DE102005030697B4

DE102005030697B4 - Verfahren zum Betrieb eines elektrohydraulischen Türantriebes

Info

Publication number: DE102005030697B4
Application number: DE200510030697
Authority: DE
Inventors: Holger HÄNSCH; Thomas Wildförster
Original assignee: Dorma Deutschland GmbH
Current assignee: Dormakaba Deutschland GmbH
Priority date: 2005-06-29
Filing date: 2005-06-29
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2025-06-30
Also published as: DE102005030697A1; DE102005030697C5

Abstract

Verfahren zum Betrieb eines elektrohydraulischen Türantriebs mit einem Druckspeicher und einer hydraulischen Pumpeneinheit, aufweisend die folgenden Schritte:
– erstmaliges Spannen des Druckspeichers in einem Zustand, in dem der Türflügel nicht mittels der hydraulischen Pumpeneinheit bewegt wird,
– im Normalbetrieb, Öffnen bzw. Schließen eines mit dem Türantrieb verbundenen Türflügels mittels der hydraulischen Pumpeneinheit, wobei in beiden Bewegungsrichtungen der Druckspeicher gespannt bleibt,
– in einem Gefahrenfall, Schließen der Tür mittels der im Druckspeicher gespeicherten Energie,
– Überwachen der Vorspannung des Druckspeichers und
– nach Erkennen einer Verringerung der im Druckspeicher vorliegenden Vorspannung, erneutes Spannen bzw. Nachspannen des Druckspeichers.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines elektrohydraulischen Türantriebes mit einem Druckspeicher und einer hydraulischen Pumpeneinheit.
Elektrohydraulische Türantriebe besitzen in der Regel eine Feder als mech. Energiespeicher für die Schließung einer Tür, welche sowohl im Normalbetrieb als auch in einem Gefahrenfall (z. B. Brand) die Tür schließt. Der mechanische Energiespeicher wird bei jeder Öffnungsbewegung der Tür gespannt und entspannt sich beim Schließen der Tür. Für das Spannen des mechanischen Energiespeichers wird aber bei jedem Öffnungsvorgang der Tür eine zusätzliche Energie benötigt, was zwangsläufig zu einer entsprechend großen Auslegung des Antriebsaggregates führt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine Betriebsweise für einen elektrohydraulischen Türantrieb mit mechanischem Energiespeicher und einer hydraulischen Pumpeneinheit anzugeben, bei welcher auf das permanente Spannen des mechanischen Energiespeichers verzichtet werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Erfindungsgemäß weist das Verfahren zum Betrieb eines elektrohydraulischen Türantriebs mit einem Druckspeicher und einer hydraulischen Pumpeneinheit folgende Schritte auf:

– der Druckspeicher wird nur einmal gespannt, und zwar in einem Zustand, in dem der Türflügel nicht mittels der hydraulischen Pumpeneinheit bewegt wird,
– im Normalbetrieb wird ein mit dem Türantrieb verbundener Türflügel ausschließlich mittels der hydraulischen Pumpeneinheit geöffnet bzw. geschlossen, wobei in beiden Bewegungsrichtungen der Druckspeicher geschlossen bleibt,
– in einem Gefahrenfall wird die Tür mittels der im Druckspeicher gespeicherten Energie geschlossen.
– die Vorspannung des Druckspeichers wird überwacht, und
– sollte eine Verringerung der im Druckspeicher vorliegenden Vorspannung erkannt worden sein, wird der Druckspeicher erneut gespannt bzw. nachgespannt.

