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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Türantrieb für eine Drehflügeltür bestehend
aus einer Türzarge
und einem an der Türzarge
um ein Schwenkachse schwenkbar angelenkten Türblatt mit den Merkmalen des
Oberbegriffs von Anspruch 1.
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Aus
der Praxis ist ein Türantrieb
bekannt, bei dem eine Antriebseinheit zur motorischen Verstellung
des Türblatts
einer Drehflügeltür vorgesehen
ist (WO 02/36906 A2). Hier wirkt die Antriebseinheit mit einem Kraftübertragungselement
zusammen, wobei die Antriebseinheit an dem Türblatt und das Kraftübertragungselement
an der Türzarge
angeordnet ist. Das Antriebselement ist als Antriebsritzel und das Kraftübertragungselement
ist bogenförmig
mit einer seitlichen Verzahnung ausgestaltet. Um das Kraftübertragungselement
in Eingriff mit dem Antriebsritzel zu halten, ist eine Andrückrolle
vorgesehen, auf der das Kraftübertragungselement
abrollt.
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Durch
eine geeignete gebogene Formgebung des Kraftübertragungselements ist bei
dem bekannten Türantrieb
dafür Sorge
zu tragen, daß das Kraftübertragungselement
stets in Eingriff mit dem Antriebsritzel einerseits und der Andrückrolle
andererseits steht und daß keine
Verklemmung einerseits und zu viel Spiel andererseits auftritt.
Diese notwendige Randbedingung macht den bekannten Türantrieb
in der Herstellung teuer und in der Anwendung unflexibel.
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Eine
weitere bekannte Antriebseinheit (
DE 20 2004 015 472 U1 )
ist ebenfalls mit einem als Antriebsritzel ausgestalteten Antriebselement
und einem eine Verzahnung aufweisenden Kraftübertragungselement ausgestattet.
Auch hier ist eine Andrückrolle
vorgesehen, auf der das Kraftübertragungselement
abrollt. In einer Ausgestaltung handelt es sich bei dem Kraftübertragungselement
um eine gerade Stange. Dabei ist die Andrückkrolle elastisch ausgeführt, was
eine gewisse Anpassung beim Verschwenken des Kraftübertragungselements
während des
Betriebs erlaubt. Diese Anpassung durch die Elastizität der Andrückkrolle
ist im Hinblick auf die Lebensdauer der Anordnung nachteilig.
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Die
weitere bekannte Antriebseinheit (
DE 92 07 269 U1 ), von der die Erfindung ausgeht,
ist mit einem Antriebskopf ausgestattet, der ein stangenförmiges Kraftübertragungselement
in antriebstechnischem Eingriff mit einem als Antriebsritzel ausgestalteten
Antriebselement hält.
Der Antriebskopf ist am Gehäuse
des Türantriebs
schwenkbar gelagert. Dabei ist die Antriebskopfachse auf die Antriebswellenachse
ausgerichtet. Nachteilig bei dieser bekannten Antriebseinheit ist
die aufwendige Realisierung der Lagerung des Antriebskopfes am Gehäuse des
Türantriebs.
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Der
Erfindung liegt das Problem zugrunde, den bekannten Türantrieb
derart auszugestalten und weiterzubilden, daß die Herstellung kostengünstig und
die Anwendung flexibel ist.
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Das
obige Problem wird bei einem Türantrieb gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von
Anspruch 1 gelöst.
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Wesentlich
ist zunächst
die Erkenntnis, daß die
Realisierung des antriebstechnischen Eingriffs zwischen dem Kraftübertragungselement
und dem Antriebselement einen wesentlichen Faktor für die mit
der resultierenden Anordnung erreichbare Flexibilität ist. Es
ist ein Antriebskopf vorgesehen, der das Kraftübertragungselement in antriebstechnischem Eingriff
mit dem Antriebselement hält,
wobei der Antriebskopf um eine Achse, die parallel zu der Schwenkachse
des Türblatts
ausgerichtet ist, schwenkbar und ggf. drehbar ist. Damit wird zunächst erreicht,
daß die
Freiheit bei der Ausgestaltung des Kraftübertragungselements erheblich
gesteigert ist. Eine gebogene Formgebung ist nicht erforderlich.
