CH531120A

CH531120A - Antriebsvorrichtung zum Öffnen und Schliessen von Türen

Info

Publication number: CH531120A
Application number: CH1734971A
Authority: CH
Inventors: E Weiss Bruno
Original assignee: Magnetic Elektromotoren Ag
Priority date: 1971-11-29
Filing date: 1971-11-29
Publication date: 1972-11-30
Also published as: GB1410047A; CH533754A; DE2254231A1; US3886425A; DE2254231C3; FR2162921A5; DE2254231B2

Description

Antriebsvorrichtung zum Öffnen und Schliessen von Türen
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromechanische Antriebsvorrichtung zum Öffnen und Schliessen von Türen.

Antriebsvorrichtungen zum Öffnen und Schliessen von Türen sollen diese möglichst rasch öffnen und schliessen können. Damit das erreicht wird. muss die Türe stark beschleunigt und entsprechend stark abgebremst werden können. Bekannte elektromechanische Antriebsvorrichtungen enthalten zwei Motoren: einen Schnelläufer zum Beschleunigen. und einen Langsamläufer zum Abbremsen der Türdrehbewegung. Eine mit der Türbewegung synchron mitlaufende Schaltvorrichtung schaltet bei einem bestimmten Türöffnungswinkel den einen Motor aus und den andern ein. Nachteilig bei dieser Antriebsvorrichtung ist die Kompliziertheit. die Störanfälligkeit und der hohe Preis.

Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer elektromechanischen Antriebsvorrichtung für Türen. welche die beschriebenen Nachteile vermeidet und relativ klein. billig und iuverlässig ist.

Die erfindungsgemässe Antriebsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet. dass ein blockierbarer Elektromotor, eine Übertragungsvorrichtung mit über den Übertragungsbereich variablem Übersetzungsverhältnis, die mit dem Motor und der Türe antriebsverbunden ist. und federnd nachgiebige Anschläge zur Begrenzung der Bewegung der Übertragungsvorrichtung in zwei Endlagen vorgesehen sind.

Im folgenden werden anhand der Figuren Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 bis 3 eine schematische Darstellung der Funktionsweise der Antriebsvorrichtung mit einer Tür, wobei diese in Fig. 1 geschlossen, in Fig. 2 halb geöffnet und in Fig. 3 vollständig geöffnet dargestellt ist.

Fig. 4 einen Querschnitt durch das Motor- und Getriebege häuse.

Fig. 5 einen Querschnitt durch das Getriebegehäuse mit einem elastisch mit der Antriebswelle verbundenen Anschlag segment,
Fig. 6 einen Querschnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 5,
Fig. 7 einen Querschnitt durch das Getriebegehäuse mit einem auf ein Gummielement aufgezogenen Zahnrad.

Fig. 8 einen Querschnitt längs der Linie VIII-VIII in Fig. 7,
Fig. 9 einen Querschnitt durch einen Teil des Getriebegehäuses mit einer Spiralfeder als elastischem Anschlagelement.

Fig. 10 einen Querschnitt längs der Linie X-X in Fig. 9
Fig. 11 einen Querschnitt durch einen Teil des Getriebegehäuses mit einem mit Tellerfeder versehenen Anschlagarm.

Fig. 12 einen Querschnitt längs der Linie XII-XII in Fig. 11,
Fig. 13 eine Ansicht von unten auf einen mit zwei Anschlagflächen versehenen Antriebshebel und einen am Gehäuse angebrachten Gummipuffer.

Fig. 14 einen Querschnitt durch einen Teil eines mit Anschlagflächen versehenen Antriebshebels mit elastischen Gummielementen zwischen Antriebswelle und Antriebshebel und
Fig. 15 einen Querschnitt längs der Linie XV-XV in Fig. 14.

