DE102010030304B4

DE102010030304B4 - Antrieb zum Öffnen und/oder Schließen eines beweglichen Flügels einer Tür oder eines Fensters

Info

Publication number: DE102010030304B4
Application number: DE102010030304.6A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Grunow; Dr. Hucker Matthias
Original assignee: Geze GmbH
Current assignee: Geze GmbH
Priority date: 2010-06-21
Filing date: 2010-06-21
Publication date: 2015-05-28
Anticipated expiration: 2030-06-22
Also published as: DE102010030304A1

Abstract

Antrieb zum Öffnen und/oder Schließen eines beweglichen Flügels einer Tür oder eines Fensters, mit einem Abtriebsglied, welches über eine Kraftübertragungseinrichtung oder unmittelbar mit dem Flügel der Tür oder des Fensters koppelbar ist, und mit mindestens einem mechanischen Energiespeicher, welcher mit dem Abtriebsglied bewegungsgekoppelt ist, wobei die Kraft des mechanischen Energiespeichers einstellbar ist, und wobei eine Messeinrichtung zur Messung der Krafteinstellung des mechanischen Energiespeichers vorgesehen ist, und wobei die Messeinrichtung zur Ausgabe mindestens eines elektrischen Ausgangssignals ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung als Kraftsensor (20) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb zum Öffnen und/oder Schließen eines beweglichen Flügels einer Tür oder eines Fensters nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 37 39 310 A1 ist ein Antrieb zum Öffnen und/oder Schließen eines beweglichen Flügels einer Tür oder eines Fensters bekannt. Der Antrieb weist ein Abtriebsglied auf, welches über eine Kraftübertragungseinrichtung oder unmittelbar mit dem Flügel der Tür oder des Fensters koppelbar ist. Ferner ist ein mechanischer Energiespeicher vorhanden, welcher mit dem Abtriebsglied bewegungsgekoppelt ist, wobei die Kraft des mechanischen Energiespeichers einstellbar ist. Zur Messung der Krafteinstellung des mechanischen Energiespeichers ist eine Messeinrichtung vorgesehen. Die Messeinrichtung ist als abnehmbares Bauteil ausgebildet und wird nur zur manuellen Einstellung der Kraft des mechanischen Energiespeichers vorübergehend am Antrieb montiert. Falls im weiteren Betrieb des Antriebs dann Änderungen der Einstellung der Kraft des mechanischen Energiespeichers auftreten, so bleien diese unerkannt, was zu Fehlfunktionen des Antriebs führen kann, so dass beispielsweise der mit dem Antrieb gekoppelte Flügel unter Umständen nicht mehr vollständig geschlossen bzw. geöffnet werden kann. Auch bei Defekten des mechanischen Energiespeichers, z. B. Federbruch, ist ein zuverlässiger und sicherer Weiterbetrieb des Antriebs ausgeschlossen.
Demgegenüber sind aus der DE 32 24 300 A1 , der DE 10 2004 061 629 A1 sowie der US 7,571,515 auch bereits Antriebe bekannt, deren zur Messung der Krafteinstellung des mechanischen Energiespeichers vorgesehene Messeinrichtung jeweils zur Ausgabe eines elektrischen Ausgangssignals ausgebildet ist. Die Messeinrichtung kann beispielsweise als die Bewegung eines Federtellers erfassendes Potentiometer, als den Hydraulikdruck erfassender Drucksensor oder als Weg- bzw. Drehgeber ausgebildet sein. Alle diese Messeinrichtungen erfassen die Kraft des mechanischen Energiespeichers somit nur indirekt, wobei die Umrechnung der erfassten Messgrößen fehlerbehaftet sein kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb zu schaffen, der eine kontinuierlich wirksame und flexibel auswertbare Messeinrichtung zur Messung der Krafteinstellung des mechanischen Energiespeichers aufweist.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung.
Die Messeinrichtung ist erfindungsgemäß als Kraftsensor ausgebildet und erfasst somit direkt die durch den mechanischen Energiespeicher ausgeübte Kraft. Der Kraftsensor kann beispielsweise zwischen einem Stirnende des mechanischen Energiespeichers und einem antriebsseitigen Abstützungselement, z. B. einem Federteller, angeordnet werden.
Dadurch, dass die Messeinrichtung zur Ausgabe mindestens eines elektrischen Ausgangssignals ausgebildet ist, kann eine kontinuierliche und flexibel handhabbare Erfassung der Krafteinstellung des mechanischen Energiespeichers erfolgen.
Das Ausgangssignal der Messeinrichtung kann mittels einer Anzeigeeinrichtung angezeigt werden. Diese Anzeige kann direkt im Bereich des Antriebs und/oder räumlich entfernt vom Antrieb erfolgen, wobei letzteres eine Überwachung der Funktionsfähigkeit mehrerer Antriebe an einer zentralen Stelle ermöglicht.
Alternativ oder zusätzlich kann das Ausgangssignal der Messeinrichtung mittels einer Rechnereinrichtung ausgewertet werden, wodurch automatische Reaktionen auf eine unerwünschte Änderung der Krafteinstellung des mechanischen Energiespeichers ermöglicht werden, z. B. eine optische und/oder akustische Störungsmeldung und/oder ein automatisches Nachstellen der Krafteinstellung des mechanischen Energiespeichers.
Zusätzlich kann die Messeinrichtung als Positionssensor ausgebildet sein. Dies bietet sich an, um die Stellung eines für die Krafteinstellung des mechanischen Energiespeichers vorgesehenen Verstellelements zu erfassen und diesen Messwert unter Berücksichtigung vorgegebener Parameter, insbesondere der Kennlinie des mechanischen Energiespeichers, zur Berechnung der vorliegenden Krafteinstellung heranzuziehen.
Zusätzlich kann die Messeinrichtung als Stromsensor ausgebildet sein. Dies bietet sich bei automatischen Antrieben an, da diese oft bereits standardmäßig einen Stromsensor zur Erfassung des durch den Antriebsmotor fließenden Stroms umfassen und somit zur Erfassung der Krafteinstellung des mechanischen Energiespeichers kein zusätzliches Bauteil, sondern nur eine zusätzliche Berechnung aus dem erfassten Stromwert benötigt wird.
Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele in der Zeichnung anhand der Figuren näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 einen an der Bandseite eines Drehtürflügels montierten Antrieb in Frontansicht;
2 einen erfindungsgemäßen Antrieb gemäß 1 in schematischer Darstellung;