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Die
Schwenkbarkeit des Antriebskopfes ermöglicht ferner die Anordnung
der Antriebseinheit in jedweder Konstellation, ohne daß die Antriebseinheit umkonfiguriert
werden muß.
Die Antriebseinheit kann innen oder außen am Türblatt angeordnet und für links-
bzw. rechtsöffnende
Türblätter eingesetzt
werden.
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Weiterhin
vorteilhaft ist die Möglichkeit
des einfachen Austausches des Antriebskopfes durch einen anderen
Antriebskopf, beispielsweise wenn unterschiedliche Kraftübertragungselemente
zur Anwendung kommen sollen. Grundsätzlich ist es denkbar, daß je nach
Stärke
des Türblatts
unterschiedliche Kraft übertragungselemente
und entsprechend unterschiedliche Antriebsköpfe zur Anwendung kommen.
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Eine
hohe Kompaktheit wird dadurch erreicht, daß der Antriebskopf auf der
Antriebswelle schwenkbar bzw. drehbar gelagert ist.
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Die
bevorzugte Ausgestaltung gemäß Anspruch
5 hat sich als besonders robust und zuverlässig erwiesen. Hier ist die
Antriebseinheit mit einem Antriebsritzel ausgestattet, das mit dem
als Zahnstange ausgestalteten Kraftübertragungselement mittels
des Antriebskopfes in antriebstechnischem Eingriff gehalten wird.
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Bei
der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 9 wird das Kraftübertragungselement
auf einfache Weise in antriebstechnischem Eingriff mit dem Antriebselement
gehalten. Hierfür
ist der Antriebskopf mit mindestens einer Andrückrolle ausgestattet, die entsprechend
zusammen mit dem Antriebskopf schwenkbar bzw. drehbar ist bzw. sind.
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Eine
modulare Struktur des Türantriebs
läßt sich
dann erreichen, wenn die Antriebseinheit ein Gehäuse oder ein Abdeckhaube aufweist
und der Antriebskopf außerhalb
dieses Gehäuses
angeordnet ist. Dann läßt sich
der Antriebskopf auf einfache Weise gegen einen anderen Antriebskopf
austauschen, ohne die Antriebseinheit im übrigen demontieren zu müssen. Dies
ist Gegenstand von Anspruch 11.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung unter Bezugnahme
auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
näher erläutert. Im
Zuge dieser Erläuterungen
werden weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen und weitere Merkmale,
Eigenschaften, Aspekte und Vorteile der Erfindung mit erläutert. In
der Zeichnung zeigt
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1 eine
schematische, perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Türantriebs,
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2 die
Antriebseinheit mit Kraftübertragungselement
des Türantriebs
gemäß 1 in
einer Seitenansicht ohne Gehäuse,
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3 die
Antriebseinheit gemäß 2 ohne Kraftübertragungselement
in einer Schnittansicht gemäß der Schnittlinie
III-III,
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4 die
Antriebseinheit gemäß 2 mit Kraftübertragungselement
in einer Draufsicht.
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Der
in 1 dargestellte Türantrieb 1 ist an einer
Drehflügeltür 2 montiert.
Die Drehflügeltür 2 besteht
aus einer Türzarge 3 und
einem an der Türzarge 3 um
eine Schwenkachse 4 schwenkbar angelenkten Türblatt 5.