In den Figuren 1-3 ist eine durch eine am Türrahmen befestigte Antriebsvorrichtung bewegte Türe 8 in drei Öffnungsstellungen schematisch dargestellt. Die Antriebsvorrichtung weist ein Gehäuse 1 mit einem darin angeordneten Elektromotor und einem Getriebe auf. Das Gehäuse list am oberen Türrahmenbalken 2 angebracht. Aus dem Gehäuse 1 ragt eine Antriebswelle 3 heraus, an welcher ein Antriebshebel 4 und an dessen äusserem Ende über ein erstes Gelenk 5 eine Stange 6 befestigt ist. Die Gegenseite der Stange 6 ist über ein zweites Gelenk 7 an der Oberkante der Türe 8 drehbar angebracht.

In Fig. list die Türe in geschlossenem Zustand dargestellt.

Der Zwischenwinkel zwischen Antriebshebel 4 und Stange 6 beim Gelenk 5 ist sehr klein. Bei halbgeöffneter Tür beträgt der Zwischenwinkel, wie Fig. 2 zeigt, ungefähr 901 und bei völlig geöffneter Tür, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, beträgt er beinahe 180z.

Durch diese Anordnung des Antriebshebels 4 und der Stange 6 wird eine gleichförmige Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle 3 in eine ungleichförmige Drehgeschwindigkeit der Türe 8 umgewandelt, da nur die in Richtung der Längsachse der Stange 6 gerichtete Geschwindigkeitskomponente beim ersten Gelenk 5 auf die Türe 8 übertragen wird. Falls der Winkel zwischen Antriebshebel 4 und Stange 6 O' oder 180" beträgt, ist diese Komponente 0; mit zu- resp. abnehmendem
Winkel wächst sie und wird maximal bei einem Winkel von 90. .

Die Türe wird also dank der gewählten Hebelanordnung aus der jeweiligen Endlage langsam beschleunigt. erreicht ihre grösste Drehgeschwindigkeit bei einem Winkel von 90t1 zwi schen Stange 6 und Antriebshebel 4 und wird dann abge bremst auf die Drehgeschwindigkeit 0 bei einem Zwischenwin kel von 0 oder 1 80.

Damit die Türe in Notfällen. z. B. wenn die Stromversor gung des Elektromotors ausfällt. von Hand geöffnet werden kann, darf der Zwischenwinkel in den Endlagen nicht 0 oder 180 betragen. weil sich dann die Hebelanordnung im Tot punkt befinden würde. Der mögliche Drehwinkel der
Antriebswelle 3 wird durch eine später besprochene Anschlag vorrichtung auf weniger als 1 80' begrenzt. Die Länge des
Antriebshebels 4 und der Stange 6 und ihre Anordnung inbe zug auf die Türe ist derart gewählt. dass im Anschlag der
Antriebswelle die Türe gerade geschlossen ist. und dass dabei der Winkel zwiwchen Antriebshebel 4 und Stange 6 sehr klein.

aber nicht 0 ist.

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch das am Türrahmen befestigte, annähernd zylinderförmige Gehäuse der Antriebs vorrichtung. das einen oberen und einen unteren Teil aufweist.

Im oberen Teil ist ein langsamlaufender Einphasenkondensatormotor 10 eingebaut. der unter Spannung dauernd blockierbar ist und dabei ein Drehmoment aufweist, das annähernd so gross ist. wie das Maximaldrehmoment bei Normaldrehzahl.

Die Motorwelle 11 ragt in den unteren Teil des Gehäuses 1. in dem sich ein in Fig. 5 dargestelltes Untersetzungsgetriebe 9 zur
Untersetzung der Motordrehzahl befindet. Auf der Motorwelle
11 ist ein erstes Zahnrad 12, welches ein auf einer ersten Zwischenwelle 14 angebrachtes zweites, grösseres Zahnrad 13 antreibt. befestigt. Ein drittes mit der ersten Zwischenwelle 14 verbundenes kleines Zahnrad 15 steht im Eingriff mit einem grösseren auf einer zweiten Zwischenwelle 18 angebrachten vierten Zahnrad 16. Ein fünftes kleines Zahnrad 17. das auf der zweiten Zwischenwelle 18 angebracht ist, greift in ein grösseres. mit der Antriebswelle 3 verbundenes sechstes Zahnrad 19 ein.

