CH453481A - Elektrische Antriebsvorrichtung zur Bewegung eines an einer Laufschiene aufgehängten Flächengebildes in Längsrichtung der Laufschiene - Google Patents

Description

  Elektrische     Antriebsvorrichtung        zur    Bewegung eines an einer Laufschiene aufgehängten  Flächengebildes in Längsrichtung der Laufschiene    Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische  Antriebsvorrichtung zur Bewegung eines an einer Lauf  schiene aufgehängten Flächengebildes in Längsrichtung  der Laufschiene.  



  Die Erfindung wurde in erster Linie für Laufschie  nen für Vorhänge und ähnliche Flächengebilde     entwik-          kelt,    und die nachstehende Beschreibung betrifft daher  diese Anwendungsform. Die Erfindung ist jedoch auch  auf Laufschienen für andere Arten von Flächengebilden  anwendbar, beispielsweise Türen oder andere Abschir  inungen.  



  Bei Laufschienen für Vorhänge und andere dekorati  ve und/oder lichtabhaltende Flächengebilde ist die  Zweckmässigkeit der Verwendung von kraftbetätigten,  beispielsweise elektrisch betriebenen Antriebsmitteln seit  langem bekannt. Insbesondere wenn schwere Vorhänge  über lange Strecken bewegt werden sollen, beispielsweise  in Instituten, oder wenn der Vorhang so angeordnet ist,  dass er für die Betätigung von Hand nicht gut zugänglich  ist, verwendet man zweckmässig kraftbetätigte Antriebs  mittel. Ferner ist es häufig erwünscht, Vorhänge in  Abhängigkeit von der Umgebungshelligkeit automatisch  zu öffnen und zu schliessen. In solchen Fällen werden  Photozellen zur lichtabhängigen Steuerung der Antriebs  motoren verwendet.

   In den bekannten Einrichtungen,  die für diese Zwecke verwendet werden können, dienen  die kraftbetätigten Mittel nur dazu, die üblichen Zug  schnüre im wesentlichen ebenso zu bewegen wie bei der  manuellen Betätigung. Das heisst, dass für Handbetäti  gung und motorischen Antrieb die Laufschiene und die  Zugschnüre im wesentlichen gleich sind und der motori  sche Antrieb nur dazu dient, die Zugschnüre in der einen  oder anderen Richtung zu bewegen.  



  Diese bekannten Einrichtungen sind im Betrieb  zufriedenstellend, aber nur     schwer        fnstandzuhalten,    weil    die Antriebsmittel reibungsschlüssig an den Zugschnüren  angreifen, so dass die Abnutzung sehr stark ist. Die  Erneuerung einer Zugschnur bei einer Laufschiene ist  immer sehr zeitraubend und wird durch das Vorhan  densein eines Antriebsmotors noch komplizierter. Ferner  muss der Motor relativ gross sein, damit er die beträcht  lichen Reibungskräfte überwinden kann, die von den  Zugschnüren erzeugt werden, wenn sie bei den üblichen  Laufschienen über die an deren Enden vorgesehenen       Schnurscheiben    und Spannscheiben herumlaufen.

   Ferner  verlegen sich die Zugschnüre bei einer Laufschiene  manchmal, wobei sie sich an einer     Schnurscheibe    fest  klemmen oder an einem Hänger oder anderen Teilen  der Einrichtung hängenbleiben können. Wenn dies bei  einer von Hand betätigten Einrichtung vorkommt, stellt  die bedienende Person von Hand das Vorhandensein  eines Fehlers fest, so dass die Betätigung eingestellt  werden kann. Wenn dasselbe in einer motorisch ange  triebenen Einrichtung vorkommt, kann diese leicht ver  klemmt oder auf andere Weise beschädigt werden, ehe  der Fehler festgestellt wird. Es können zwar verschieden  artige Sicherheitseinrichtungen, beispielsweise Rutsch  kupplungen vorgesehen werden, doch sind diese wegen  ihrer Kosten unerwünscht. Oft werden Zugschnüre jeder  Art auch aus Gründen des optischen Eindruckes abge  lehnt.  



