DE102005030696A1 - Verfahren zum Betrieb eines elektrohydraulischen Türantriebes - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines elektrohydraulischen Türantriebs mit einem als Druckfeder ausgebildeten Energiespeicher, der einen in einem Kolbenraum verschiebbaren Kolben beaufschlagt. Um eine Betriebsweise für einen elektrohydraulischen Türantrieb mit einem Energiespeicher, der einen in einem Kolbenraum verschiebbaren Kolben beaufschlagt, anzugeben, bei welcher auf eine aufwendige Konstruktion verzichtet werden kann, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Schließbewegung einer mit dem Türantrieb verbundenen Tür vollständig ohne Verwendung von Regulierventilen oder Steuerbohrungen geregelt wird.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines elektrohydraulischen Türantriebs mit einem als Druckfeder ausgebildeten Energiespeicher, der einen in einem Kolbenraum verschiebbaren Kolben beaufschlagt.
- Elektrohydraulische Türantriebe verfügen in der Regel über eine Feder als Energiespeicher für die Schließung einer Tür, welche sowohl im Normalbetrieb als auch in einem Gefahrenfall (z. B. Brand) die Tür schließt. Die Schließbewegung mit ihren Sonderfunktionen wird meist mittels Regulierventilen in Verbindung mit Steuerbohrungen im Schließergehäuse gesteuert. Dies ist jedoch konstruktiv aufwendig und verteuert die gesamte Konstruktion.
- Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine Betriebsweise für einen elektrohydraulischen Türantrieb mit einem Energiespeicher, der einen in einem Kolbenraum verschiebbaren Kolben beaufschlagt, anzugeben, bei welcher auf eine aufwendige Konstruktion verzichtet werden kann.
- Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.
- Erfindungsgemäß zeichnet sich das Verfahren zum Betrieb eines elektrohydraulischen Türantriebs mit einem als Druckfeder ausgebildeten Energiespeicher, der einen in einem Kolbenraum verschiebbaren Kolben beaufschlagt, dadurch aus, dass die Schließbewegung einer mit dem Türantrieb verbundenen Tür vollständig ohne Verwendung von Regulierventilen oder Steuerbohrungen geregelt wird.
- Bei dieser Betriebsart kann der konstruktive Aufwand verringert werden, wodurch ein insgesamt einfacherer Aufbau des gesamten Türschließers erreicht werden kann.
- Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
- Vorteilhafterweise wird beim Öffnen der Tür Hydraulikflüssigkeit mittels einer Pumpe in den Druckraum des Kolbenraums gepumpt, wodurch der Energiespeicher gespannt und die Energie anschließend gespeichert wird. Diese Energie wird beim Schließvorgang dann wieder freigegeben.
- Die aus dem Druckraum verdrängte Hydraulikflüssigkeit wird nach einer vorteilhaften Weiterbildung über einen Kanal durch die Pumpe zurück in den Federraum des Kolbenraums geführt.
- Über eine vorzugsweise an einer Schließerachse angeordnete Winkelerkennung können nach einer bevorzugten Ausführungsform Signale über die Winkelstellung der Tür und ihrer zeitlichen Ableitungen gewonnen werden.
- Weiterhin können bei der erfindungsgemäßen Betriebsweise durch eine gezielte Ansteuerung der Pumpe unterschiedliche Betriebszustände, wie "Halten", "geregeltes Gegenarbeiten", "geregeltes Unterstützen", "Endschlag" usw. anhand zuvor eingegebener Parameter geregelt werden.
- Besonders einfach gestaltet sich die aktive Ansteuerung der Pumpe, wenn dazu eine Gleichstrommaschine Verwendung findet.
- Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung und den Zeichnungen, in denen verschiedene Betriebszustände dargestellt sind.