Zwischen der Trennwand zwischen Motor- und Getriebeteil und dem sechsten Zahnrad 19 ist über einen Silentblock, bestehend aus einer ersten Metallmanschette 21 einer Gummizwischenschicht 22 und einer zweiten Metallmanschette 23.

ein Anschlagsegment 20 elastisch mit der Antriebswelle 3 verbunden. Das Anschlagsegment 20 weist im wesentlichen die Form eines Hohlzylinders auf. wobei ein erster sich über einen Winkel von mehr als 180 erstreckender Zvlindersektor einen grösseren Radius als der übrige Hohlzvlinder aufweist. An den Übergangsstellen vom einen zum anderen Radius sind halbkreisförmige Anschlagflächen 24 ausgebildet. Am Gehäuse 1 ist ein zylinderförmiger Anschlagbolzen 25 derart angebracht.

dass er den Drehwinkel des Anschlagsegmentes 20 durch Anschlagen in den Anschlagflächen 24 begrenzt. Dank der elastischen Gummizwischenschicht 22 wird die Antriebswelle 3 federnd abgebremst. Dadurch wird auch die Drehbewegung der übrigen Getriebeteile federnd verlangsamt. so dass eine Beschädigung der Zahnräder. wie sie bei einem plötzlichen Blockieren vorkommen könnte. verhindert wird.

Die Antriebswelle 3 ragt. wie in Fig. 4 gezeigt. an der unteren Seite aus dem Gehäuse 1 heraus, steckt in einer Bohrung am einen Ende des Antriebshebels 4 und ist mit diesem verbunden. Am anderen Ende des Antriebshebels 4 befindet sich das erste Gelenk 5. durch welches die Stange 6, die ihrerseits durch das zweite Gelenk 7 mit der Türe verbunden ist, drehbar am Antriebshebel 4 angebracht ist.

Im folgenden werden andere mögliche Ausführungsformen der Anschlagvorrichtung beschrieben.

Bei der in den Figuren 7 und 8 dargestellten Variante ist das dritte und das fünfte Zahnrad 15, 17 breiter ausgeführt als im beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel. Das sechste Zahnrad 19 ist über einen Silentblock, bestehend aus einer ersten Metallmanschette 21, einer Gummizwischenschicht 22 und einer zweiten Metallmanschette 23 elastisch mit der Antriebswelle 3 verbunden. Ein zwei Anschlagflächen 24 aufweisendes, im wesentlichen hohlzylinderförmiges. aber mit einem Sektor mit grösserem Radius versehenes Anschlagsegment 20 ist auf der Antriebswelle 3 befestigt. Eine am Gehäuse 1 angeschraubte Anschlagleiste 26 begrenzt den Drehwinkel der Antriebswelle 3 abrupt. Dank der Gummizwischenschicht 22 wird diese Begrenzung elastisch auf die Zahnräder übertragen.

Bei einer weiteren in den Figuren 9 und 10 dargestellten Anschlagvorrichtung ist eine Schraubenfeder 27 um die Antriebswelle 3 herum angeordnet. wobei das eine Ende der Schraubenfeder am sechsten, mit der Antriebswelle 3 fest verbundenen Zahnrad 19 angebracht ist. während das andere Ende radial nach aussen gebogen ist und durch Anschlagen auf einen der beiden mit dem Gehäuse 1 verbundenen Anschlagbolzen 25 den Drehwinkel der Antriebswelle 3 elastisch begrenzt.

In den Figuren 11 und 17 wird eine weitere Ausführungsform eines federnden Anschlages gezeigt. bei welcher ein radial nach aussen gerichteter Anschlagarm 28 fest mit der Antriebswelle 3 verbunden ist. Am äusseren Ende des Anschlagarms 28 ist in einer Bohrung ein mit zwei Halbrundköpfen versehener Dorn 29 dessen Längsachse in tangentialer Richtung zur Antriebsachse 3 verläuft. gleitend angeordnet.

