DE102004050339A1

DE102004050339A1 - Schiebetür mit magnetischer Trageinrichtung und einem Linearantrieb

Info

Publication number: DE102004050339A1
Application number: DE102004050339A
Authority: DE
Inventors: Sven Busch
Original assignee: Dorma Deutschland GmbH
Current assignee: Dorma Deutschland GmbH
Priority date: 2004-10-17
Filing date: 2004-10-17
Publication date: 2006-04-27

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schiebetür mit einer magnetischen Trageinrichtung für mindestens einen Türflügel, die mindestens eine Magnetreihe, mindestens ein in anziehender Kraftwirkung mit mindestens einer der mindestens einen Magnetreihe stehendes weich- oder hartmagnetisches Tragelement und ein Führungselement umfasst, das einen bestimmten spaltförmigen Abstand zwischen der mindestens einen Magnetreihe und dem Tragelement gewährleistet. Die erfindungsgemäße Schiebetür weist einen elektromechanischen Linearantrieb auf.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schiebetür mit einer magnetischen Trageinrichtung, insbesondere für eine automatisch betriebene Tür. Die magnetische Trageinrichtung besteht aus mindestens einer Magnetreihe, wobei von diesem Begriff eine Anordnung einzelner Dauermagnete und auch längliche Einzelmagneten umfasst sind. Die Magnetreihe kann ortsfest oder ortsveränderlich angeordnet sein.

Aus der DE 40 16 948 A1 ist eine Schiebetürführung bekannt, bei der miteinander zusammenwirkende Magnete bei normaler Belastung eine berührungsfreie schwebende Führung eines in der Schiebeführung gehaltenen Türflügels oder dergleichen bewirken. Nachteilig ist dabei die V-förmige Anordnung der Permanentmagnete, da durch eine derartige Anordnung keine seitlich stabile Führungsbahn realisiert werden kann.

Aus der WO 00/50719 A1 ist ein kombiniertes Lager- und Antriebssystem für eine automatisch betriebene Tür bekannt, bei der ein permanent erregtes magnetisches Tragsystem symmetrisch aufgebaut ist und ortsfeste und ortsveränderbare Magnetreihen aufweist, die jeweils in einer Ebene angeordnet sind, wobei sich das Tragsystem in einem labilen Gleichgewicht befindet. Hier weist das Tragsystem symmetrisch angeordnete seitliche Führungselemente auf, die rollenförmig gelagert sein können.

Diesen beiden Lagersystemen gemeinsam ist, dass sie nach dem Prinzip der abstoßenden Kraftwirkung arbeiten, welches Wirkprinzip einen stabilen Schwebezustand ohne aufwendige elektrische Regeleinrichtungen ermöglicht. Nachteilig hieran ist jedoch, dass sowohl mindestens eine ortsfeste als auch mindestens eine ortsveränderbare Magnetreihe vorhanden sein müssen, d. h. über den gesamten Weg der Schiebeführung bzw. des Lagers der automatisch betriebenen Tür und an dem entlang dieser Führung beweglichen Tragschlitten für die Tür Magnete angeordnet sein müssen, wodurch ein solches System, das sich aufgrund des Wegfalls der mechanischen Reibung zum Tragen der Tür durch extreme Leichtgängigkeit und geräuschlose Arbeitsweise auszeichnet und nahezu verschleiß- und wartungsfrei ist, in der Herstellung sehr teuer wird. Ein weiterer sich hierdurch ergebenden Nachteil ist es, dass eine Kombination des magnetisch gelagerten Tragschlittens mit einem Linearantrieb aufgrund des labilen Zustands des Tragschlittens nur unzulänglich möglich ist.

Aus der DE 196 18 518 C1 ist weiter ein elektromagnetisches Antriebssystem für magnetische Schwebe- und Tragsysteme bekannt, bei dem durch eine geeignete Anordnung von Dauermagnet und ferromagnetischem Material ein stabiler Schwebe- und Tragzustand erreicht wird. Hierzu versetzt der Dauermagnet das ferromagnetische Material in den Zustand einer magnetischen Teilsättigung. Elektromagnete sind so angeordnet, dass die Dauermagneten allein durch eine Änderung der Sättigung in der Tragschiene bewegt werden, und die Spulenkerne sind in die dauermagnetische Teilsättigung, die zum Schwebe- und Tragezustand führt, mit einbezogen.

Weiter zeigt die WO 94/13055 einen Ständerantrieb für einen elektrischen Linearantrieb und eine mit einem solchen Ständer versehene Tür, die mittels Magneten im Türsturz eines Rahmens aufgehängt ist. Hierfür sind an der Türfüllung mehrere Magnete oder Magnetgruppen angeordnet, deren magnetische Feldstärke so groß ist, dass eine Anziehungskraft zu einer Führungsplatte erreicht wird, die an der Unterseite des Türsturzes ange ordnet ist, wobei die Anziehungskraft ausreicht, um das Gewicht der Türfüllung anzuheben.