Aufgrund dieser Arbeitsweise wird der Druckspeicher nur einmal gespannt. Danach kann über die hydraulische Pumpeneinheit die Bewegung der Tür in Öffnungs- und Schließrichtung nur unter Überwindung der Trägheiten und Reibungen erfolgen. Eine permanente Spannung des Druckzylinders entfällt. Folglich kann auch das Antriebsaggregat deutlich kleiner und kostengünstiger ausgelegt werden.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
Der Druckspeicher wird vorzugsweise erstmals bei der Inbetriebnahme des Türantriebes gespannt. Er bleibt dann während des normalen Betriebs des Türantriebes in der gespannten Stellung. Erst in einem Gefahrenfall, z. B. einem Brand, wird der Druckspeicher freigegeben, so dass die Tür auch bei einem Stromausfall mit Hilfe der im Druckspeicher vorhandenen Energie geschlossen werden kann.
Nach einem Gefahrenfall wird der Druckspeicher nach einer bevorzugten Weiterbildung erneut gespannt, um bis zu einem erneuten Gefahrenfall gespannt zu bleiben.
Damit bei einer möglichen Leckage eine Entspannung des Druckspeichers erkannt wird, ist nach einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen, dass die Spannung des Druckspeichers überwacht wird und der Druckspeicher – z. B. bei Leckagen – erneut gespannt bzw. nachgespannt werden kann. Die Überwachung des Druckspeichers kann über eine Erkennung eines Stromanstiegs zum Ende der Öffnungsbewegung der Tür erfolgen. Wenn nämlich das Antriebsaggregat zusätzlich zur Öffnungsbewegung der Tür auch noch den Druckspeicher spannen muss, wird ein höherer Strom benötigt. Diese höhere Stromaufnahme stellt somit ein Signal für eine Entspannung des Druckspeichers dar.
Vorteilhafterweise kann das Spannen des Druckspeichers unabhängig von einer Bewegung der Tür erfolgen. Dies hat den Vorteil, dass das Antriebsaggregat entweder nur die Tür bewegt oder den Druckspeicher spannt. Bei herkömmlichen Türschließern dagegen muss das Antriebsaggregat bei der Öffnungsbewegung nicht nur die Tür bewegen, sondern zusätzlich auch noch den Druckspeicher spannen. Folglich kann das Antriebsaggregat bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kleiner ausgebildet werden, da es nicht mehr so viel Kraft aufbringen muss.
Da beim erfindungsgemäßen Verfahren die Tür sowohl in Öffnungs- wie auch in Schließrichtung ausschließlich von dem Antriebsaggregat bewegt wird, ist nach einer bevorzugten Weiterbildung vorgesehen, dass eine in zwei Drehrichtungen antreibbare Pumpe verwendet wird. In der einen Drehrichtung der Pumpeneinheit wird somit die Tür geöffnet, während sie in der anderen Drehrichtung der Pumpeneinheit geschlossen wird.
In einem Gefahrenfall wird der Druckspeicher vorteilhafterweise mittels eines Magnetventils freigegeben. Als mechanischer Energiespeicher kann vorzugsweise eine Feder verwendet werden.
Weitere Einzelheiten 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 "Feder spannen",
2 eine schematische Skizze für den Betriebszustand "Auffahren der Tür",
3 eine schematische Skizze für den Betriebszustand "Zufahren der Tür",
4 eine schematische Skizze für den Betriebszustand "Tür von Hand (gewaltsam) schließen",
5 eine schematische Skizze für den Betriebszustand 'Tür von Hand (gewaltsam) öffnen",
6 eine schematische Skizze für den Betriebszustand "Andrücken vor dem Öffnen der Tür",
7 eine schematische Skizze für den Betriebszustand "Schließen im Brandfall" und
8 eine alternative Skizze für den Betriebszustand "Feder spannen".
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, bevor anhand der 1 bis 8 unterschiedliche Betriebszustände erläutert werden.
Der in 1 schematisch dargestellte Türantrieb weist einen Kolbenraum 1 auf, in dem ein Kolben 2 geführt ist. Der Kolben 2 steht unter der Wirkung eines federbelasteten Federkolbens 3 und wirkt auf eine Schließerachse 4 ein, deren Bewegung auf eine nicht dargestellte Tür übertragen wird und diese öffnet bzw. schließt.
An der Schließerachse 4 ist zusätzlich eine Winkelerkennung 5 angeordnet.
Der Türantrieb weist weiterhin eine Pumpe 6 auf, die über eine Kupplung 7 von einem Motor 8 angetrieben wird. Die Pumpe 6 kann von dem Motor 8 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 Pumpe 6 verbunden.
Eine erste Hydraulikleitung 9 verbindet den Druckraum 1a des Kolbenraums 1 mit der Pumpe 6. Von dort führt eine zweite Hydraulikleitung 10 zurück in den Federraum 1b des Kolbenraums 1.
Die beiden Hydraulikleitungen 9, 10 stehen über ein Magnetventil 11 miteinander in Verbindung. Außerdem sind in den Hydraulikleitungen 9, 10 noch Filter 12, Rückschlagventile 13, Absperrhähne 14, Drosselventile 15 und Überdruckventile 16 vorgesehen, deren Anordnung sich im Einzelnen aus der 1 ergibt.
