen gerichtet sind und mittel-und/oder unmittelbar mit der Antriebswelle und der Abtriebswelle zusammenwirken.

Derartige Federenden, die insbesondere auf die Mittellängsachse der Schlingfeder gerichtet sind, können auf einfache Weise mit den entsprechenden Wellen in Wirkverbindung gebracht werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben ist.

Es zeigen : Figur 1 bis 3 drei verschiedene Anlaufglieder einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit im Längsschnitt, Figur 4 das freie Ende einer Schlingfeder einer bekannten Antriebseinheit, Figur 5 das freie Ende einer Schlingfeder einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit und Figur 6 eine Schlingfeder einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit in Vorderansicht.

In, den Figuren 1 bis 3 sind drei verschiedene Anlaufglieder in Form von Bremsringen 10,12 und 14 dargestellt. Die Bremsringe 10, 12 und 14 sind bei erfindungsgemäßen Antriebseinheiten an dem Gehäuse der Antriebseinheit ortsfest verankert. Die Bremsringe 10,12 und 14 weisen jeweils eine Innenfläche 16 auf, gegen die eine in den Figuren 1 und 3 nicht dargestellte Schlingfeder zur Erzielung einer Brems-oder Sperrwirkung wirken kann.

Hierbei ist das eine Ende der Schlingfeder mit einer Antriebswelle und das andere Ende der Schlingfeder mit einer Abtriebswelle derart gekoppelt, dass bei nicht angetriebener Antriebswelle die Schlingfeder unter Vorspannung in radialer Richtung gegen die Innenfläche 16 wirkt und das bei angetriebener Antriebswelle die Schlingfeder gegen ihre Vorspannung zusammengezogen wird und die Brems-oder Sperrwirkung gegen den Bremsring 10,12 bzw. 14 nachlässt.

Die Kopplungsabschnitte der Antriebs-und/oder Abtriebswelle mit der Schlingfeder liegen hierbei innerhalb der Schlingfeder.

Die Innenflächen der Bremsringe 10, 12 bzw. 14 weisen jeweils zwei einander gegenüberliegende, zu der Mittelquerachse 24 symmetrisch verlaufende Aufweitungen 18, 20 bzw. 22 auf.

Die Bremsringe 10 und 12 gemäß den Figuren 1 und 2 weisen Aufweitungen 18 und 20 in Form von in die jeweiligen Stirnseiten 26 und 28 eingelassenen zylindrischen Senkungen auf. Die Aufweitungen 18 erstrecken sich gemäß Figur 1 in axialer Richtung über je eine Wicklung der nicht dargestellten Schlingfeder. Gemäß Figur 2 erstrecken sich die Aufweitungen 20 über jeweils zwei Wicklungen einer ebenfalls nicht dargestellten Schlingfeder. Entspricht die Länge der nicht dargestellten Schlingfeder in axialer Richtung der Länge der Bremsringe 10 oder 12, so liegen gemäß Figur 1 die erste und die letzte Wicklung der Schlingfeder in jeweils den Aufweitungen 18. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 2 liegen dann die jeweils ersten beiden und die jeweils letzten beiden Wicklungen in den entsprechenden Aufweitungen 20.

Bei der Ausführungsform gemäß Figur 3 verlaufen die Aufweitungen 22 konisch unter dem Winkel a vom Bereich der Mittelquerachse 24 zu den beiden Stirnseiten 26 und 28 hin zunehmend. Die größte Aufweitung weist die Innenfläche 16 des Bremsrings 14 in den den Stirnseiten 26 und 28 benachbarten Bereichen auf.

Anstelle von zylindrischen oder konischen Aufweitungen gemäß Figur 1 und 2 oder Figur 3 ist erfindungsgemäß ebenfalls denkbar, im Längsschnitt bogenförmige oder sonstige Geometrien vorzusehen.

Die Bremsringe 10,12 und 14 haben im Übrigen gemeinsam, dass sich die Aufweitungen 18, 20 und 22 über den jeweils gesamten Innenumfang erstrecken. Denkbar wäre, Aufweitungen vorzusehen, die sich nicht über den gesamten Innenumfang, sondern lediglich über Teilabschnitte der Innenfläche der Bremsringe erstrecken.

