DE102004061620B3

DE102004061620B3 - Türantrieb, insbesondere Drehtürantrieb

Info

Publication number: DE102004061620B3
Application number: DE200410061620
Authority: DE
Inventors: Volker Bienek
Original assignee: Dorma Deutschland GmbH
Current assignee: Dorma Deutschland GmbH
Priority date: 2004-12-17
Filing date: 2004-12-17
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2024-12-18
Also published as: WO2006066667A1; EP1828520A1; EP2088271A3; EP2088271A2; DE202005021752U1

Abstract

Türantrieb, insbesondere Drehtürantrieb, mit einer Antriebseinheit, die über eine Ausgangswelle mit der Tür koppelbar und in einem Gehäuse angeordnet ist, mit einem Motor, der mit der Antriebseinheit in Antriebsverbindung steht, und mit einem im Gehäuse angeordneten Federkraftspeicher, der mit dem Motor und der Antriebseinheit gekoppelt ist, wobei eine Hydraulikpumpe in Form einer Proportionalkolbenpumpe vorgesehen ist, die mit dem Motor antriebsverbunden ist und die mit einem der Antriebseinheit zugeordneten ersten Druckraum und einem dem Federkraftspeicher zugeordneten separaten zweiten Druckraum in Hydraulikverbindung steht, und dass eine Hydraulik-Dämpfungseinrichtung vorgesehen ist, die zwischen einem Aufnahmeraum für die Antriebseinheit und einem dem zweiten Druckraum benachbarten Zwischenraum des Gehäuses angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Türantrieb, insbesondere einen Drehtürantrieb, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein derartiger Türantrieb ist aus der DE 295 21 068 U1 bekannt. Aus der DE 40 38 720 C2 ist ein Obentürschließer mit Gleitschienengestänge bekannt, der eine Nocken-Antriebseinheit aufweist, die einen optimalen Türmomentenverlauf und Bedienungskomfort ermöglicht. Vom Prinzip her wäre dieser Obentürschließer daher auch als Türantrieb geeignet, jedoch haben im Rahmen der Erfindung durchgeführte Untersuchungen ergeben, dass beim Aufbringen von Öldruck auf die Antriebseinheit sich eine sehr ungünstige Umwandlung des hydraulischen Druckes in die sich ergebende Hub-Rotations- und erneute Hubbewegung ergibt. Denn ca. 75 % der aufzubringenden Leistung sind zum Spannen des Federkraftspeichers eines derartigen Türschließers erforderlich, wohingegen ca. 25 % der Leistung zur Beschleunigung der Tür aus dem System abgegeben werden müssen. Da es ferner wünschenswert ist, die schmale Bauweise derartiger Türschließer auch für Türantriebe aufrechtzuerhalten, können die Dimensionen der Bauteile den extrem hohen Belastungen kaum angepasst werden. Somit ist der bekannte Obentürschließer trotz seiner funktionstechnischen Vorteile kaum als Türantrieb geeignet.

Ein weiterer Drehtürantrieb ist aus der DE 197 56 496 C2 bekannt. Dieser Drehtürantrieb weist eine elektromechanische Antriebseinheit auf, die mit einem Antriebsmotor und einem Getriebe und einer sich daran anschließenden Kraftübertragungseinheit für die angeschlossene Tür versehen ist. Die Kraftübertragungseinheit weist eine Spindel mit einer diese teilweise übergreifenden Spindelmutter auf, die mit einer Zahnstange kraft- und formschlüssig verbunden ist. Obwohl dieser Drehtürantrieb unsichtbar einbaubar ist, ist der Türmomentenverlauf nicht so optimal wie bei den zuvor beschriebenen Türschließern mit Nockentechnologie. Jedoch ist aufgrund der größeren Baubreite der Einbau nicht in Standardprofile möglich.

Die DE 4323150 B4 beschreibt einen hydraulischen Drehflügelantrieb, bei dem beim Öffnen der Druck des Hydraulikmediums an die momentane Kraft der Schließerfeder geregelt angepasst wird und dass in dem Hydraulikkreislauf ein Druckregulierventil angeordnet ist, das über die Schließerfeder geregelt wird.