  Zur Lösung des vorstehend angeführten Problems ist  schon vorgeschlagen worden, eine selbstfahrende Ein  richtung vorzusehen, die entlang der Schiene läuft, über  die Schiene mit Energie gespeist wird und direkt mit dem  Vorhang verbunden ist. Diese selbstfahrende Einrich  tung ist mit einem rotierenden Motor zum Antrieb der  Laufkatze versehen. Dabei sind jedoch verschiedene  Schwierigkeiten auftreten, deren Beseitigung die Auf  gabe der Erfindung ist. Insbesondere erfordert die      Verwendung eines rotierenden Motors zahlreiche beweg  te Teile, was bei dem Zusammenbau und insbesondere  bei der Instandhaltung zu Schwierigkeiten führt. Insbe  sondere sei darauf hingewiesen, dass die meisten Lauf  schienen unter solchen Bedingungen verwendet werden,  dass eine     V,'artung    des Motors normalerweise nur selten  erfolgt.

   Daher soll die Anzahl der bewegten Teile in den  die Laufschiene umfassenden Anordnungen möglichst  klein gehalten werden.  



  Seit vielen Jahren sind auch linear wirkende Elektro  motoren bekannt. Es ist bisher jedoch nicht versucht  worden, einen derartigen Motor im Zusammenhang mit  einer Laufschiene zu     verwenden.    Eine derartige Anwen  dung wirft verschiedene Probleme auf, deren Lösung die  der     Erfindung        zugrundeliegende    Aufgabe war.  



  Die erfindungsgemässe elektrische Antriebsvorrich  tung zur Bewegung eines an einer Laufschiene aufge  hängten Flächengebildes in Längsrichtung der Lauf  schiene ist dadurch gekennzeichnet, dass die Laufschiene  den feststehenden Teil und ein längs der Laufschiene  beweglicher, zur Bewegung des Flächengebildes dienen  der Antriebsteil den beweglichen Teil eines linear wir  kenden Elektromotors bilden.  



  Vorteilhaft kann der Antriebsteil das     Feldspulenpa-          ket    eines linear wirkenden Induktionsmotors und die  Laufschiene den Anker des Induktionsmotors umfas  sen.  



  Weitere Einzelheiten gehen für den Fachmann aus  der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbei  spieles und aus den Zeichnungen hervor. In diesen  zeigen:       Fig.    1 in Vorderansicht eine     erfindungsgemässe     Vorrichtung für einseitigen Zug;       Fig.    2 schaubildlich     auseinandergezogene    Teile der       Laufschienenanordnung;          Fig.    3 einen Schnitt nach der Linie     III-III    der     Fig.     l;       Fig.    4 einen Schnitt nach der Linie     IV-IV    der     Fig.     3;

         Fig.    5 schematisch die elektrische Schaltung bei  Verwendung einer einphasigen Stromquelle;       Fig.    6 einen Schnitt nach der Linie     VI-VI    der     Fig.     3 und       Fig.    7 schematisch eine Schaltung zur Verwendung  bei einer     Drehstromquelle.     



  In den Zeichnungen ist eine Laufschiene 1 darge  stellt, die aus einem elektrisch leitenden, vorzugsweise  nichtmagnetischen Material, beispielsweise Aluminium,  besteht. In dieser Ausführung hat die Laufschiene im  Querschnitt annähernd die Form eines nach unten  offenen U, dessen Flansche 1, 2 und 3 am unteren  Rande einen nach unten offenen Schlitz 4 begrenzen.  Diese Laufschiene 1 kann von Tragstücken jeder geeig  neten Art getragen werden. Derartige Tragstücke sind  beispielsweise bei 6 dargestellt.  



  Auf der Innenseite der Laufschiene ist ein hohler  Schieneneinsatz 8 aus elektrisch nichtleitendem Material,  vorzugsweise einem Kunststoff, wie Nylon oder     Polyät-          liyien,    vorgesehen. Der Schieneneinsatz 8 hat im Quer  schnitt ebenfalls die Form eines nach unten offenen U  und ist unten mit Flanschen 9 und 10 versehen, welche  über den Flanschen 2 und 3 der Laufschiene liegen. In  den Schenkeln und dem Steg des Schieneneinsatzes 8  sind Nuten 16, 17 und 18 ausgebildet, in denen  elektrisch leitende Leisten 11, 12 und 13 eingelegt sind,  deren Zweck nachstehend angegeben ist.  