Der erfindungsgemäße Türantrieb kann auch in Verbindung mit einer Schließfolgeregelung 17 (7) eingesetzt werden. Der zugehörige Hydraulikschaltplan ergibt sich aus 7. Dazu ist im Druckraum 1a des Kolbenraums 1 eine einstellbare, türwinkelabhängige Auslösung 18 angeordnet, über welche ein Gangflügel der nicht dargestellten Tür beaufschlagt werden kann.
An dem Kolbenraum 1 ist weiterhin ein Volumenausgleich 19 vorgesehen, der z. B. aus einem federbelasteten Kolben in einer Zylinderbohrung bestehen kann.
Die Pumpe 6 und der Motor 8 stehen über eine Signalleitung 20 mit einer Steuerung 21 in Verbindung, welche den Motor 8 und damit die Pumpe 6 entsprechend den einzelnen Betriebszuständen ansteuert.
Anhand der 1 bis 8 werden nun diese einzelnen Betriebszustände erläutert. In den Figuren ist fett dargestellt, wie bei dem jeweiligen Betriebszustand der Fluss der Hydraulikflüssigkeit verläuft.
1 zeigt den Betriebszustand "Feder spannen". In diesem Zustand ist die (nicht dargestellte) Tür geschlossen und das in dem Hydraulikkreislauf vorgesehene Magnetventil 11 bestromt. Auf den Kolben 2 wird in einer ersten, linksdrehenden Drehrichtung des Motors 8 und der Pumpe 6 Druck aufgebracht, der eine Bewegung des Federkolbens 3 nach rechts in 1 und damit eine Vorspannung der den Federkolben 3 belastenden Feder 3a bewirkt. Das Vorspannen der Feder 3a ist von einer Bewegung der Tür abgekoppelt, was eine geringfügig stärkere Vorspannung der Feder 3a zum Ausgleich einer geringen Leckage und damit Entspannung der Feder erlaubt.
2 zeigt den Betriebszustand "Auffahren der Tür". In diesem Zustand ist die Feder 3a gespannt, das Magnetventil 11 ist bestromt und der Motor 8 dreht rechts, d. h. entgegengesetzt zur Drehrichtung in 1. Durch den Betrieb des Motors 8 und der Pumpe 6 wird die Hydraulikflüssigkeit vom Federraum 1b in den Druckraum 1a des Kolbens 2 verschoben und dadurch der Kolben 2 nach rechts in 2 bewegt. Dies bewirkt ein Öffnen der Tür ausschließlich unter Überwindung von Trägheits- und Reibungskräften.
3 zeigt den Betriebszustand "Zufahren der Tür". In diesem Zustand ist die Feder 3a gespannt, das Magnetventil 11 ist bestromt und der Motor 8 dreht links, wie in 1. Durch eine erneute Drehrichtungsumkehr des Motors 8 und der Pumpe 6 wird die Hydraulikflüssigkeit von dem Federraum 1b in den Druckraum 1a des Kolbens 2 auf die rechte Seite des Kolbens 2 verschoben und dadurch der Kolben 2 nach links in 3 und damit entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung nach 2 bewegt. Dies bewirkt ein Schließen der Tür, ohne dass sich die Feder 3a entspannt.
Nach einigen Bewegungszyklen der Tür kann es notwendig werden, die Feder 3a nachzuspannen, weil sie sich infolge geringer Leckagen leicht entspannt haben könnte. Ein solcher Zustand kann z. B. über eine Messung eines Stromanstieges zum Ende der Öffnungsbewegung erkannt werden.
4 zeigt den Betriebszustand "Tür von Hand (gewaltsam) schließen" und 5 zeigt den Betriebszustand "Tür von Hand (gewaltsam) öffnen". Bei beiden Betriebszuständen ist die Feder 3a gespannt und das Magnetventil 11 bestromt. Bei einer Betätigung der Tür von Hand steigt der Druck in dem Hydrauliksystem. Durch eine entsprechende Anordnung von Überdruckventilen 16 kann die Hydraulikflüssigkeit somit durch die gewaltsame Bewegung der Tür in der jeweiligen Strömungsrichtung bewegt werden.
6 zeigt den Betriebszustand "Andrücken vor dem Öffnen der Tür". In diesem Zustand ist die Tür geschlossen, die Feder 3a gespannt, das Magnetventil 11 bestromt und der Motor 8 dreht links. Analog dem Schließvorgang wird der Kolben 2 nach links verschoben und die Tür weiter in Richtung „Zu" bewegt, indem die Türdichtung komprimiert wird. Dies kann bei der Verwendung von elektrischen Türöffnern und bei dicken Türdichtungen sinnvoll sein, um den Öffnungsvorgang zu erleichtern.
7 zeigt den Betriebszustand "Schließen im Brandfall". In diesem Zustand ist Feder 3a gespannt, das Magnetventil 11 ist stromlos und der Motor 8 steht still. Da das Magnetventil 11 nicht mehr bestromt ist, kann sich die Feder 3a entspannen. Dadurch wird der Kolben 2 entsprechend verschoben und die Tür geschlossen. Die Schließbewegung kann über eine Drossel gesteuert werden.
In 7 ist die Tür zusätzlich in eine hydraulische Schließfolgeregelung 17 eingeschleift. Diese Schließfolgeregelung ist nur aktiv im stromlosen Zustand, d. h. die Motoren stehen und die Magnetventile sind nicht bestromt. Dargestellt sind zwei sich aus der Offenposition schließende Türflügel. Solange der Kolben 2 die Auslösung 18 nicht beaufschlagt, bleibt ein mit der Auslösung 18 verbundenes Schließfolgeregelventil gesperrt, so dass auch der Gangflügel gesperrt ist. Wenn sich der Kolben 2 nach links in 7 bewegt und die in 7 gezeigte Stellung einnimmt beaufschlagt er die Auslösung 18, wodurch das Schließfolgeregelventil entsperrt und der Gangflügel freigegeben wird.
8 zeigt eine alternative Anordnung für die Überdruckventile, die beim (gewaltsamen) Schließen bzw. Öffnen von Hand beaufschlagt werden.