Die DE 102 61 225 A1 beschreibt einen elektrohydraulischen Servotürantrieb, bei dem die Offenhaltefunktion über ein hydraulisch angesteuertes Ventil erreicht wird.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Türantrieb der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art zu schaffen, der vollständig im Tür- oder Rahmenprofil unsichtbar einbaubar, aber auch auf der Tür montierbar ist und keine Sonderkonstruktionen der Türanlage notwendig macht.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruches 1.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.

Der erfindungsgemäße Türantrieb macht aufgrund seiner kompakten Bauweise einen unsichtbaren Einbau im Tür- oder Rahmenprofil und damit eine vollständige Integrierung in die Türanlage möglich.

Insbesondere ist der Einbau in gängige schmale Türprofile möglich.

Daraus ergibt sich der Vorteil, dass keine das Design der Türanlage beeinträchtigenden Spezialtürprofile und keine Sonderkonstruktionen notwendig sind. Ferner ergibt sich der Vorteil einer wirtschaftlichen Montage bei breiter Verwendbarkeit und überdies ist es möglich, bestehende Türanlagen mit dem erfindungsgemäßen Türantrieb nachzurüsten. Ferner ergibt sich der Vorteil, dass beim erfindungsgemäßen Türantrieb eine direkte Krafteinleitung zum Spannen eines Federkraftspeichers möglich ist. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit einer Vermeidung unnötiger Belastungen der mechanischen Bauteile und eine Senkung des erforderlichen Arbeitsdruckes, da größere wirksame Kolbenflächen zur Verfügung stehen. Ferner ergibt diese Konstruktion den Vorteil einer Erhöhung des Hubvolumens, was den Arbeitsbereich für gängige Hydraulikpumpen verbessert.

Dadurch, dass die Hydraulikpumpe des erfindungsgemäßen Türantriebes mit einem dem Federkraftspeicher direkt zugeordneten separaten Druckraum in Hydraulikverbindung steht, ergibt sich eine direkte Druckbeaufschlagung und damit eine direkte Krafteinleitung in den Federkraftspeicher, was ganz oder zumindest teilweise die Vorspannung des Federkraftspeichers bewirkt. Hierdurch lassen sich die eingangs erläuterten Nachteile in vollem Umfange beheben.

Da die aufzubringende Leistung zum Öffnen einer Tür, insbesondere einer Drehtür, mit einem Türantrieb, der für den Schließvorgang und für Brandschutzeignung mit dem Federkraftspeicher versehen ist, in zwei Kraft- bzw. Drehmomentgrößen aufgeteilt wird, ergibt sich der Vorteil, dass beim erfindungsgemäßen Türantrieb durch die Zuordnung separater Druckräume für die Antriebseinheit und den Federkraftspeicher ein geringer Öldruck auf die Antriebseinheit aufgebracht werden kann, da das zum Öffnen und Beschleunigen der Tür erforderliche Drehmoment an der Ausgangswelle der Antriebseinheit geringer ist als dasjenige zur Vorspannung des Federkraftspeichers. Im Rahmen der Erfindung durchgeführte Unter suchungen haben als ungefähre Näherung ergeben, dass in Abhängigkeit von der Türgröße und des Türgewichtes ca. 2/3 bis 3/4 der Antriebsgesamtleistung für die Vorspannung des Federkraftspeichers benötigt werden, wohingegen nur ca. 1/4 bis 1/3 der Gesamtleistung als Antriebsmoment zum Öffnen der Tür erforderlich sind.

Da beim erfindungsgemäßen Türantrieb eine Aufteilung dieser Gesamtleistung durch das Vorsehen separater Druckräume ermöglicht wird, ergibt sich eine direkte Druckbeaufschlagung des Federkraftspeichers und somit ist es möglich, den größten Teil der Gesamtleistung direkt ohne Umlenkung zur Vorspannung des Federkraftspeichers ausnützen zu können. Dadurch ergibt sich die Vermeidung unnötiger Bauteilbeanspruchungen, Lagerbelastungen sowie Reibungs- bzw. Wirkungsgradverluste. Durch den separaten dem Federkraftspeicher zugeordneten Druckraum werden ferner die wirksamen Kolbenflächen zum Spannen des Federkraftspeichers erhöht und damit wird der erforderliche Systemdruck deutlich abgesenkt und das Hubvolumen erhöht. Als Folge davon wird das Regelverhalten (beim Schließvorgang) verbessert und die Gesamthydraulik unempfindlicher.