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Der
Türantrieb 1 ist
mit einer Antriebseinheit 6 und einem Kraftübertragungselement 7 ausgestattet,
wobei die Antriebseinheit 6 am Türblatt 5 angeordnet
ist und das Kraftübertragungselement 7 korrespondierend
an der Türzarge 3 angeordnet
ist. Dies kann auch umgekehrt vorgesehen sein, so daß die Antriebseinheit 6 an
der Türzarge 3 und
das Kraftübertragungselement 7 am
Türblatt 5 angeordnet
ist.
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Wesentlich
für die
motorische Verstellung des Türblatts 5 ist
nun die Tatsache, daß die
Antriebseinheit 6 von der Schwenkachse 4 des Türblatts 5 beabstandet
unmittelbar mit dem Kraftübertragungselement 7 in
antriebstechnischem Eingriff steht. Dadurch ist das Türblatt 5 vermittels
der Antriebseinheit 6 selbsttätig bewegbar.
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Es
läßt sich
der Zusammenschau aus 2 und 3 entnehmen,
daß die
Antriebseinheit 6 eine Antriebswelle 8 mit einem
Antriebselement 9 zur Übertragung
von Antriebskraft auf das Kraftübertragungselement 7 aufweist.
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Von
besonderer Bedeutung ist die Tatsache, daß ein Antriebskopf 10 vorgesehen
ist, der das Kraftübertragungselement 7 in
antriebstechnischem Eingriff mit dem Antriebselement 9 hält. Dieser
Antriebskopf 10 ist um eine Achse 11 schwenkbar,
wobei die Achse 11 des Antriebskopfes 10 parallel
zu der Schwenkachse 4 des Türblatts 5 ausgerichtet
ist. Dies ist in 1 dargestellt.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn der Antriebskopf 10 um die Achse 11 über einen
Winkelbereich von 360° schwenkbar
ist. Weiter kann der Antriebskopf 10 frei drehbar ausgestaltet
sein, so daß der
Antriebskopf 10 beispielsweise mehrmals um die Achse 11 gedreht
werden kann. Dies ermöglicht
eine besonders unproblematische Handhabung des Türantriebs bei der Installation.
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Es
läßt sich
der Darstellung in 1 ferner entnehmen, daß das Kraftübertragungselement 7 an der
Türzarge 3,
bei umgekehrter Anordnung entsprechend am Türblatt 5, schwenkbar
befestigt ist. Durch die schwenkbare Ausgestaltung des Antriebskopfes 10 läßt sich
der Befestigungspunkt des Kraftübertragungselements 7 weitgehend
beliebig wählen.
Dies führt
zu einer erheblichen Steigerung der Flexibilität bei der Anwendbarkeit des
Türantriebs 1.
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Es
sind eine Reihe von Möglichkeiten
für den antriebstechnischen
Eingriff zwischen dem Antriebselement 9 einerseits und
dem Kraftübertragungselement 7 andererseits
denkbar. Konstruktiv vorteilhaft ist es, wenn das Antriebselement 9 hinsichtlich
der Antriebswellenachse 8a rotationssymmetrisch, vorzugsweise
als Rad, ausgestaltet ist. Das Kraftübertragungselement 7 ist
dann vorzugsweise als Stange ausgeführt. Das Kraftübertragungselement 7 wird durch
eine Drehung des Antriebselements 9 am Antriebselement 9 vorbeigeführt. Für den Antrieb
des Antriebselements 9 sind motorische Mittel vorgesehen,
wie weiter unten noch erläutert
wird.
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Es
darf darauf hingewiesen werden, daß das Kraftübertragungselement 7 hier
als gerade Stange ausgestaltet ist, für bestimmte Anwendungsbereiche aber
auch als gebogene Stange ausgestaltet sein kann. Beide Varianten
sind mit dem oben beschriebenen Antriebskopf 10 realisierbar.
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Bei
dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Antriebselement 9 als
Antriebsritzel und das Kraftübertragungselement 7 als
Zahnstange ausgestaltet. Das Antriebsritzel 9 wird mit
der Zahnstange 7 mittels des Antriebskopfes 10 in
antriebstechnischem Eingriff gehalten. Auch hier darf darauf hingewiesen
werden, daß die Zahnstange 7 gebogen
ausgestaltet sein kann.