Zwischen je einem der beiden Halbrundköpfe und dem Anschlagarm 28 befindet sich je ein Tellerfedernpaket. Zwei am Gehäuse 1 befestigte Anschlagbolzen 25, auf welche der Dorn 29 aufschlägt. begrenzen dank der Tellerfedernpakete 29 den Drehwinkel der Antriebswelle 3 elastisch auf weniger als 180 .

In einem anderen in Fig. 13 dargestellten Beispiel eines federnden Anschlages wird der Drehwinkel des mit der Antriebswelle 3 fest verbundenen Antriebshebels 4 ausserhalb des Gehäuses 1 durch einen elastischen. am Gehäuse 1 befestigten Gummizylinder 31 begrenzt. Der Antriebshebel 4 weist einen langen und einen kurzen Arm auf. die miteinander einen stumpfen Zwischenwinkel bilden und die je mit einer der Rundung des Gummizvlinders 31 entsprechenden kreissegmentförmigen Anschlagfläche versehen sind.

Eine andere Ausbildung eines elastischen Anschlags ist in den Figuren 14 und 15 dargestellt. An der Antriebswelle 3 ist ein quadratischer Ansatz 33 angebracht. Der Antriebshebel 4 weist eine Befestigungsöffnung quadratischen Querschnitts auf, wobei die Quadratseitenlänge grösser ist als die Diagonale des quadratischen Ansatzes 33. Zwischen jeder der vier Ecken der Befestigungsöffnung und je einer Seitenfläche des quadratischen Ansatzes ist ein zylinderförmiges Gummielement 32 eingepresst. um eine elastische Verbindung zwischen Antriebswelle 3 und Antriebshebel 4 zu erhalten. Der Antriebshebel 4 weist ausserhalb der Befestigungsöffnung ein Anschlagsegment mit zwei Anschlagflächen 24 auf, die durch Anschlagen auf einen am Gehäuse 1 befestigten Anschlagbolzen 25 den Drehwinkel des Antriebshebels 4 begrenzen.

Die erfindungsgemässe Türantriebsvorrichtung weist gegen über bekannten Vorrichtungen verschiedene Vorteile auf. Die elektrische Steuerung des Antriebsmotors ist sehr einfach, da zur Änderung der Lage der Türe nur die Dreheinrichtung umgeschaltet werden muss. Da der Motor dauernd im Betrieb ist und auch in den beiden Endlagen ein bedeutendes Drehmoment abgibt, werden keine zusätzlichen Hilfsmittel benötigt.

um die Türe in Offen- und Schliesslage festzuhalten. Beim stromlosen Motor befindet sich die Antriebsvorrichtung im Leerlauf, so dass die Türe leicht manuell geöffnet oder geschlossen werden kann. Aber auch bei angetriebenen Motor ist es ohne weiteres möglich, die Türe von Hand entgegen der Antriebskraft des Motors zu öffnen oder zu schliessen.

Claims

PATENTANSPRUCH

Elektromechanische Antriebsvorrichtung zum Öffnen und Schliessen von Türen. dadurch gekennzeichnet. dass ein blokkierbarer Elektromotor (10). eine Übertragungsvorrichtung (4. 6. 9) mit über den Übertragungsbereich variablem Über setzungsverhältms. die mit dem Motor (10) und der Türe (8) antriebsverbunden ist. und federnd nachgiebige Anschläge (70.

22. 251 zur Begrenzung der Bewegung der Übertragungsvorrichtung (4* 6. 9) in zwei Endlagen vorgesehen sind.

UNTERANSPRÜCHE 1. Antriebsvorrichtung nach Patentanspruch. dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (10) ein Elektromotor mit umschaltbarer Drehrichtung ist.