3 ein gegenüber 2 abgewandeltes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Antriebs;
4 eine Prinzipdarstellung eines weiteren abgewandelten Ausführungsbeispiels.
Die 1 zeigt einen an einer Drehtür montierten Antrieb 1. Die Drehtür weist einen Türflügel 6 auf, welcher über Bänder 8 um eine vertikale Drehachse schwenkbar an einem ortsfesten Türrahmen 7 gelagert ist. Das Gehäuse 2 des Antriebs 1 ist im oberen horizontalen Bereich des Türrahmens 7 angeordnet. Im Gehäuse 2 des Antriebs 1 ist ein als Abtriebswelle ausgebildetes Abtriebsglied 3 mit vertikaler Drehachse drehbar gelagert, wobei die Enden des Abtriebsglieds 3 aus dem Gehäuse 2 hinausragen. Am unterem, dem Türflügel 6 zugewandten Ende des Abtriebsglieds 3 ist das eine Ende eines als Gleitarm ausgebildeten Kraftübertragungselements 4 drehfest montiert. Das andere Ende des Kraftübertragungselements 4 ist mittels eines Gleiters in einer im Bereich der oberen horizontalen Kante des Türflügels 6 montierten Gleitschiene 5 linear verschiebbar geführt. Eine Drehbewegung des Abtriebsglieds 3 des Antriebs 1 bewirkt, dass das Kraftübertragungselement 4 verschwenkt wird und über den in der Gleitschiene 5 geführten Gleiter den Türflügel 6 bewegt, und umgekehrt.
Der Antrieb 1 kann als manuell betätigbarer Türschließer ausgebildet sein, d. h. das ein im Antrieb 1 vorhandener, mit der Abtriebswelle bewegungsgekoppelter, mechanischer Energiespeicher 14 durch manuelles Öffnen des Türflügels 6 gespannt wird und die hierdurch gespeicherte Energie nach dem Loslassen des Türflügels 6 zu dessen Schließung zur Verfügung steht.
Alternativ kann der Antrieb 1 als fremdkraftbetätigter, beispielsweise elektromechanischer oder elektrohydraulischer Antrieb 1 ausgebildet sein, welcher den Türflügel 6, beispielsweise ausgelöst durch die Betätigung eines Schalters und/oder das Signal eines Bewegungssensors, automatisch öffnet bzw. schließt. Der mechanische Energiespeicher 14 wird in einer Bewegungsrichtung des Türflügels 6 gespannt. In der anderen Bewegungsrichtung des Türflügels 6 entspannt sich der mechanische Energiespeicher 14, so dass diese Bewegungsrichtung, wie beim manuellen Türschließer, ausschließlich durch die im Energiespeicher 14 gespeicherte Kraft erfolgen kann. Dies kann insbesondere dann relevant werden, wenn die Fremdenergieversorgung des Antriebs 1 ausfällt, um auch dann noch ein letztes Schließen bzw. Öffnen des Türflügels 6 sicherzustellen.
Der konstruktive Aufbau des Antriebs 1 ist in den 2 und 3 in zwei Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt. Für beide Ausführungsbeispiele gilt folgendes:
In einem im Innenraum des hier nicht dargestellten Gehäuses 2 des Antriebs 1 angeordneten Zylinder 9 ist ein Kolben 12 linear verschiebbar geführt. Der Kolben 12 unterteilt den Innenraum des Zylinders 9 flüssigkeitsdicht in zwei Druckräume 15, 16. Zum Einsetzen des Kolbens 12 weist der Zylinder 9 stirnseitig einen Deckel 10 auf. In seinem mittleren Bereich weist der Kolben 12 einen Kolbeninnenraum mit einer Verzahnung 13 auf. Die Verzahnung 13 kämmt mit einem drehfest auf dem Abtriebsglied 3 angeordneten Ritzel 11, so dass eine Verschiebung des Kolbens 12 eine Drehung des Abtriebsglieds 3 bewirkt, und umgekehrt.
Die in der Zeichnung rechte Stirnfläche des Kolbens 12 wird von dem als Schraubendruckfeder ausgebildeten, mechanischen Energiespeicher 14 nach links beaufschlagt. Das andere Ende des mechanischen Energiespeichers 14 stützt sich auf einem Federteller 19 ab. Bei einer Bewegung des Kolbens 12 in der Zeichnung nach rechts wird der mechanische Energiespeicher 14 komprimiert, und umgekehrt bewirkt eine Entspannung des mechanischen Energiespeichers 14 eine Verschiebung das Kolbens 12 nach rechts. Die beiden Druckräume 15, 16 können mit einem Hydraulikmedium gefüllt sein, wobei zwischen den Druckräumen 15, 16 hier nicht dargestellte Hydraulikkanäle mit Ventilen angeordnet sein können, um die Verschiebung das Kolbens 12 zu dämpfen. Bei elektrohydraulischer Ausbildung des Antriebs 1 kann die Druckseite einer Hydraulikpumpe an den linken Druckraum 15 angeschlossen sein.
Der Federteller 19 ist durch eine manuell betätigbare Stellschraube 17 (2) oder einen fremdkraftbetätigten Stellmotor 18 (3) parallel zur Längsachse des Zylinders 9 verstellbar, so dass durch eine Verschiebung des Federtellers 17 die Vorspannung des mechanischen Energiespeichers 14 veränderbar ist.
Bei dem in der 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist zwischen der Stirnfläche des mechanischen Energiespeichers 14 und dem Federteller 17 ein Kraftsensor 20 angeordnet, welcher die Krafteinstellung des mechanischen Energiespeichers 14 somit direkt misst.
Bei dem in der 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist nahe dem Bewegungsbereichs des Federtellers 17 ein Positionssensor 21 angeordnet, welcher die Stellung des Federtellers 17 erfasst. Unter Berücksichtigung der Kennlinie des mechanischen Energiespeichers 14 ist aus diesem Positionswert die Krafteinstellung des mechanischen Energiespeichers 14 ermittelbar, beispielsweise mittels einer hier nicht dargestellten Rechnereinrichtung.
Auch bei dem in der 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Krafteinstellung des mechanischen Energiespeichers 14 aus einer erfassten Kenngröße des Antriebs 1 berechnet, hier aus dem Motorstrom I eines Antriebsmotors, welcher in dem dargestellten Diagramm über dem Öffnungswinkel x des Türflügels 6 aufgetragen ist. Wird der Antriebsmotor bei geschlossenem Türflügel 6 (Position x₀) bestromt, so erreicht der Motorstrom I vor dem Beginn der Öffnungsbewegung des Türflügels 6 bereits einen ersten Wert I₀ und steigt dann kontinuierlich entsprechend mit zunehmendem Öffnungswinkel x an, bis der Türflügel 6 vollständig geöffnet (x₁) ist. Aus dem Anfahrstrom I₀ und gegebenenfalls weiteren Stromwerten, z. B. bei Stillstand des Türflügels 6 in Offenlage und bestromtem Antriebsmotor, ist mittels einer hier nicht dargestellten Rechnereinrichtung die Krafteinstellung des mechanischen Energiespeichers 14 ermittelbar.
Bezugszeichenliste