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Anstelle
der Ritzel-Zahnstangen-Kopplung zwischen Antriebselement 9 und
Kraftübertragungselement 7 kann
auch eine reibschlüssige
Kopplung vorgesehen sein. Hierfür
ist das Antriebselement 9 als Reibrad ausgestaltet, wobei
das Reibrad 9 mit dem Kraftübertragungselement 7 mittels
des Antriebskopfes 10 in antriebstechnischem Eingriff gehalten
wird. Hier ist es besonders wichtig, daß der Antriebskopf 10 ein
definiertes Andrücken
des Kraftübertragungselements 7 an
das Reibrad 9 gewährleistet,
so daß die
Reibkraft für
die motorische Verstellung des Türblatts 5 ausreicht.
Vorteilhaft bei dieser Variante ist die Tatsache, daß der reibschlüssige Eingriff
zwischen dem Antriebselement 9 und dem Kraftübertragungselement 7 bei
geeigneter Auslegung für
die Funktion einer Rutschkupplung genutzt werden kann.
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Es
läßt sich
der Darstellung in 3 entnehmen, daß die Achse 11 des
Antriebskopfes 10 auf die Antriebswellenachse 8a ausgerichtet
ist. Dadurch läßt sich
der antriebstechnische Eingriff zwischen dem Antriebselement 9 und
dem Kraftübertragungselement 7 auf
besonders einfache Weise realisieren, wie noch gezeigt wird.
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Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist
der Antriebskopf 10 auf der Antriebswelle 8 schwenkbar
bzw. drehbar gelagert. Hierfür
ist zwischen der Antriebswelle 8 und dem Antriebskopf 10 ein
entsprechendes Lagerelement 12 vorgesehen, das grundsätzlich als
Wälz- oder
Gleitlager ausgestaltet sein kann.
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Es
läßt sich
der Zeichnung entnehmen, daß der
Antriebskopf 10 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
eine Längsführung 13 für das Kraftübertragungselement 7 aufweist
und daß die
Längsachse 13a der
Längsführung 13 stets,
also bei jeder Schwenk- bzw. Drehlage des Antriebskopfes 10,
im wesentlichen tangential hinsichtlich der Antriebswellenachse 8a ausgerichtet
ist. Diese Längsführung 13 übernimmt
letztlich die originäre
Funktion des Antriebskopfes 10, nämlich, das Kraftübertragungselement 7 in
antriebstechnischem Eingriff mit dem Antriebselement 9 zu
halten. Es läßt sich
der Darstellung in 4 entnehmen, daß unabhängig von
der Schwenk- bzw. Drehstellung des Antriebskopfes 10 der
antriebstechnische Eingriff zwischen dem Antriebselement 9 und
dem Kraftübertragungselement 7 gewährleistet
ist. Das Kraftübertragungselement 7 ist
an der Eingriffsstelle mit dem Antriebselement 9 stets
tangential hinsichtlich der Antriebswellenachse 8a ausgerichtet.
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In
bestimmten Anwendungsfällen
kann es ausreichen, daß für die Realisierung
der Längsführung 13 lediglich
ein Durchbruch im Antriebskopf 10 vorgesehen ist, durch
den das Kraftübertragungselement 7 entsprechend
hindurchgeführt
wird. Das Antriebselement 9 ist dann so am Durchbruch angeordnet,
daß es
stets in antriebstechnischem Eingriff mit dem Kraftübertragungselement 7 steht.
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In
bevorzugter Ausgestaltung ist es jedoch so, daß der Antriebskopf 10 mindestens
eine Andrückkrolle 14,
vorzugsweise zwei Andrückkrollen 14,
aufweist, auf denen das Kraftübertragungselement 7 abrollt
und die das Kraftübertragungselement 7 in
Eingriff mit dem Antriebselement 9 drücken. Die Lage der Andrückrollen 14 ist
in 4 angedeutet.