  Am einen Ende der Laufschiene I ist eine Endkappe    21 vorgesehen, die geeignete Kontaktelemente 22, 23  und 24 beispielsweise in Form von elastischen Schuhen  aufweist, die nach dem Aufsetzen der Endkappe auf die  Laufschiene 1 die elektrischen Leisten 11, 12 und 13  berühren. Die Kontaktelemente 22, 23 und 24 sind über  einen     Dreistellenschalter    26 mit einer geeigneten elektri  schen Stromquelle verbunden, die gewöhnlich einphasig  ist. Man kann jedoch auch Drehstrom verwenden. Es  sind verschiedene Schaltungen möglich. Vorzugsweise ist  das eine Kontaktelement, beispielsweise 23, mit dem  einen Pol der Stromquelle verbunden und werden die  Kontaktelemente 22 und 24 mittels des Schalters 26  wahlweise mit dem anderen Pol der Stromquelle verbun  den. Dies ist nachstehend beschrieben.

   Ausser seinen  zwei Stellungen, in denen der Schalter 26 Spannung an  die Kontaktelemente 22 und 24 anlegt, kann er noch  eine dritte Stellung einnehmen, in der an keinem dieser  Kontaktelemente Spannung liegt.  



  Eine ähnliche Endkappe 28 kann an dem anderen,  der Endkappe 21 entgegengesetzten Ende der Laufschie  ne angeordnet sein. In dieser Endkappe 28 lässt man  jedoch normalerweise die Kontakte 22, 23 und 24 bzw.  mindestens deren Verbindung zu einer Stromquelle weg,  weil eine solche Verbindung überflüssig ist.  



  In der dargestellten Ausführungsform der Erfindung  ist auf der Laufschiene nur eine Laufkatze 31 verschieb  bar angeordnet, so dass die Anordnung für einseitigen  Zug vorgesehen ist. Man kann aber auch zwei Laufkat  zen vorsehen, so dass ein Betrieb mit zweiseitigem Zug  möglich ist.     Ferner    kann man auf der Schiene mehr als  zwei Laufkatzen in verschiedenen Anordnungen vorse  hen, um andere Betriebsarten mit mehr als einseitigem  Zug zu ermöglichen, ohne dass zu diesem Zweck der  Motor oder die Laufschiene der erfindungsgemässen  Anordnung beträchtlich verändert zu werden braucht.  Auf der Schiene sind in üblicher Weise die bekannten  Gleiter 30 verschiebbar angeordnet.  



  Jede der     Laufkatzen    31 besteht aus einem Block 32  aus Isoliermaterial, vorzugsweise einem Kunststoff, der  gegenüber dem Material des Schieneneinsatzes 8 nur  einen kleinen Reibungskoeffizienten hat. Der Block 32  hat einen oberen Teil 33, der in der Schiene 1  angeordnet ist, einen Halsteil 34, der den Schlitz 4  durchsetzt, und einen unteren Teil 36, der unterhalb der  Schiene angeordnet ist. In einem bevorzugten Ausfüh  rungsbeispiel ist der obere Teil auf seinen Seitenwänden  und seiner oberen Wand mit Längsrippen 37, 38 und 39  versehen, welche in die Nuten 16, 17 und 18 eingreifen.  Auf den Rippen 37, 38 und 39 sind elastische Kontakt  schuhe 41, 42 und 43 montiert, die mit den Leisten 11,  12 und 13 in     Gleitberührung    stehen.