- Es zeigen:
-
1 eine schematische Skizze für den Betriebszustand "Auffahren", -
2 eine schematische Skizze für den Betriebszustand "Offenhalten", -
3 eine schematische Skizze für den Betriebszustand "Schließen", -
4 eine schematische Skizze für den Betriebszustand "Schließen im Brandfall", -
5 eine schematische Skizze für den Betriebszustand "Andrücken vor dem Öffnen der Tür bzw. aktiver Endschlag", -
6 eine schematische Skizze für den Betriebszustand "Öffnen von Hand (schneller als angetrieben)", -
7 eine schematische Skizze für den Betriebszustand "Schließen von Hand (schneller als angetrieben)" und -
8 eine schematische Skizze für den Betriebszustand "Schließfolgeregelung nur im Brandfall aktiv, sonst elektronisch geregelt". - In den Figuren sind unterschiedliche Hydraulikschaltpläne für einen erfindungsgemäßen Türantrieb bei verschiedenen Betriebszuständen dargestellt.
- Zunächst wird anhand der
1 der allgemeine Aufbau des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Türantriebs beschrieben, be vor anhand der1 bis8 unterschiedliche Betriebszustände erläutert werden. - Der in
1 schematisch dargestellte Türantrieb weist einen Kolbenraum1 auf, in dem ein Kolben2 geführt ist. Der Kolben2 steht unter der Wirkung einer Feder3 und wirkt auf eine Schließerachse4 ein, deren Bewegung auf eine nicht dargestellte Tür übertragen wird und diese öffnet bzw. schließt. In den Figuren ist mit Pfeilen die jeweilige Bewegung des Kolbens2 dargestellt. - An der Schließerachse
4 ist zusätzlich eine Winkelerkennung5 angeordnet. - Der Türantrieb weist weiterhin eine Pumpe
6 auf, die über eine Kupplung7 von einem Motor8 angetrieben wird. Die Pumpe6 kann von dem Motor8 in zwei Förderrichtungen angetrieben werden und ist vorteilhafterweise als Innenzahnringpumpe ausgebildet. - Der Kolbenraum
1 ist über diverse Hydraulikleitungen und eine Vielzahl von Ventilen mit der Pumpe6 verbunden. - Eine erste Hydraulikleitung
9 verbindet den Druckraum1a des Kolbenraums1 mit der Pumpe6 . Von dort führt eine zweite Hydraulikleitung10 zurück in den Federraum1b des Kolbenraums1 . - Die beiden Hydraulikleitungen
9 ,10 stehen über ein hydraulisch gesteuertes 2/2-Wegeventil11 und ein Magnetventil12 miteinander in Verbindung. Außerdem sind in den Hydraulikleitungen9 ,10 noch Filter13 , Rückschlagventile14 , Absperrhähne15 , Drosselventile16 und Überdruckventile17 vorgesehen, deren Anordnung sich im Einzelnen aus der1 ergibt. - Der erfindungsgemäße Türantrieb kann auch in Verbindung mit einer Schließfolgeregelung
18 (8 ) eingesetzt werden. Der zugehörige Hydraulikschaltplan ergibt sich aus8 . Dazu ist im Druckraum1a des Kolbenraums1 eine einstellbare, türwinkelabhängige Auslösung19 angeordnet, über welche ein Gangflügel der nicht dargestellten Tür beaufschlagt werden kann. - An dem Kolbenraum
1 ist weiterhin ein Volumenausgleich20 vorgesehen, der z. B. aus einem federbelasteten Kolben in einer Zylinderbohrung bestehen kann. - Die Pumpe
6 und der Motor8 stehen über eine Signalleitung21 mit einer Steuerung22 in Verbindung, welche den Motor8 und damit die Pumpe6 entsprechend den einzelnen Betriebszuständen ansteuert. - Anhand der
1 bis9 werden nun diese einzelnen Betriebszustände erläutert. -
1 zeigt den Betriebszustand "Auffahren". In diesem Zustand dreht der Motor8 rechts, das 2/2-Wegeventil11 ist geschlossen und das Magnetventil12 ist bestromt. Durch den Betrieb des Motors8 und der Pumpe6 erfolgt ein Druckaufbau in der ersten Hydraulikleitung9 , indem die Hydraulikflüssigkeit vom Federraum1b in den Druckraum1a des Kolbens2 verschoben wird. Der Druckaufbau erfolgt vor dem Überdruckventil17 , welches bei Überschreiten eines Grenzdruckes öffnen würde. Somit wird der Kolben2 in Pfeilrichtung bewegt (nach rechts in1 ), was ein Öffnen der Tür bewirkt. -