Den beiden in diesen Druckschriften beschriebenen Systemen ist gemeinsam, dass die Realisierung des Antriebs sehr aufwendig und teuer ist.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine automatisch betriebene Schiebetür mit magnetischer Trageinrichtung so weiterzuentwickeln, dass die zuvor genannten Vorteile bei geringeren Herstellungskosten bestehen bleiben.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes des Patentanspruches 1 sind in den Unteransprüchen angegeben.

Eine erfindungsgemäße Schiebetür mit einer magnetischen Trageinrichtung für mindestens einen Türflügel, wobei die Trageinrichtung mindestens eine Magnetreihe, mindestens ein in anziehender Kraftwirkung mit mindestens einer der mindestens einen Magnetreihe stehendes weich- oder hartmagnetisches Tragelement und ein Führungselement aufweist, das einen bestimmten spaltförmigen Abstand zwischen der mindestens einen Magnetreihe und dem Tragelement gewährleistet, weist weiter einen elektromechanischen Linearantrieb auf. Gegenüber dem beschriebenen Stand der Technik weist dies den Vorteil auf, dass das Tragelement aufgrund der ausgenutzten anziehenden Kraftwirkung nicht notwendiger Weise hartmagnetisch sein muss. Da weiter ein Führungselement vorgesehen ist, welches einen bestimmten spaltförmigen Abstand zwischen der mindestens einen Magnetreihe und dem Tragelement gewährleistet, braucht trotz Ausnutzung eines instabilen Gleichgewichtszustandes keine elektrische oder elektronische Regeleinrichtung vorgesehen zu werden. Ein spaltförmiger Abstand im Sinne dieser Erfindung ist ein Abstand zwischen zwei parallelen oder wenig gegeneinander geneigten Flächen. Hier insbesondere zwischen einer Polfläche einer der mindestens einen Magnetreihe und einer dieser gegenüberliegend im Wesentlichen parallel dazu angeordneten Fläche des Tragelementes. Durch die Einhaltung des bestimmten spaltförmigen Abstandes ist weiter eine einfache und zuverlässig arbeitende Kombination mit dem erfindungsgemäß vorgesehenen elektromechanischen Linearantrieb möglich. Diese durch die stabile magnetische Lagerung ermöglichte erfindungsgemäße Kombination ist durch ihre im Vergleich mit einem elektromagnetischen Linearantrieb geringen Herstellungskosten von besonderem Vorteil, wobei die Vorteile der magnetischen Lagerung, d. h. z. B. Laufruhe und Wartungsfreiheit der Lagerung, bestehen bleiben.

Der elektromechanische Linearantrieb in der erfindungsgemäßen Schiebetür nach ist weiter vorzugsweise ein Spindelantrieb, der eine Spindel aufweist, die in Wechselwirkung mit einem Tragschlitten der Trageinrichtung steht, an dem die zu tragende Last befestigt ist.

Der elektromechanische Linearantrieb in der erfindungsgemäßen Schiebetür nach ist alternativ weiter vorzugsweise ein Zugmittelantrieb, der ein Zugmittel aufweist, das in Wechselwirkung mit einem Tragschlitten der Trageinrichtung steht, an dem die zu tragende Last befestigt ist.

Der elektromechanische Linearantrieb in der erfindungsgemäßen Schiebetür nach ist weiter alternativ weiter vorzugsweise ein Zahnstangen-Antrieb, bei dem ein Zahnrad mit einer Zahnstange kämmt, die an einem Tragschlitten der Trageinrichtung befestigt ist, an dem die zu tragende Last befestigt ist.

Der elektromechanische Linearantrieb in der erfindungsgemäßen Schiebetür nach ist weiter alternativ weiter vorzugsweise ein Reibrad-Antrieb, bei dem ein Reibrad mit auf einer Lauffläche läuft, die sich an einem Tragschlitten der Trageinrichtung befindet, an dem die zu tragende Last befestigt ist.

Bei der erfindungsgemäßen Trageinrichtung ist die mindestens eine Magnetreihe vorzugsweise quer zur Tragrichtung magnetisiert. Weiter vorzugsweise ist die mindestens eine Magnetreihe auch ebenfalls quer zu einer Verschieberichtung magnetisiert, in der ein von der Trageinrichtung getragenes Element, z. B. ein Schiebetürelement, verfahren werden kann. Bei dieser vorzugsweisen Anordnung, der Magnetisierung der mindestens einen Magnetreihe quer zur Tragrichtung, ergibt sich eine besonders einfache konstruktive Ausgestaltung des Führungselementes, da dieses in diesem Fall unabhängig von einer Kraft geplant und ausgeführt werden kann, die von der Trageinrichtung erzeugt werden muss, um das getragene Element in einem Schwebezustand zu halten.