   Der Block 32 hat  an dem Übergang zwischen dem oberen Teil 33 und dem  Halsteil 34 Schrägflächen 44 und 46, welche die abge  rundeten Enden der Flansche 9 und 10 berühren, so dass  der Block geführt wird. Zwischen der Unterseite der  Schiene und der Oberseite des unteren Teiles 36 ist ein  Luftspalt 47 vorhanden, der möglichst klein sein soll. An  den Blöcken 32 sind Tragarme 48 befestigt, welche die  an der Schiene aufgehängten Flächengebilde mittra  gen.  



  Die arbeitenden Teile eines Motors mit Längsbewe  gung sind in dem Block 32 angeordnet und bestehen aus  einer     Wanderfeld-Wicklungsanordnung    52 in dem unte  ren Teil 36 des Blockes, einer Leiste 53 aus Eisen oder  einem anderen magnetisch leitenden Material, die auf  der Unterseite des oberen Teiles 33 vorgesehen ist und  die Flansche 2 und 3 überlappt, und Leiter 54, 55 und      56, welche die Schuhe 41, 42 und 43 in geeigneter,  üblicher Weise mit der Feldanordnung verbinden.  



  Die Feldanordnung 52 besitzt einen aus     magnetisier-          baren    Material bestehenden Polschuh 57, der in dem  Block 32 angeordnet ist und die     Flansche    2 und 3       untergreift.    Der Polschuh 57 kann     einstückig    oder wie  im Ausführungsbeispiel geschichtet sein. Der Polschuh  57 hat mehrere Polflächen 58, die in seiner Längsrich  tung in Abständen voneinander angeordnet und durch  Nuten 59 getrennt sind. Die Polflächen sind den Flan  schen 2 und 3 zugekehrt, die in den Spalt zwischen dem  Polschuh 57 und der aus Eisen bestehenden Leiste 53  eingreifen.

   Gemäss     Fig.    6 können die Flansche 2 und 3  mit schmalen     Schlitzen    61 versehen sein, so dass in den       Flanschen    bestimmte     Kraftflusswege    vorgeschrieben  sind.  



  In den Nuten 59 des Polschuhs 57 sind Leiter  angeordnet, die Wicklungen bilden, die so angeordnet  sind dass ein Stromfluss durch die Wicklungen eine  Bewegung der Laufkatze längs der Laufschiene in der  einen oder anderen Richtung bewirkt. Es sind verschie  dene übliche Wicklungsanordnungen möglich. Schema  tisch sind zwei Wicklungsanordnungen gezeigt, die im  Rahmen der Erfindung anwendbar sind. Gemäss     Fig.    5  bilden die in den Nuten 59 angeordneten Leiter zwei  Motorwicklungen 62 und 63.  



  Die Wicklungen 62 und 63 sind durch den Schalter  26 mit einer einphasigen     Wechselstromquelle    64 verbun  den. Es ist jeweils eine Wicklung über einen Kondensa  tor 66 und die andere Wicklung direkt mit dem einen  Pol der Stromquelle verbunden. Durch Betätigung des  Schalters 26 kann der Kondensator 66 mit der anderen  Wicklung verbunden werden. Diese Anordnung ist bei  Feldwicklungen von einphasigen, rotierenden Induk  tionsmotoren üblich und braucht daher nicht weiter  beschrieben zu werden.  



       Fig.    7 zeigt schematisch eine Anordnung zum Spei  sen des Motors     mit        linearer    Bewegung von einer Dreh  stromquelle 71 derart, dass der Motor umsteuerbar ist.  Es sind drei Wicklungen 72, 73 und 74 vorgesehen, die  über den Schalter 26 mit der Stromquelle 71 verbunden  sind. Diese Wicklungsanordnung kann in der für rotier  ende     Drehstrom-Induktionsmotoren    üblichen Art vorge  sehen sein und bedarf keiner ausführlichen Beschrei  bung.  



  Die jeweilige Anordnung der Leiter     in    den Nuten  zwecks Bildung der vorstehend genannten Wicklungen  kann den in     Käfigläufermotoren    üblichen Anordnungen  entsprechen und braucht daher nicht ausführlich be  schrieben zu werden.  