2 zeigt den Betriebszustand "Offenhalten", der nach dem Ende des in1 dargestellten Betriebszustandes "Auffahren" erreicht wird. Die Tür hat nun ihre Offenposition erreicht. Da die Feder3 in diesem Zustand gespannt ist, will sie den Kolben2 nach links schieben und damit die Tür in Schließrichtung bewegen. In diesem Zustand ist das 2/2-Wegeventil11 geschlossen, das Magnetventil12 ist bestromt und die Förderleistung des Motors8 wird reduziert. Wegen des Flächenverhältnisses im hydraulisch gesteuerten 2/2-Wegeventil11 reicht nämlich eine geringe Förderleistung des Motors8 mit geringem Druck und geringer Stromaufnahme aus, um das 2/2-Wegeventil11 geschlossen zu halten. Da der Rückfluss von Hydraulikflüssigkeit somit gesperrt ist, bleibt die Tür offen. -
3 zeigt den Betriebszustand "Schließen". Um das Schließen einzuleiten, muss der Steuerdruck am hydraulisch gesteuerten 2/2-Wegeventil 11 abgebaut werden. Dies geschieht durch Stillstand oder Drehrichtungsumkehr des Motors B. Dadurch schaltet das 2/2-Wegeventil11 auf "Durchgang" und der Rückfluss vom Druckraum1a in den Federraum1b ist frei. Das Magnetventil12 ist in diesem Betriebszustand bestromt. Während des Schließvorganges fließt das gesamte Volumen an Hydraulikflüssigkeit durch die Pumpe6 . Die Geschwindigkeit der Schließbewegung kann dadurch geregelt werden, dass die tatsächliche Schließgeschwindigkeit mit einer in der Steuerung22 hinterlegten Schließgeschwindigkeit verglichen wird. Schließt die Tür zu langsam, dreht der Motor8 die Pumpe6 in Durchflussrichtung mit. Schließt die Tür zu schnell, stehen Motor8 und Pumpe6 still bzw. drehen entgegen der Durchflussrichtung. -
4 zeigt den Betriebszustand "Schließen im Brandfall". Im Brandfall wird über einen nicht dargestellten Brandmelder die gesamte Spannungsversorgung des Türantriebs abgeschaltet. Der Motor8 bleibt folglich stehen. Der Steuerdruck am hydraulisch gesteuerten 2/2-Wegeventil11 fällt somit ab und das 2/2-Wegeventil11 öffnet. Das Magnetventil12 ist nicht mehr bestromt und schaltet auf Durchgang, so dass die Feder3 die Hydraulikflüssigkeit aus dem Druckraum1a verdrängt. Die Hydraulikflüssigkeit kann auf zwei Wegen vom Druckraum1a in den Federraum1b gelangen: Durch das Magnetventil12 und dann durch die zweite Hydraulikleitung10 und durch die stillstehende Pumpe6 , die in diesem Zustand aufgrund ihrer natürlichen Leckage wie eine konstante Drossel wirkt. Vor dem Magnetventil12 ist noch ein einstellbares Drosselventil16 angeordnet, so dass eine Parallelschaltung einer einstellbaren und einer festen Drossel vorliegt. Die Schließgeschwindigkeit im Brandfall lässt sich somit bei der Installation einstellen und auch steuern. -
5 zeigt den Betriebszustand "Andrücken vor dem Öffnen bzw. aktiver Endschlag". In diesem Zustand ist die Tür geschlossen, hat aber aufgrund der Türdichtungen eine leichte Vorspannung in "Auf"-Richtung. Dies kann dazu führen, dass der Türantrieb nicht zuverlässig arbeitet. Deshalb lässt man vor der Öffnungsfahrt die Pumpe6 in entgegengesetzter Richtung laufen. Dies hat zur Folge, dass im Federraum1b Druck aufgebaut wird, wodurch der Kolben2 die Tür zudrückt. Das Volumen der Hydraulikflüssigkeit in dem Kolbenraum1 geht dabei z. T. in den Volumenausgleich20 . Nach einer Freigabe der Tür durch einen elektrischen Türöffner erfolgt der Betriebszustand "Auffahren", der im Zusammenhang mit1 bereits erläutert wurde. Im Betriebszustand "Andrücken vor dem Öffnen bzw. aktiver Endschlag" dreht der Motor8 links, das 2/2-Wegeventil11 ist nicht geschaltet und das Magnetventil12 ist bestromt. -