Erfindungsgemäß besteht die mindestens eine Magnetreihe vorzugsweise aus einzelnen Dauermagneten, da so durch die Aneinanderreihung einzelner kleinerer Magnete bei der Materialbeschaffung und damit im Herstellungsprozess der erfindungsgemäßen Trageinrichtung Kosten gespart werden können. Weiter können aufgrund dieser Ausgestaltung leichter Toleranzen ausgeglichen und magnetische Eigenschaften besser ausgenutzt werden. Anstelle einer Reihe von Magneten kann auch ein Einzelmagnet eingesetzt werden, wodurch das relativ schwierige Montieren der Vielzahl von einzelnen Magneten entfällt.

Nach der Erfindung wechselt vorzugsweise die Magnetisierung der mindestens einen Magnetreihe in einer Längsrichtung der mindestens einen Magnetreihe in bestimmten Abständen das Vorzeichen. Dieses Merkmal, das besonders einfach bei einer aus einzelnen Dauermagneten bestehenden Magnetreihe verwirklicht werden kann, bewirkt eine bessere magnetische Wirkung, da zusammen mit der Trageinrichtung ein magnetischer Feldschluss der einzelnen Magnetisierungsbereiche, d. h. zwischen den einzelnen Dauermagneten, erzeugt wird. Auch bei dieser vorzugsweisen Ausführungsform kann anstelle der einzelnen Dauermagnete mit abwechselnder Polarisierung ein mehrfach polarisierter Einzelmagnet eingesetzt werden. Weiter wird durch dieses Merkmal erreicht, dass das den spaltförmigen Abstand gewährleistende Führungselement bei auf beiden Seiten der Magnetreihe vorhandenem Tragelement keine großen Kräfte aufnehmen muss, da sich die zwischen der mindestens einen Magnetreihe und dem Tragelement in Magnetisierungsrichtung wirkenden Kräfte bestenfalls aufheben. Dieser Effekt wird mit einer steigenden Anzahl abwechselnder Polarisierungen stärker unterstützt, da damit sowohl Toleranzen in den Feldstärken einzelner Polarisierungsbereiche besser ausgeglichen werden, als auch eine solche Überlagerung der von den einzelnen Polarisierungsbereichen jeweils erzeugten Kräften erfolgt, dass ein Feld erzeugt wird, welches dem Aufbau von Querkräften entgegenwirkt. Mindestens sollten drei aufeinander folgende Polarisierungsbereiche vorgesehen sein, damit eine bei lediglich zwei Polarisierungsbereichen der Magnetreihe mögliche Verkantung der Magnetreihe nicht eintritt, die bereits große Querkräfte erzeugen kann. Bei Verwendung einer U-förmigen Tragschiene wird zwar aufgrund der Ausgestaltung der Tragschiene als solche bereits ein besserer Magnetfeldschluss erreicht, als bei Verwendung von zwei Tragschienen, die auf beiden Seiten der Magnetreihe angeordnet sind. Bei einer Kombination dieser Merkmale ergibt sich jedoch ein besonders guter magnetischer Feldschluss.

Vorzugsweise wird der Abstand zwischen Magnetreihe und Tragelement so klein wie möglich gehalten.

Nach der Erfindung ist das Tragelement vorzugsweise ortsfest und die mindestens eine Magnetreihe ortsveränderlich angeordnet, d. h. im Fall einer Schiebetür ist diese an der Magnetreihe aufgehängt, wohingegen das Tragelement eine Führung für das Türelement oder die Türelemente einer mehrflügeligen Schiebetür bildet. Diese Ausgestaltung ermöglicht in besonders einfacher Weise eine Kombination der erfindungsgemäßen Trageinrichtung mit einem elektromagnetischem Linearantrieb, bei dem der Läufer mittels der Magnetreihe(n) gebildet wird. Natürlich ist auch die Ausgestaltung des Tragelementes ortsveränderlich und der Magnetreihe(n) ortsfest möglich.

Das Tragelement ist nach der Erfindung vorzugsweise weichmagnetisch, wodurch besonders niedrige Kosten hinsichtlich dieses Elementes erreicht werden.

Das Führungselement umfasst nach der Erfindung vorzugsweise Rollen, Wälz- und/oder Gleitkörper.