  Wenn im Betrieb durch Betätigung des Schalters 26  die Leisten 22, 23 und 24 an Spannung gelegt werden,  ist in dem Spalt zwischen der Feldanordnung 52 und der  aus Eisen bestehenden Leiste 53 ein magnetisches  Wanderfeld vorhanden, das Wirbelströme erzeugt. Die  Flansche 2 und 3 unterbrechen den Kraftfluss in diesem  Spalt, so dass ein weiteres Magnetfeld erzeugt wird. Die  Wechselwirkung der beiden Magnetfelder führt zur  Erzeugung einer Kraft, die trachtet, die Laufkatze längs  der Laufschiene zu bewegen. Durch Betätigung des  vorstehend beschriebenen Schalters 26 kann diese Kraft  umgesteuert werden, so dass die Laufschiene in     einander     entgegengesetzten Richtungen längs der Laufschiene  bewegbar ist.

   Die Oberflächen des Schieneneinsatzes 8  und es Blockes 32 sind so     gewählt,    dass die Reibung  zwischen ihnen möglichst klein ist. Zu diesem Zweck    können gegebenenfalls auch Rollen verwendet wer  den.  



  Der Motor kann einwandfrei mit den in den Flan  schen 2 und 3 entwickelten Wirbelströmen arbeiten.  Eine grössere Kraft wird jedoch erzeugt, wenn in den       Flanschen    2 und 3 Schlitze vorhanden sind. Diese  können in verschiedener Weise ausgebildet sein, bei  spielsweise nach Art der in     Fig.    6 gezeigten Schlitze 61.  Derartige Schlitze sind in den Ankern von rotierenden       Induktionsmotoren    üblich.  



  Die Wicklungen können auf     viele    verschiedene     Arten     in bezug auf die Polflächen angeordnet werden. Es sind  alle     Feldwicklungsanordnungen    anwendbar, die auch für  rotierende Induktionsmotoren anwendbar sind.     Ferner     kann die Leiste 53 gegebenenfalls entfallen. Ihre Ver  wendung erhöht jedoch die Leistung des Motors be  trächtlich, weil sie den magnetischen Widerstand des       Kraftflussweges    herabsetzt.  



  Vorstehend wurde zur Erläuterung der Erfindung ein  Ausführungsbeispiel ausführlich beschrieben, das jedoch  im Rahmen des Erfindungsgedankens abgeändert wer  den kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Elektrische Antriebsvorrichtung zur Bewegung eines an einer Laufschiene aufgehängten Flächengebildes in Längsrichtung der Laufschiene, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufschiene (1) den feststehenden Teil und ein längs der Laufschiene beweglicher, zur Bewegung des Flächengebildes dienender Antriebsteil (31) den bewegli chen Teil eines linear wirkenden Elektromotors bil den. UNTERANSPRÜCHE 1. Antriebsvorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Laufschiene (1) den Anker eines den Elektromotor bildenden linear wirken den Induktionsmotors und der Antriebsteil (31) das Feldspulen und Polschuh enthaltende Feldspulenpaket (52) des Induktionsmotors umfasst. 2.

   Antriebsvorrichtung nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufschiene (1) mit Stromleitern (11, 12, 13) zur Zuführung elektrischer Energie zu dem Antriebsteil (31) versehen ist. 3. Antriebsvorrichtung nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass die Laufschiene (1) aus elektrisch leitendem Material besteht, dass der Antriebs teil (31) einen Hauptträger für das Feldspulenpaket (52) enthält, der induktiv mit der Laufschiene (1) gekoppelt ist, dass sich die Stromleiter (11, 12, 13) entlang der Laufschiene erstrecken und von dieser isoliert sind, und dass Stromabnehmer (41, 42, 43) an dem Hauptträger angebracht sind, die als Schleifkontakte ausgebildet sind und mit den Stromleitern (11, 12, 13) in Verbindung stehen und an die das Feldspulenpaket (52)

   angeschlos sen ist. 4. Antriebsvorrichtung nach Unteranspruch 3, da durch gekennzeichnet, dass die Laufschiene zwei Flan sche (2, 3) hat, die aufeinander zu gerichtet sind und einen dazwischenliegenden Schlitz begrenzen, und dass der Hauptträger auf den Flanschen verschiebbar gelagert ist und die Flansche den Anker des linear wirkenden Induktionsmotors bilden, dessen Feldspulenpaket (52) in dem Hauptträger angeordnet ist. 5.