Ferner kann durch das Verhältnis von höherem Volumenstrom zu geringerem Druck eine klein bauende Hydraulikpumpe verwendet werden, deren Pumpenkennlinie wesentlich flacher ausgeführt sein kann, was die Pumpe technisch einfacher und kostengünstiger werden lässt. Ferner ist es vorzugsweise möglich, Druckregel- oder Druckbegrenzungsventile in den Zuflussleitungen oder verschiedene Hydraulikpumpen für die jeweiligen Druckräume zu verwenden, so dass, falls erforderlich, eine Aufteilung und Abstimmung der Kolbenkräfte von Dämpfungs-, Federspann- und/oder Öffnungskolben möglich ist.

Somit kann erreicht werden, dass das zur Öffnung von Türen an der Ausgangswelle erforderliche Drehmoment mittels eines Dämpfungskolbens und einer Nockenanordnung erzeugt werden kann, wohingegen die Federspannarbeit weitgehend unabhängig davon im zusätzlichen separaten Druckraum erzeugt wird.

Erfindungsgemäß wird ferner dem Türantrieb ein Motor, vorzugsweise in Form eines Gleich- oder Wechselstrommotors, und eine Pumpenbaugruppe zugeordnet, die das nötige Ölvolumen nebst entsprechendem Druck in den oder die Arbeitsräume des Türantriebes fördert. Damit wird, wie zuvor erläutert, der Federkraftspeicher gespannt sowie über den Antriebsmechanismus ein Drehmoment zur Beschleunigung der Tür erzeugt.

Die Hydraulikpumpe schiebt hierbei erfindungsgemäß leckagefrei das Hydrauliköl mittels eines Proportionalkolbens aus einem Kompressionsraum in den oder die Arbeitsräume (Druckräume) des Türantriebes. Die Hubvolumen des Pumpen-Kompressionsraumes und des bzw. der Arbeitsräume der Türantriebe sind dabei in geeigneter Form aufeinander abgestimmt.

Das dem Türöffnungswinkel entsprechende Volumen in dem bzw. den Arbeitsräumen wird praktisch nur aus dem Pumpen-Kompressionsraum verschoben. Offenhalte- und Feststellfunktionen sind deshalb leicht realisierbar. Auch die Öffnungsgeschwindigkeit ist sehr gut steuerbar.

Der erfindungsgemäße Türantrieb zeichnet sich somit insbesondere durch folgende Vorteile aus. Es kann eine preiswerte Pumpe verwendet werden, da der Pumpenaufbau einfach ist. Die Pumpe ermöglicht eine leckagefreie Ausführungsform und arbeitet geräuscharm. Ferner wird ein vollständig variabler, kontrollierbarer Öffnungs- und Schließverlauf ermöglicht. Der er findungsgemäße Türantrieb ist für kleinste Hubvolumen und hohe Drücke geeignet und optimal für Feststellfunktionen und Offenhaltekonstruktionen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung, näher erläutert.

Die einzige 1 der Zeichnung zeigt einen erfindungsgemäßen Türantrieb 1, der insbesondere als Drehtürantrieb ausgeführt sein kann. Der Türantrieb 1 weist eine Antriebseinheit 2 auf, die über eine Ausgangswelle 9 mit einer in der Figur nicht dargestellten Tür, beispielsweise über einen Hebel und eine Gleitschiene mit Gleitstück, koppelbar ist. Die Antriebseinheit 2 ist in einem Gehäuse 13 angeordnet.

Ferner weist der Türantrieb 1 einen Motor 3 sowie einen im Gehäuse 13 angeordneten Federkraftspeicher 4 auf, der mit dem Motor 3 und der Antriebseinheit 2 gekoppelt ist.

Wie die Figur verdeutlicht, ist der Motor 3 mit einer Hydraulikpumpe 5 antriebsverbunden. Bei der dargestellten Ausführungsform sind der Motor 3 und die Pumpe 5 am Gehäuse 13 angeflanscht. Der Motor 3 und die Pumpe 5 können jedoch auch separat angeordnet oder im Gehäuse integriert sein. Der Motor 3 steht über die Hydraulikpumpe 5 und eine erste Hydraulikleitung 22 mit einem Druckraum 7 in Hydraulikverbindung, der dem Fe- derkraftspeicher 4 zugeordnet ist. Über eine zweite Hydraulikleitung 23 steht der Motor 3 und die Pumpe 5 mit einem Druckraum 6 in Hydraulikverbindung, der der Antriebseinheit 2 zugeordnet ist. Diese Anordnung macht eine Aufteilung der erforderlichen Drücke bzw. Kräfte zum Öffnen der Tür und zum Spannen des Federkraftspeichers 4, der im Beispielsfall. eine Druckfeder 12 aufweist, möglich, was zu den eingangs erläuterten Vorteilen führt.