Nach der Erfindung besteht die mindestens eine Magnetreihe vorzugsweise aus einem oder mehreren Hochleistungsmagneten, vorzugsweise Seltenenerden-Hochleistungsmagneten, weiter vorzugsweise aus Neodym-Eisen-Bor (NeFeB) bzw. Samarium-Cobalt (Sm₂Co) oder kunststoffgebundenen Magnetwerkstoffen. Durch die Verwendung von solchen Hochleistungsmagneten lassen sich wegen der höheren Remanenzinduktion wesentlich höhere Kraftdichten erzeugen als mit Ferrit-Magneten. Demzufolge lässt sich das Magnetsystem bei gegebener Tragkraft mit Hochleistungsmagneten geometrisch klein und damit platzsparend aufbauen. Die gegenüber Ferrit-Magneten höheren Materialkosten der Hochleistungsmagnete werden durch das vergleichsweise geringe Magnetvolumen zumindest kompensiert.

Die erfindungsgemäße Trageinrichtung wird zum Tragen mindestens eines Türflügels einer Schiebetür eingesetzt, die vorzugsweise als Bogenschiebetür oder Horizontal-Schiebewand ausgebildet ist. Sie kann neben diesem Einsatz auch zum Tragen von Torflügeln oder in Zuführeinrichtungen, Handlingseinrichtungen oder Transportsystemen eingesetzt werden.