Die Bremsringe 10,12 und 14 sind ferner zu ihren jeweiligen Längsachsen 30 und Querachsen 24 spiegelsymmetrisch.

Die Aufweitungen 18,20 und 22 haben gemeinsam, dass sie in dem Bereich der Innenfläche 16 der Bremsringe 10,12 und 14 vorgesehen sind, die von der sich aufgrund der Vorspannung entspannenden Schlingfeder zuerst beaufschlagt werden. Die Aufweitungen 18,20, 22 umfassen hierbei in axialer Richtung die Ebenen, in der die Wicklungen der Schlingfeder liegen, die mit der Antriebswelle und der Abtriebswelle gekoppelt sind.

Antriebseinheiten mit den in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Bremsringen 10,12 und 14 haben den Vorteil, dass die aktiven Bremsflächen der Schlingfedern vergrößert werden und damit ein weicheres Abbremsverhalten erzielbar ist.

Dies veranschaulicht der Vergleich zwischen den Figuren 4 und 5. In Figur 4 ist die aktive Bremsfläche der letzten bzw. ersten Wicklung einer Schlingfeder mit dem Bezugszeichen 32 gekennzeichnet. Die aktive Bremsfläche 32 ist relativ kurz, was zu einem abrupten Abbremsverhalten führt. Ein derartiges abruptes Bremsverhalten ist für den unerwünschten Slip-Stick-Effekt verantwortlich.

In Figur 5 ist die aktive Bremsfläche 34 dargestellt, die sich bei einer Antriebseinheit gemäß der Erfindung ergibt.

Die aktive Bremsfläche 34 ist relativ groß und führt zu einem weicheren Abbremsen und damit zu einer Vermeidung des Slip-Stick-Effekts.

In Figur 6 ist eine Schlingfeder einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform dargestellt, bei der die erste Wicklung 38 und die letzte Wicklung 40 jeweils einen Abschnitt 42 und 44 aufweist, der im entspannten Zustand der Schlingfeder, der in Figur 6 dargestellt ist, nach radial innen zurückversetzt ist. Der Abschnitt 42 und der Abschnitt 44 erstreckt sich jeweils über ca. 120° der ersten Wicklung 38 bzw. der letzten Wicklung 40. Die Abschnitte 42 und 44 sind jeweils an ihren, in die freien Enden der Schlingfeder 36 übergehenden Abschnitten 46 um das Maß d nach radial innen zurückversetzt. Die freien Endabschnitte 46 der Schlingfeder sind derart abgebogen, dass sie nach radial innen gerichtet sind und mittelbar und/oder unmittelbar mit entweder der Antriebswelle oder der Abtriebswelle zusammenwirken. Aufgrund des Entspannungsbestrebens der Schlingfeder 36 wird der Abschnitt 42 bzw. 44 bei sich entspannender Schlingfeder 36 zuerst gegen die vorzugsweise zylindrische Innenfläche eines Anlaufgliedes bzw. eines Bremsringes beaufschlagt.

Dies hat den Vorteil, dass die aktive Bremsfläche 34 gemäß Figur 5 im Vergleich zu der aktiven Bremsfläche 32 gemäß Figur 4 vergrößert ist und ein weiches Abbremsverhalten erzielt werden kann. Auch bei der Ausführungsform gemäß Figur 6 wird ein unerwünschter Slip-Stick-Effekt unterbunden.

Die gemäß Figur 6 nach radial innen zurückversetzten Abschnitte 42 und 44 können sich bei einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung nicht nur über einen Abschnitt von 120°, sondern auch über beispielsweise eine gesamte Wicklung der Schlingfeder erstrecken.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass ein Bremsring 10, 12 oder 14 gemäß den Figuren 1, 2 oder 3 mit einer Schlingfeder 36 gemäß Figur 6 in einer Antriebseinheit Verwendung findet.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.