1: Kolbenraum
1a: Druckraum
1b: Federraum
2: Kolben
3: Federkolben
3a: Feder
4: Schließerachse
5: Winkelerkennung
6: Pumpe
7: Kupplung
8: Motor
9: erste Hydraulikleitung
10: zweite Hydraulikleitung
11: Magnetventil
12: Filter
13: Rückschlagventil
14: Absperrhahn
15: Drosselventil
16: Überdruckventil
17: Schließfolgeregelung
18: Auslöser
19: Volumenausgleich
20: Signalleitung
21: Steuerung

Claims

Verfahren zum Betrieb eines elektrohydraulischen Türantriebs mit einem Druckspeicher und einer hydraulischen Pumpeneinheit, aufweisend die folgenden Schritte: – erstmaliges Spannen des Druckspeichers in einem Zustand, in dem der Türflügel nicht mittels der hydraulischen Pumpeneinheit bewegt wird, – im Normalbetrieb, Öffnen bzw. Schließen eines mit dem Türantrieb verbundenen Türflügels mittels der hydraulischen Pumpeneinheit, wobei in beiden Bewegungsrichtungen der Druckspeicher gespannt bleibt, – in einem Gefahrenfall, Schließen der Tür mittels der im Druckspeicher gespeicherten Energie, – Überwachen der Vorspannung des Druckspeichers und – nach Erkennen einer Verringerung der im Druckspeicher vorliegenden Vorspannung, erneutes Spannen bzw. Nachspannen des Druckspeichers.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des erstmaligen Spannens des Druckspeichers bei der Inbetriebnahme des Türantriebs erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend, nach dem Auftreten eines Gefahrenfalls und Schritt des Schließens der Tür mittels der im Druckspeicher gespeicherten Energie einen Schritt des erneuten Spannens des Druckspeichers.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Spannen des Druckspeichers unabhängig von einer Bewegung der Tür erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine in zwei Drehrichtungen antreibbare Pumpe verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Schließens des Türflügels in einem Gefahrenfall dadurch erfolgt, dass die im Druckspeicher gespeicherte Energie mittels eines Magnetventils freigegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Druckspeicher eine Feder ist.