Die Erfindung wird nun anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben.
Dabei zeigen:
1: Einen Querschnitt einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen magnetischen Trageinrichtung in verschiedenen Belastungszuständen,
2: die Tragkraftkennlinie der magnetischen Trageinrichtung nach der in 1 gezeigten ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
3: den Querkraftverlauf der magnetischen Trageinrichtung nach der in 1 gezeigten ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
4: eine Schnittdarstellung einer Draufsicht der magnetischen Trageinrichtung nach der in 1 gezeigten ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, und
5: einen Querschnitt verschiedener Ausgestaltungen einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen magnetischen Trageinrichtung.
Die 1 zeigt eine erste bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäß verwendeten magnetischen Trageinrichtung für Schiebetüren im Querschnitt. Zur Erläuterung ist ein Koordinatensystem eingezeichnet, bei dem eine x-Richtung eine Fahrtrichtung eines an der erfindungsgemäßen Trageinrichtung aufgehängten Türflügels 5 darstellt. Die Richtung der auf die magnetische Trageinrichtung wirkenden Querkräfte ist die y-Richtung und die durch das Gewicht der aufgehängten Türflügel 5 bedingte vertikale Magnetauslenkung nach unten ist in z-Richtung eingezeichnet.
Eine an einem Tragschlitten 4 befestigte Magnetreihe 1 wird durch eine an dem Tragschlitten 4 vorgesehenes mechanisches Führungselement 3, das mit einem Gehäuse 6 der Trageinrichtung zusammenwirkt, in horizontaler Richtung zentriert zwischen weichmagnetischen Tragschienen 2a, 2b, die das Tragelement 2 bilden, zwangsgeführt, während sie in vertikaler Richtung und in Fahrtrichtung (x) des Türflügels 5 frei verschiebbar ist. Durch die so erzwungene Symmetrie heben sich die in y-Richtung an den Magneten 1a, 1b, 1c, 1d angreifenden Querkräfte weitgehend auf. In vertikaler Richtung (z-Richtung) nehmen die Magnete 1a, 1b, 1c, 1d nur im lastfreien Zustand, also ohne an dem Tragschlitten 4 befestigte Last, wie in der 1a) gezeigt, eine symmetrische Lage ein.
Bei Belastung der Magnete 1a, 1b, 1c, 1d mit einer Gewichtskraft F_g, z. B. durch einen an dem Tragschlitten 4 befestigten Türflügel 5, werden diese in vertikaler Richtung aus der in 1a) gezeigten symmetrischen Lage über einen in 1b) gezeigten Zwischenzustand in eine in 1c) gezeigte Gleichgewichtslage bewegt, die durch die zu tragende Gewichts kraft F_g und eine magnetische Rückstellkraft zwischen den Magneten 1a, 1b, 1c, 1d der Magnetreihe 1 und den Tragschienen 2a, 2b des Tragelementes 2, im Folgenden auch als Tragkraft F(z) bezeichnet, bestimmt ist. Die Ursache dieser Rückstellkraft sind die zwischen den Magneten 1a, 1b, 1c, 1d der Magnetreihe 1 und den Tragschienen 2a, 2b wirkenden magnetischen Anziehungskräfte, wobei nur der Teil der Magnete 1a, 1b, 1c, 1d, der zwischen den Tragschienen 2a, 2b nach unten heraustritt, zu dieser magnetischen Tragkraft beiträgt. Da dieser Teil mit größer werdender vertikaler Auslenkung zunimmt, steigt die magnetische Tragkraft dem Betrag nach kontinuierlich mit der Auslenkung an.
2 zeigt die Abhängigkeit zwischen der vertikalen Auslenkung der Magnetreihe 1 und der magnetischen Tragkraft in einer Kennlinie, d. h. die Tragkraftkennlinie der Trageinrichtung gemäß der in 1 gezeigten Ausführungsform. Auf der Abszisse ist die vertikale Auslenkung z nach unten, z. B. in mm, und auf der Ordinate die korrespondierende erzeugte magnetische Tragkraft F(z), z. B. in Newton, angegeben. Der Verlauf der Tragkraftkennlinie ist durch einen oberen und einen unteren Abrisspunkt gekennzeichnet, die jeweils erreicht werden, wenn die Magnete zwischen den Tragschienen nach oben bzw. nach unten vollständig heraustreten, wie es für den Fall nach unten in 1e) gezeigt ist. Wird diese kritische Auslenkung kraftbedingt überschritten, so schwächen sich die Rückstellkräfte durch den zunehmenden Abstand zu den Tragschienen 2a, 2b ab, wodurch in diesen Bereichen kein stabiler Gleichgewichtszustand zwischen der Tragkraft F(z) und der durch die Last bedingten Gewichtskraft F_g erreicht werden kann.
In der Praxis kann ein solches Abreißen der Tragkraft F(z) durch die Gewichtskraft F_g der Türflügelmasse durch eine mechanische Begrenzung der möglichen Auslenkung der Magnetreihe 1 zuverlässig verhindert wer den, wie sie beispielhaft in 1d) gezeigt ist. Hier umfasst das die Tragschienen 2a, 2b aufnehmende und eine horizontale Führung für das Führungselement 3 bietende Gehäuse 6 gleichzeitig zwei jeweils an seinen unteren Enden angeordnete Vorsprünge 6a, 6b, die eine mechanische Begrenzung der möglichen Auslenkung des Tragschlittens 4 und somit der an diesem starr befestigten Magnetreihe 1 in z-Richtung sind.
Zwischen dem oberen Abrisspunkt und dem unteren Abrisspunkt verläuft die Tragkraftkennlinie nahezu linear, wobei bei einer positiven Auslenkung der Magnetreihe 1, d. h. einer Auslenkung nach unten, die durch den am Tragschlitten 4 befestigten Türflügel 5 erfolgt, von dem Ursprung des Koordinatensystemes zwischen vertikaler Auslenkung z der Magnetreihe 1 und magnetischer Tragkraft F(z) bis zu dem unteren Abrisspunkt auf der Tragkraftkennlinie Betriebspunkte mit negativer Steigung durchfahren werden, in denen sich eine jeweilige stabile Lage der Magnetreihe 1 zwischen den Tragschienen 2a, 2b, bedingt durch die auf die Magnetreihe 1 wirkende Gewichtskraft F_g und der betragsgleichen, in entgegengesetzte Richtung wirkende magnetische Tragkraft F(z) einstellen kann.