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Es
kann auch vorteilhaft sein, die Andrückkrollen 14 federnd
zu lagern. Eine andere Variante sieht vor, daß die Andrückkrollen 14 aus einem
elastischen Material ausgestaltet sind. Denkbar ist auch, die Andrückkrollen
fest, also nicht drehbar, auszugestalten, so daß sie lediglich Gleitelemente
bilden.
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In
bevorzugter Ausgestaltung weist der Antriebskopf 10 ein
Antriebskopfgehäuse 15 zur
Aufnahme der Andrückkrolle 14 bzw.
der Andrückkrollen 14 und
gegebenenfalls eines Lagerelements 12 auf, wobei das Antriebskopfgehäuse 15 des
Antriebskopfes 10 vorzugsweise einstückig ausgestaltet ist. Ein solches
Antriebskopfgehäuse 15 läßt sich
vorzugsweise im Spritzgießverfahren
herstellen.
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Um
die Antriebseinheit 6 vor Umwelteinflüssen wie Schmutz und Feuchtigkeit
zu schützen und/oder
um eine gefällige
Erscheinung der Anordnung insgesamt zu gewährleisten ist es vorgesehen, daß die Antriebseinheit 6 ein
Gehäuse 16 oder
eine Abdeckhaube aufweist. Der Antriebskopf 10 ist dabei vorzugsweise
außerhalb
des Gehäuses 16 der
Antriebseinheit 6 angeordnet. Dadurch ist zunächst sichergestellt,
daß die
Schwenkbarkeit bzw. die Drehbarkeit des Antriebskopfes 10 durch
das Gehäuse 16 der
Antriebseinheit 6 nicht behindert wird. Ferner wird durch
die separate Ausgestaltung des Antriebskopfes 10 erreicht, daß der Antriebskopf 10 auf
einfache Weise montiert bzw. ausgetauscht werden kann.
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Eine
Zusammenschau der 1 und 2 zeigt,
daß das
Antriebselement 9 aus dem Gehäuse 16 der Antriebseinheit 6 herausragt,
um in Eingriff mit dem Antriebskopf 10, der hier außerhalb
des Gehäuses 16 angeordnet
ist, kommen zu können.
Grundsätzlich
kann es aber auch vorgesehen sein, daß lediglich die dem Antriebselement 9 zugeordnete
Antriebswelle 8 aus dem Gehäuse 16 der Antriebseinheit 6 herausragt.
Dies hat den Vorteil, daß die
im Gehäuse 16 vorgesehene Öffnung 17 kleiner
ausfallen kann.
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2 zeigt
die Antriebsstruktur des bevorzugten Ausführungsbeispiels. Hier ist ein
elektrischer Antriebsmotor 18 vorgesehen, dem ein Getriebe 19 nachgeschaltet
ist. In bestimmten Anwendungsfällen kann
auf das Getriebe 19 verzichtet werden, so daß die dem
Antriebselement 9 zugeordnete Antriebswelle 8 die
Antriebswelle des Antriebsmotors 18 ist. Im allgemeinen
wird es aber in konstruktiver Hinsicht angeraten sein, ein zwischengeschaltetes
Getriebe 19 vorzusehen, so daß die dem Antriebselement 9 zugeordnete
Antriebswelle 8 die Abtriebswelle des Getriebes 19 ist.
Dies ist in 2 gezeigt.
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Es
darf noch darauf hingewiesen werden, daß zwischen dem Antriebsmotor 18,
vorzugsweise einem dem Antriebsmotor 18 nachgeschalteten
Getriebe 19, und dem Antriebselement 9 eine Rutschkupplung 20 angeordnet
ist und daß diese
Anordnung so getroffen ist, daß eine
manuelle Verstellbarkeit des Türblatts 5 bei
feststehendem Antriebsmotor 18 gewährleistet ist.