1: Antrieb
2: Gehäuse
3: Abtriebsglied
4: Kraftübertragungselement
5: Gleitschiene
6: Türflügel
7: Türrahmen
8: Scharnier
9: Zylinder
10: Deckel
11: Ritzel
12: Kolben
13: Verzahnung
14: Energiespeicher
15: Druckraum
16: Druckraum
17: Stellschraube
18: Stellmotor
19: Federteller
20: Kraftsensor
21: Positionssensor

Claims

Antrieb zum Öffnen und/oder Schließen eines beweglichen Flügels einer Tür oder eines Fensters, mit einem Abtriebsglied, welches über eine Kraftübertragungseinrichtung oder unmittelbar mit dem Flügel der Tür oder des Fensters koppelbar ist, und mit mindestens einem mechanischen Energiespeicher, welcher mit dem Abtriebsglied bewegungsgekoppelt ist, wobei die Kraft des mechanischen Energiespeichers einstellbar ist, und wobei eine Messeinrichtung zur Messung der Krafteinstellung des mechanischen Energiespeichers vorgesehen ist, und wobei die Messeinrichtung zur Ausgabe mindestens eines elektrischen Ausgangssignals ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung als Kraftsensor (20) ausgebildet ist.
Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal der Messeinrichtung mittels einer Anzeigeeinrichtung anzeigbar ist.
Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal der Messeinrichtung mittels einer Rechnereinrichtung auswertbar ist.
Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung als Positionssensor (21) ausgebildet ist.
Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung als Stromsensor ausgebildet ist.