Bei strenger Symmetrie der beschriebenen magnetischen Trageinrichtung um die vertikale Mittelachse (z-Achse), die sowohl von der Anordnung der Trageinrichtung als auch dem mechanischen Führungselement 3 abhängt, heben sich die horizontalen Magnetkraft-Komponenten in Querrichtung, d. h. in y-Richtung, vollständig auf. Verlässt die Magnetreihe 1 toleranzbedingt diese exakte Mittellage, so stellt sich aufgrund unterschiedlich starker Anziehungskräfte zu den beiden Tragschienen 2a, 2b eine auf die Magnetreihe 1 wirkende Querkraft F(y) ein.
Die 3 zeigt für eine Spaltbreite von z. B. –1 mm bis +1 mm einen Querkraftverlauf F(y) in Abhängigkeit von einer seitlichen Verschiebung y der Magnete 1a, 1b, 1c, 1d, der über den ganzen Verlauf eine positive Steigung hat. Das bedeutet, dass im Null-Punkt des Koordinatensystemes, der zur Mittellage der Magnetreihe 1 zwischen den Tragschienen 2a, 2b korrespondiert, ein instabiles Kräftegleichgewicht vorliegt. In allen anderen Punkten des Koordinatensystemes herrscht eine resultierende Querkraft F(y).
Da in der Mittellage nur ein instabiles Kräftegleichgewicht vorliegt, muss das Führungselement 3 eine präzise mechanische Lagerung bieten, die die Magnetreihe 1 während der Fahrbewegung der Magnetreihe 1 in Bewegungsrichtung, d. h. in x-Richtung, exakt mittig zwischen den Tragschienen 2a, 2b führt. Je genauer diese Zentrierung realisiert werden kann, umso geringer sind die resultierende Querkraft F(y) und hiermit verbundene Reibungskräfte der mechanischen Lagerung.
Um die Trageigenschaften zu optimieren, sollte die Magnetbreite, d. h. die Abmessungen der Magnetreihe 1 bzw. von deren Einzelmagneten 1a, 1b, 1c, 1d in y-Richtung, möglichst groß sein, denn eine große Magnetbreite bewirkt eine große Feldstärke, die zu großen Tragkräften führt. Die Magnethöhe, also die Abmessungen der Magnetreihe bzw. von deren Einzelmagneten 1a, 1b, 1c, 1d in z-Richtung, sollte möglichst klein sein, denn kleine Magnethöhen erhöhen die Steifigkeit des Tragkraftfeldes durch Bündelung des Feldes.
Die Höhe der Tragschienen 2a, 2b sollte möglichst klein sein, günstig ist eine Tragschienenhöhe kleiner 1/2 der Magnethöhe, denn die Feldlinien der Dauermagnete werden gebündelt und hierdurch die Steifigkeit des magnetischen Tragsystemes erhöht.
Die Anordnung sollte so gewählt werden, dass die weichmagnetischen Tragschienen 2a, 2b im Gleichgewichtszustand, in dem die magnetische Tragkraft F(z) betragsgleich der durch Belastung der Magnetreihe 1 mit dem Türflügel 5 hervorgerufenen Gewichtskraft F_g ist, vertikal unsymmetrisch um die Magnetreihe 1 liegen und die Magnetreihe 1 sollte möglichst kontinuierlich sein, um Rastkräfte in Bewegungsrichtung, d. h. in x-Richtung, zu vermeiden.
In 4 ist eine Schnittdarstellung einer Aufsicht der in 1a nach einer Schnittlinie A-A gezeigten Trageinrichtung nach der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Es ist zu erkennen, dass die Magnetreihe 1 aus Einzelmagneten 1a, 1b, 1c, 1d besteht, die mit abwechselnder Magnetisierungsrichtung zwischen den beiden seitlich angeordneten Tragschienen 2a, 2b angeordnet sind, die aus einem weichmagnetischen Material bestehen. In dieser Ausführungsform, in der die Tragschienen 2a, 2b den feststehenden Teil der erfindungsgemäßen Trageinrichtung bilden, sind die Einzelmagnete 1a, 1b, 1c, 1d zur Bildung der Magnetreihe 1 an dem beweglichen Tragschlitten 4 befestigt und können zwischen den Schienen in x- und z-Richtung verschoben werden. Bei einer vertikalen Verschiebung, d. h. einer Verschiebung in z-Richtung, um einen kleinen Weg, ca. 3–5 mm, aus der Null-Lage, d. h. der geometrischen Symmetrielage, ergibt sich, bedingt durch die Verwendung äußerst starker Dauermagnete, z. B. aus NdFeB, eine erhebliche Rückstellkraft, die zum Tragen eines Schiebetürflügels 5 mit einem Gewicht von ca. 80 kg/m geeignet ist. In der in 4 gezeigten Anordnung, bei der die Dauermagnete 1a, 1b, 1c, 1d mit abwechselnder Magnetisierungsrichtung zwischen den beiden Tragschienen 2a, 2b angeordnet sind, wirkt sich der Feldschluss durch die Tragschienen 2a, 2b bei wechselseitiger Magnetisierungsrichtung der nebeneinander angeordneten Magnete positiv verstärkend aus.
Die 5 zeigt eine zweite bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen magnetischen Trageinrichtung mit einer anderen Ausgestaltung des Gehäuses und des Tragelementes im Querschnitt. Das wie in der zuvor beschriebenen Ausgestaltung prinzipiell U-förmige Gehäuse weist im Gegensatz zu der zuvor beschriebenen Ausgestaltung nicht lediglich einen Boden und zwei senkrecht auf diesem stehende Seitenbereiche auf, wobei die Tragschienen 2a, 2b in den zwischen Boden und einem jeweiligen Seitenbereich gebildeten Kanten angeordnet sind, sondern weist gegenüber der zuvor beschriebenen Ausgestaltung verstärkte Seitenbereiche 18 auf, die an der jeweiligen Kante mit einem Bodenbereich 19 eine Einfräsung oder Einkerbung 20 aufweisen, in denen zwei Seitenbereiche einer U-förmige Tragschiene 2d