Bei der in der 1 dargestellten Ausführungsform ist die Antriebseinheit 2 als Nockenantrieb ausgebildet. Dieser Nockenantrieb weist eine Hubkurvenscheibe 8 auf, die auf der Ausgangswelle 9 angeordnet ist. Die Hubkurvenscheibe 8 wirkt mit zwei Kraftübertragungsrollen 10 und 11 zusammen, die zu beiden Seiten der Ausgangswelle 9 angeordnet sind und auf Kurvenbahnen der Kurvenscheibe 8 aufliegen. Vom Prinzip her entspricht dieser Aufbau dem Aufbau des Obentürschließers der DE 40 38 720 C2 , deren Inhalt hiermit zum Offenbarungsgehalt vorliegender Anmeldung gemacht wird.

Die Kraftübertragungsrolle 11 ist an einem Dämpfungskolben 19 angeordnet, der benachbart zum Druckraum 6 im Gehäuse 13 gelagert ist.

Die Kraftübertragungsscheibe 10 ist an einem Öffnungskolben 18 angeordnet, der ebenfalls im Gehäuse 13 gelagert ist und an einen Raum 20 angrenzt, der über eine Abtrennwand 21 vom separaten Druckraum 7 getrennt ist.

Wie die 1 verdeutlicht, ist im Druckraum 7 ein Federspannkolben 17 angeordnet, der die Kraft zum Spannen der Druckfeder 12 direkt in diese einleitet. Der Federspannkolben 17 ist über eine Kolbenstange 24, die durch die Abtrennwand 21 abgedichtet geführt ist, mit dem Öffnungskolben 18 verbunden.

Die 1 zeigt ferner, dass die Feder 12 mit einem Ende 14 an einer Gehäusewand 15 der Pumpe 5 anliegt, wohingegen sie mit ihrem anderen Ende 16 am Federspannkolben 17 anliegt.

Wie die 1 verdeutlicht, ergibt sich durch diese Aufteilung der Druckräume zunächst die Möglichkeit, vorzugsweise durch geeignete Hydrauliksteuerungen (Magnetventile, Drosseln oder Ähnliches), eine Aufteilung der erforderlichen Drücke zum Spannen der Druckfeder 12 und zum Öffnen der Tür vorzunehmen und dabei die Vorteile der Nockentechnologie ausnutzen zu können. Ferner ergibt sich die eingangs erläuterte, äußerst kompakte Bauweise, die einen völlig unsichtbaren Einbau in Tür- oder Rahmenprofile möglich macht.

Wie die 1 ferner zeigt, weist die Pumpe 5 einen Proportionalkolben 27 auf, der mittels einer Spindel 26 translatorisch bewegt wird. Die Spindel 26 kann mit Gewindesteigungen versehen sein oder als Kugelumlaufspindel ausgeführt sein. Die Spindel 26 selbst wird vom Motor 3 mit oder ohne vorgeschaltetem Getriebe angetrieben. Aufgrund des relativ hohen Drehmomentes und aus Gründen der Positioniergenauigkeit wird vorzugsweise ein Getriebe verwendet. Aus Kraftgründen wird vorzugsweise eine Spindel 26 mit Selbsthemmung vorgesehen. Der Proportionalkolben 27 kann mit einer Drehwinkelüberwachungseinrichtung genau betätigt werden.

Für den Schließvorgang dreht der Motor 3 die Spindel 26 zurück, wodurch auch der Proportionalkolben 27 zurückbewegt wird, was einen Kompressionsraum 25, der benachbart zum Proportionalkolben 27 angeordnet ist, vergrößert. Das Hydrauliköl aus den Druck- bzw. Arbeitsräumen 6 und 7 des Türantriebes 1 wird mit Hilfe des druckaufbauenden Federkraftspeichers 4 zurück in die Pumpe 5 geschoben.

Der Motor 3 mit der Pumpe 5 kann als Austauschteil an das Antriebsgehäuse 2 auswechselbar angeflanscht werden.