6 zeigt den Betriebszustand "Öffnen von Hand (schneller als angetrieben). Der Motor8 dreht rechts, das 2/2-Wegeventil11 ist geschaltet und das Magnetventil12 ist bestromt. -
7 zeigt den Betriebszustand "Schließen von Hand (schneller als angetrieben). Der Motor8 dreht links, das 2/2-Wegeventil11 ist nicht geschaltet und das Magnetventil12 ist bestromt. In diesem Betriebszustand regelt der Motor8 die Durchflussmenge an Hydraulikflüssigkeit durch die rückwärts drehende Pumpe6 . -
8 zeigt den Betriebszustand "Hydraulische Schließfolgeregelung nur im Brandfall aktiv, sonst elektronisch geregelt". In diesem Betriebszustand ist der Motor8 aus, das 2/2-Wegeventil11 ist nicht geschaltet und das Magnetventil12 ist nicht bestromt. Da der Kolben2 die Auslösung19 nicht beaufschlagt, bleibt ein mit der Auslösung19 verbundenes Schließfolgeregelventil23 gesperrt, so dass auch der Gandflügel gesperrt ist. - Bei einer Bewegung des Kolbens
2 nach links in8 beaufschlagt der Kolben2 die Auslösung19 , wodurch das Schließfolgeregelventil23 entsperrt und der Gangflügel freigegeben wird. - Die vorstehende Beschreibung gemäß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen.
-
- 1
- Kolbenraum
- 1a
- Druckraum
- 1b
- Federraum
- 2
- Kolben
- 3
- Feder
- 4
- Schließerachse
- 5
- Winkelerkennung
- 6
- Pumpe
- 7
- Kupplung
- 8
- Motor
- 9
- erste Hydraulikleitung
- 10
- zweite Hydraulikleitung
- 11
- 2/2-Wegeventil
- 12
- Magnetventil
- 13
- Filter
- 14
- Rückschlagventil
- 15
- Absperrhahn
- 16
- Drosselventil
- 17
- Überdruckventil
- 18
- Schließfolgeregelung
- 19
- Auslöser
- 20
- Volumenausgleich
- 21
- Signalleitung
- 22
- Steuerung
- 23
- Schließfolgeregelventil
Claims (7)
- Verfahren zum Betrieb eines elektrohydraulischen Türantriebs mit einem als Druckfeder ausgebildeten Energiespeicher, der einen in einem Kolbenraum verschiebbaren Kolben beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließbewegung einer mit dem Türantrieb verbundenen Tür vollständig ohne Verwendung von Regulierventilen oder Steuerbohrungen geregelt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Öffnen der Tür Hydraulikflüssigkeit mittels einer Pumpe (
6 ) in den Druckraum (1a ) des Kolbenraums (1 ) gepumpt wird, wodurch der Energiespeicher gespannt wird, und dass die Energie anschließend gespeichert wird. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schließen der Tür die gespeicherte Energie wieder freigegeben wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem Druckraum (
1a ) verdrängte Hydraulikflüssigkeit über eine Hydraulikleitung (9 ,10 ) durch die Pumpe (6 ) zurück in den Federraum (1b ) des Kolbenraums (1 ) geführt wird. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über eine vorzugsweise an eine Schließerachse (
4 ) angeordnete Winkelerkennung (5 ) Signale über die Winkelstellung der Tür und ihrer Ableitungen gewonnen werden. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine gezielte Ansteuerung der Pumpe (
6 ) unterschiedliche Betriebszustände, wie "Halten", "geregeltes Gegen arbeiten", "geregeltes Unterstützen", "Endschlag" usw. anhand zuvor eingegebener Parameter geregelt und damit die Schließbewegung der Tür bzw. Sonderfunktionen abgebildet werden. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur aktiven Ansteuerung der Pumpe (
6 ) eine Gleichstrommaschine verwendet wird.
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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