so aufgenommen werden können, dass die beiden Seitenbereiche der Tragschiene 2d in den Einfräsungen oder Einkerbungen 20 des Gehäuses 6a, 6b, 6c aufgenommen werden und der Boden der Tragschiene 2d an dem Boden 19 des Gehäuses 6a, 6b, 6c anliegt. Hierdurch ist eine größere Stabilität gewährleistet, da eine die Tragschienen 2d in Richtung des Tragschlittens 4 (in z-Richtung) ziehende Kraft direkt von dem Gehäuse 6a, 6b, 6c und nicht von einem oder mehreren Befestigungsmitteln aufgenommen wird, welches eine jeweilige Tragschiene 2a, 2b direkt an dem Gehäuse festlegt. Weiter kann die Tragschiene 2d durch diese Ausgestaltung in das Gehäuse 6a, 6b, 6c in Bewegungsrichtung des Tragschlittens 4 (in x-Richtung) eingeschoben werden und ohne weitere Befestigungsmittel in Tragrichtung (in z-Richtung) und in Richtung der Querkräfte (in y-Richtung) von dem Gehäuse 6a, 6i, 6j gehalten werden.
Wie in der im Zusammenhang mit der 1 beschrieben Ausgestaltung ist die ortsveränderbare Magnetreihe 1 ebenfalls an dem Tragschlitten 4 befestigt, wobei der Tragschlitten 4 hier nicht ein aus Gleitkörpern bestehendes Führungselement 3, sondern ein aus einer Rolle bestehendes Führungselement 3 aufweist. Die Rolle hat einen etwas kleineren Durchmesser, als der Abstand zwischen den Vorsprüngen 21 des Gehäuses 6a, 6b, 6c mit denen die Rolle in Wechselwirkung steht, d. h. an denen sie entlangläuft, wenn sich die Magnetreihe 1 und der Tragschlitten 4 nicht in der Mittellage (in y-Richtung) befinden. Trotz des etwas kleineren Durchmessers ist der bestimmte spaltförmige Abstand zwischen der Magnetreihe 1 und den Seitenteilen der U-förmigen Tragschiene 2d gewährleistet.
Hier zeigt die 5a) eine erste Ausgestaltung der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die aus einer Kombination der erfindungsgemäßen dauermagnetischen Trageinrichtung mit einem Spindelantrieb 13 besteht, der eine drehbare, mit einem Gewinde versehene Spindel 13a aufweist, die in ein in dem Tragschlitten 4 vorgesehenes Gewinde 13b eingreift und diesen durch Drehung in Bewegungsrichtung des Tragschlittens 4 (in x-Richtung) bewegt.
Die 5b) und 5c) zeigen eine Kombination der erfindungsgemäßen magnetischen Trageinrichtung mit einem Zugmittelantrieb, wobei dieser in der 5b) als ein Riemenantrieb 14 und in der 5c) als ein Seilantrieb 15 ausgelegt ist. Gemäß der in 5b) gezeigten zweiten Ausgestaltung der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein auf eine (nicht gezeigte) Lagerung gespannter Riemen 14, vorzugsweise ein Zahnriemen, vorhanden, an dem eine Halterung 12 festgreift, die mittels einer Schraube 11 an dem Tragschlitten 4 befestigt ist. Bewegt sich nun der Riemen 14 in Bewegungsrichtung des Tragschlittens 4, so wird dieser durch die an ihm befestigte Halterung 12 mitgenommen. Auf gleiche Weise funktioniert die in der 5c) gezeigte dritte Ausgestaltung der zweiten bevorzugten Ausführungsform der mit einem elektromechanischen Linearantrieb kombinierten dauermagnetischen Trageinrichtung nach der Erfindung, bei der anstelle des Riemens 14 ein Seil 15 vorhanden ist, an welches ein an dieses angepasstes Halteelement 10 angreift, das mittels einer Schraube 11 an dem Tragschlitten 4 befestigt ist. Das Gehäuse 6b ist jeweils so ausgestaltet, dass der Riemen 14 bzw. das Seil 15, welche vorzugsweise auf Höhe des Führungselementes 3 angeordnet sind, sowie die Halterung 12 bzw. das Halteelement 10 und die Schraube 11 nicht frei liegen, sondern von außen unsichtbar eingeschlossen sind. Hierdurch ergibt sich ein ungehinderter und prinzipiell nicht störbarer Lauf des Riemens 14 bzw. des Seiles 15, wodurch der Antrieb einen ruhigen und wartungsarmen Betrieb ermöglicht.
Die 5d) zeigt die Kombination der zweiten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen dauermagnetischen Trageinrichtung mit einem Zahnstangen-Antrieb 16, bei dem ein von einem Antrieb 16, der an dem die Tragschiene 2d aufnehmenden Gehäuse 6c befestigt ist, ein Zahnrad 9 antreibt, welches mit einer an dem Tragschlitten 4 befestigten Zahnstange 8 kämmt. Dreht sich nun das Zahnrad 9 durch den Antrieb 16, so wird der Tragschlitten 4 aufgrund seiner starren Befestigung mit der Zahnstange 8, in die das Zahnrad 9 kämmt, in seine Bewegungsrichtungen bewegt. Ähnlich funktioniert ein in der 5e) gezeigter Reibrad-Antrieb, bei dem ein Antriebsmotor 17, der in dem die Tragschiene 2d aufnehmenden Gehäuse 6c befestigt ist, ein Reibrad 7 antreibt, welches auf einer Lauffläche 22 läuft, die an dem Tragschlitten 4 befestigt ist. Auch hier umschließt ein jeweiliges Gehäuse 6c, das wie in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen die erfindungsgemäß verwendete magnetische Trageinrichtung und den jeweiligen Linearantrieb aufnimmt, wodurch dieser wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen geschützt und von außen unsichtbar ist.
Sowohl bei der ersten als auch bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können mehrere der gezeigten und beschriebenen miteinander in Wechselwirkung stehenden Anordnungen aus Magnetreihe(n) und Tragelement, d. h. Tragschiene(n), parallel angeordnet sein. Weiter sind auch andere Anordnungen und Ausgestaltungen denkbar, z. B. eine U-förmige Tragschiene als Tragelement, innerhalb der mehrere Magnetreihen angeordnet sind.