1: Türantrieb
2: Antriebseinheit
3: Motor
4: Federkraftspeicher
5: Hydraulikpumpe
6: Druckraum (Antriebseinheit)
7: Druckraum (Federkraftspeicher)
8: Hubkurvenscheibe
9: Ausgangswelle
10: Kraftübertragungsrollen
11: Kraftübertragungsrollen
12: Druckfeder
13: Gehäuse
14: Ende
15: Gehäusewand
16: Ende
17: Federspannkolben
18: Öffnungskolben
19: Dämpfungskolben
20: Raum
21: Abtrennwand
22: erste Hydraulikleitung
23: zweite Hydraulikleitung
24: Kolbenstange
25: Kompressionsraum
26: Spindel
27: Proportionalkolben

Claims

Türantrieb (1), insbesondere Drehtürantrieb, mit einer Antriebseinheit (2), die über eine Ausgangswelle (9) mit einer Tür koppelbar und in einem Gehäuse (13) angeordnet ist; mit einem Motor (3), der mit der Antriebseinheit (2) in Antriebsverbindung steht und mit einem im Gehäuse (13) angeordneten Federkraftspeicher (4), der mit dem Motor (3) und der Antriebseinheit (2) gekoppelt ist, sowie mit einer mit dem Motor (3) antriebsverbundenen Hydraulikpumpe (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikpumpe (5) in Form einer Proportionalkolbenpumpe vorgesehen ist, die mit einem der Antriebseinheit (2) zugeordneten ersten Druckraum (6) und mindestens einem dem Federkraftspeicher (4) zugeordneten separaten zweiten Druckraum (7) in Hydraulikverbindung steht und dass eine Hydraulik-Dämpfungseinrichtung in Öffnungsrichtung vorgesehen ist, die zwischen einem Öffnungskolben (18) und einem dem zweiten Druckraum (7) benachbarten Zwischenraum (20) des Gehäuses (13) angeordnet ist.
Türantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (2) als Nockenantrieb ausgebildet ist, der eine Hubkurvenscheibe (8), die auf der Ausgangswelle (9) angeordnet ist, und zwei Kraftübertragungsrollen (10, 11) aufweist, die zu beiden Seiten der Ausgangswelle (9) angeordnet sind und auf Kurvenbahnen der Kurvenscheibe (8) aufliegen.
Türantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Federkraftspeicher (4) eine Druckfeder (12) aufweist, die sich mit einem Ende (14) an einer Gehäusewand (15) und mit dem anderen Ende (16) an einem Federspannkolben (17) abstützt.
Türantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Federkraftspeicher (4) zugeordnete Druckraum (7) benachbart zum Federspannkolben (17) angeordnet ist.
Türantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Federspannkolben (17) über ein Verbindungsteil (24) mit einem Öffnungskolben (18) der Antriebseinheit (2) verbunden ist, wobei der Öffnungskolben (18) eine Kraftübertragungsrolle (10) der Kraftübertragungsrollen (10, 11) trägt.
Türantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der der Antriebseinheit (2) zugeordnete Druckraum (6) benachbart zu einem Dämpfungskolben (19) angeordnet ist, der die andere Kraftübertragungsrolle (11) der Kraftübertragungsrollen (10, 11) trägt.
Türantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckraum (7) durch eine fluiddichte Abtrennwand (21) von dem die Antriebseinheit (2) aufnehmenden Raum (20) des Gehäuses (13) getrennt ist.
Türantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (3) als Gleichstrommotor- oder Wechselstrom-Kleinstmotor ausgebildet ist.
Türantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikpumpe (5) einen translatorisch bewegbaren Proportionalkolben (27) aufweist, der mit einer vom Motor (3) drehbar angetriebenen Spindel (26) zusammenwirkt.
Türantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Proportionalkolben (27) benachbart zu einem Kompressionsraum (25) angeordnet ist, der mit einer ersten Hydraulikleitung (22) und einer zweiten Hydraulikleitung (23) zu dem Federkraftspeicher (4) zugeordneten Druckraum (7) und dem der Antriebseinheit (2) zugeordneten Druckraum (6) in Hydraulikverbindung steht.
Türantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Druckräume entsprechend dem Druckraum (7) mit jeweiligen Trennwänden (21) hintereinander geschaltet werden können.
Türantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (3) mit der Hydraulikpumpe (5) auswechselbar an das Gehäuse (2) angeflanscht werden kann.