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Im
einzelnen ist es beim dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel
so, daß das Antriebselement 9 über die
Rutschkupplung 20 mit der Antriebswelle 8 gekoppelt
ist. Die Rutschkupplung 20 weist einen ringförmigen Bremsbelag 21 auf, der
drehfest mit der Antriebswelle 8 verbunden ist. Das Antriebselement 9 wird über eine
Schraubverbindung 22 gegen die Kraft eines Federpakets 23 mit einer
Stirnfläche 24 auf
den Bremsbelag 21 gedrückt. Über den
resultierenden Reibschluß läßt sich
das für die
motorische Verstellung des Türblatts 5 erforderliche
Antriebsmoment übertragen.
Dennoch ist bei feststehendem Antriebsmotor 18 eine manuelle
Verstellung des Türblatts 5 möglich, sofern
das Türblatt 5 mit
entsprechender Kraft beaufschlagt wird. Der Antriebsmotor 18 bildet
hier mit dem Getriebe 19 eine selbsthemmende Anordnung.
Die Stirnfläche 24 einerseits
und der Bremsbelag 21 sind so ausgelegt, daß der resultierende
Reibschluß hinreichend
ist. Dabei können
beide oder nur eine dieser beiden Komponenten mit einer entsprechenden
Oberflächenbeschichtung
ausgestaltet sein.
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Hinsichtlich
der Ausstattung des obigen Türantriebs 1 mit
einer Rutschkupplung darf auf die deutsche Anmeldung 20 2004 015
472.2 vom 4. Oktober 2004 verwiesen werden, die auf die Anmelderin
zurückgeht
und deren Inhalt hiermit in vollem Umfange zum Gegenstand der vorliegenden
Anmeldung gemacht wird.
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Der
Vollständigkeit
halber darf noch darauf hingewiesen werden, daß der Türantrieb mit einer Steuerelektronik 25 ausgestattet
ist, die der Erzeugung von Antriebssignalen für den Antriebsmotor 18 dient.
Für die
Lageregelung ist die Steuerelektronik 25 mit einem Drehgeber 26 ausgestattet,
der mit dem Antriebselement 9 in Eingriff steht. In die
Steuerelektronik 25 können
zahlreiche weitere Funktionen, insbesondere Komfortfunktionen integriert
sein. Hierzu gehören
beispielsweise ein Näherungsschalter,
ein Fernsteuerungsmodul und ein Rauchmelder. Ferner kann die Steuerelektronik 25 mit
anderen Steuerelektroniken kommunizieren, die beispielsweise einer übergeordneten
Haussteuerung o. dgl. zugeordnet sind.
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In
der Regel wird das zu verstellende Türblatt 5 mit einem
Türschloß ausgestattet
sein, das einen elektrisch betätigbaren
Türöffner aufweist.
Die Kombination des oben beschriebenen Türantriebs mit einem solchen
elektrischen Türöffner stellt
vorliegend eine besonders bevorzugte Ausgestaltung dar. Der Türantrieb 1 ist
dann mit dem Türöffner steuerungstechnisch
gekoppelt.
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Hinsichtlich
einer bevorzugten, hier vorgesehenen Ausgestaltung des obigen Türöffners darf
auf die deutsche Anmeldung 20 2005 015 982 vom 10. Oktober 2005
verwiesen werden, die auf die Anmelderin zurückgeht und deren Inhalt ebenfalls
in vollem Umfange zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht
wird.
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Es
darf schließlich
darauf hingewiesen werden, daß die
Anwendung des Türantriebs
nicht auf Drehflügeltüren beschränkt ist.
Vielmehr ist eine Anwendung auf alle denkbaren, türähnlichen
Anordnungen vorgesehen. Hierzu zählen
insbesondere auch Fensteranordnungen.