   Antriebsvorrichtung nach Unteranspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass der Hauptträger (31) einen unteren Teil (36), der unterhalb der Flansche (2, 3) angeordnet ist und in dem das Feldspulenpaket (52) enthalten ist, einen oberen Teil (33), der oberhalb der Flansche (2, 3) angeordnet ist und von diesen getragen wird, und ein durch den Schlitz hindurchreichendes, den oberen und unteren Teil miteinander verbindendes Hals stück (34) aufweist. 6. Antriebsvorrichtung nach Unteranspruch 5, da durch gekennzeichnet, dass der obere Teil (33) ferroma- gnetisches Material (53) enthält, das im Flussweg des im unteren Teil (36) enthaltenen Feldspulenpaketes (52) angeordnet ist. 7.

   Antriebsvorrichtung nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass innerhalb der Laufschiene (1) eine Schicht aus nichtleitendem Material (8) als Träger für die Stromleiter (11, 12, 13) vorgesehen ist. B. Antriebsvorrichtung nach Unteranspruch 7, da durch gekennzeichnet, dass das nichtleitende Material (8) mit einer Mehrzahl von in Längsrichtung der Laufschiene verlaufenden Ausnehmungen (16, 17, 18) für die Aufnahme der Stromleiter versehen ist. 9. Antriebsvorrichtung nach Unteranspruch 3, da durch gekennzeichnet, dass die Laufschiene Teile mit nach oben gewandten tragenden Oberflächen (2, 3) als Tragteile für den Hauptträger (31) aufweist und eine Öffnung hat, Buch die der Hauptträger aus der Lauf schiene herausragt, und dass der Hauptträger auf den tragenden Oberflächen längsverschiebbar gleitend gela gert ist.

   10. Antriebsvorrichtung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die Laufschiene (1) nicht- ferromagnetische, elektrisch leitende Wandteile aufweist, dass der Antriebsteil (31) den Stator des linear wirken den Elektromotors bildet und mit mindestens einem Spalt versehen ist, über dem ein sich bewegendes magnetisches Feld bei Energiezuführung zu dem den Stator des linear wirkenden Elektromotors bildenden Antriebsteil erzeugt wird, und dass die Wandteile zwi schen dem bzw. den Spalten angeordnet sind und mit dem sich bewegenden magnetischen Feld derart zusam menwirken, dass der Antriebsteil längs der Laufschiene angetrieben wird. 11.

   Antriebsvorrichtung nach Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem den Stator des linear wirkenden Elektromotors bildenden Antriebsteil das Feldspulenpaket (52) auf der einen Seite der Wandteile und ferromagnetisches Material (53) auf der anderen Seite der Wandteile angeordnet ist. 12.

   Antriebsvorrichtung nach Unteranspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufschiene (1) hohl ist und einen sich entlang derselben erstreckenden Schlitz aufweist, und dass einer der Teile Feldspulenpa- ket und ferromagnetisches Material innerhalb des von der Laufschiene umschlossenen Hohlraumes und der andere Teil ausserhalb der Laufschiene angeordnet ist, und dass eine isolierende Verbindung (34) zwischen dem Feldspulenpaket und dem ferromagnetischen Material vorgesehen ist, die durch den Schlitz hindurchreicht. 13.

   Antriebsvorrichtung nach Unteranspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das ferromagnetische Ma terial (53) innerhalb der Laufschiene angeordnet ist. 14. Antriebsvorrichtung nach einem der Unteran sprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das ferromagnetische Material (53) die Form eines langge- streckten geraden Streifens hat, der im wesentlichen die gleiche Länge wie das Feldspulenpaket hat und vor einer der Seiten des Feldspulenpaketes (52) angeordnet ist. 15.

   Antriebsvorrichtung nach Unteranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, um das ferromagnetische Material und das Feldspulen paket von den genannten Wandteilen der Laufschiene zu isolieren.