2. Antriebsvorrichtung nach Unteranspruch 1. dadurch gekennzeichnet. dass der Elektromotor (101 ein Einphasenkondensatormotor ist.

3. Antriebsvorrichtung nach Patentanspruch. dadurch gekennzeichnet. dass die Übertragungsvorrichtung aus einem Untersetzungsgetriebe (9) und einer Hebelanordnung (4 6) mit einem über den Bewegungsbereich variablen tÇberset- zungsverhältnis besteht.

1; Antriebsvorrichtung nach Unteranspruch 3. dadurch gekennzeichnet. dass die Hebelanordnung einen Antriebshebel (4). der an einer aus dem Untersetzungsgetriebe (9) herausrawenden Antriebswelle angebracht ist. und eine Stange (6). die mit dem Antriebshebel (4) und der Türe (8) gelenkig verbunden ist. aufweist.

5. Antriebsvorrichtung nach Unteranspruch 4. dadurch gekennzeichnet. dass der Variationsbereich des Antriebshebels kleiner als 180 ist. und dass der zwischen Stange (6) und Antriebshebel (4) gebildete Winkel in Schliesstellung klein aber nicht 0% in Offenstellung stumpf aber nicht 180 ist.

6. Antriebsvorrichtung nach Unteranspruch 4. dadurch gekennzeichnet. dass mit der Antriebswelle (3) ein mindestens eine Anschlagfläche (24) aufweisendes Anschlagelement (20).

dessen Drehwinkel durch mindestens einen an einem Gehäuse (1) angebrachten Anschlagbolzen (25) begrenzt ist, federnd nachgiebig verbunden ist.

7. Antriebsvorrichtung nach Unteranspruch 4 dadurch gekennzeichnet. dass ein Zahnrad (19) des Untersetzungsgetriebes (9) federnd nachgiebig auf der Antriebswelle (3) angebracht ist, und dass der Drehwinkel der Antriebswelle (3) durch ein auf ihr befestigtes Anschlagsegment (20) und mindestens eine mit einem Gehäuse (1) verbundene Anschlagleiste ('ó) begrenzt ist.

8. Antriebsvorrichtung nach Unteranspruch 4. dadurch gekennzeichnet. dass auf der Antriebswelle (3) eine Schraubenfeder (27) mit einem ersten fest mit der Antriebswelle (3) verbundenen Ende und einem zweiten radial nach aussen gebogenen Ende angebracht ist und dass an einem Gehäuse (11 mindestens ein die Drehbewegung des zweiten Endes der Schraubenfeder (77) begrenzender Anschlagbolzen ('5) befestigt ist.

9. Antriebsvorrichtung nach Unteranspruch 4 dadurch gekennzeichnet. dass ein radial gegen aussen gerichteter Anschlagarm ('8) der am äusseren Ende einen mittels in tangentialer Richtung wirkender Tellerfedernpakete ('9) gefederten Dorn (30) aufweist. auf der Antriebswelle (3) befestigt ist. und dass an einem Gehäuse (1) mindestens ein den Drehwinkel des Anschlagarms (28) begrenzender Anschlagbolzen ('5) angebracht ist.

10. Antriebsvorrichtung nach Unteranspruch 4. dadurch gekennzeichnet. dass der Antriebshebel (4) mindestens eine Anschlagfläche (34) aufweist und dass an einem Gehäuse (1) mindestens ein den Drehwinkel des AntriebshebelS (4) federnd nachgiebig begrenzender Puffer 31) angebracht ist.

11. Antriebsvorrichtung nach Unteranspruch 4. dadurch gekennzeichnet. dass zwischen Antriebswelle (3) und Antriebshebel (4) mindestens ein federnd nachgiebiges Verbindungselement (321, an einem Gehäuse (1) mindestens ein Anschlagbolzen (25) und am Antriebshebel (4) mindestens eine Anschlagfläche (24) vorgesehen ist.

12. Antriebsvorrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor ( 10) bei Drehzahl null einen bedeutenden Teil des Maximaldrehmomentes abgibt.