1: Magnetreihe
1a–d: Magnet
2: Tragelement
2a, 2b, 2d: Tragschiene
3: Führungselement
4: Tragschlitten
5: Türflügel
6, 6a, 6b, 6c: Gehäuse
7: Reibrad
8: Zahnstange
9: Zahnrad
10: Halteelement
11: Schraube
12: Halterung
13a: Spindel
13b: Gewinde
14: Riemen
14c: Schraube
15: Seil
16: Antriebsmotor
16b: Zahnstange
17: Antriebsmotor
18: Seitenbereich
19: Bodenbereich
20: Einkerbung
21: Vorsprung
22: Lauffläche

Claims

Schiebetür mit einer magnetischen Trageinrichtung für mindestens einen Türflügel, die Trageinrichtung umfasst mindestens eine Magnetreihe (1, 1e, 1f), mindestens ein in anziehender Kraftwirkung mit mindestens einer der mindestens einen Magnetreihe (1, 1e, 1f) stehendes weich- oder hartmagnetisches Tragelement (2a, 2b, 2d) und ein Führungselement (3), das einen bestimmten spaltförmigen Abstand zwischen der mindestens einen Magnetreihe (1, 1e, 1f) und dem Tragelement (2a, 2b, 2d) gewährleistet, gekennzeichnet durch einen elektromechanischen Linearantrieb.
Schiebetür nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromechanische Linearantrieb ein Spindelantrieb ist, der eine Spindel (13a) aufweist, die in Wechselwirkung mit einem Tragschlitten (4) der Trageinrichtung steht, an dem die zu tragende Last (5) befestigt ist.
Schiebetür nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromechanische Linearantrieb ein Zugmittelantrieb (14, 15) ist, der ein Zugmittel aufweist, das in Wechselwirkung mit einem Tragschlitten (4) der Trageinrichtung steht, an dem die zu tragende Last (5) befestigt ist.
Schiebetür nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittel ein Riemen (14) (Zahnriehmen) oder Seil (15) oder Kette ist.
Schiebetür nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromechanische Linearantrieb ein Zahnstangen-Antrieb (16) ist, bei dem ein Zahnrad (9) mit einer Zahnstange (8) kämmt, die an einem Tragschlitten (4) der Trageinrichtung befestigt ist, an dem die zu tragende Last (5) befestigt ist.
Schiebetür nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromechanische Linearantrieb ein Reibrad-Antrieb (17) ist, bei dem ein Reibrad (7) auf einer Lauffläche (22) läuft, die sich an einem Tragschlitten (4) der Trageinrichtung befindet, an dem die zu tragende Last (5) befestigt ist.
Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Magnetreihe (1, 1e, 1f) quer zur Tragrichtung (z) magnetisiert ist.
Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Magnetreihe (1) aus einzelnen Dauermagneten (1a, 1b, 1c, 1d) besteht.
Schiebetür nach einem der der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Magnetisierung der mindestens einen Magnetreihe (1, 1e, 1f) in einer Längsrichtung (x) der mindestens einen Magnetreihe (1, 1e, 1f) in bestimmten Abständen das Vorzeichen wechselt.
Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (2a, 2b, 2d) ortsfest und die mindestens eine Magnetreihe (1, 1e, 1f) ortsveränderlich angeordnet sind.
Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (2a, 2b, 2d) weichmagnetisch ist.
Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (3) Rollen, Wälz- und/oder Gleitkörper umfasst.
Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Magnetreihe (1, 1a, 1b, 1c, 1d) aus einem oder mehreren Hochleistungsmagneten, vorzugsweise Seltenenerden-Hochleistungsmagneten, weiter vorzugsweise vom Typ NeFeB oder Sm₂Co besteht.
Schiebetür nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebetür als Bogenschiebetür oder Horizontal-Schiebewand ausgebildet ist.