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Die Erfindung betrifft eine Schließvorrichtung einer Gebäudeöffnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine derartige Schließvorrichtung umfasst einen Schwenkflügel, beispielsweise einen Fenster- oder Türflügel, und einen Rahmen, der den Schwenkflügel schwenkbar hält. Der Rahmen weist einen scharnierseitigen Rahmenabschnitt, zu dem der Schwenkflügel um eine Schwenkachse schwenkbar ist, einen dem scharnierseitigen Rahmenabschnitt gegenüberliegenden, öffnungsseitigen Rahmenabschnitt und einen zwischen dem scharnierseitigen Rahmenabschnitt und dem öffnungsseitigen Rahmenabschnitt erstreckten Querabschnitt auf.
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Der scharnierseitige Rahmenabschnitt ist der Kante des Schwenkflügels zugeordnet, um die der Schwenkflügel zum Öffnen oder Schließen der Gebäudeöffnung verschwenkt wird. Der Schwenkflügel kann hierbei über ein oder mehrere Scharniere an dem scharnierseitigen Rahmenabschnitt schwenkbar angeordnet sein. Denkbar ist aber auch, dass keine direkte Gelenkverbindung zwischen dem Schwenkflügel und dem scharnierseitigen Rahmenabschnitt besteht, indem der Schwenkflügel beispielsweise gelenkig mit an dem scharnierseitigen Rahmenabschnitt anschließenden Querabschnitten verbunden ist.
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Eine derartige Schließvorrichtung kann beispielsweise durch ein Fenster oder eine Tür oder eine eine schwenkbare Klappe aufweisende Klappenvorrichtung eines Gebäudes ausgebildet sein.
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Die Schließvorrichtung umfasst eine motorische Antriebsvorrichtung, die zum Verschwenken des Schwenkflügels zwischen dem Schwenkflügel und dem Rahmen wirkt und einen Spindelantrieb mit einer sich entlang einer Längsachse erstreckenden Spindel und einer mit der Spindel in Gewindeeingriff stehenden, entlang der Längsachse bewegbaren Spindelmutter aufweist.
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Bei einem aus der
DE 102 13 427 A1 bekannten Antrieb für einen Flügel einer Tür oder eines Fensters ist eine Antriebsvorrichtung in Form eines Spindelantriebs vorgesehen, bei dem eine Spindel zum Verstellen des Flügels verdreht wird, so dass eine mit der Spindel in Gewindeeingriff stehende Spindelmutter an der Spindel abrollt und entlang einer Längsachse, entlang derer die Spindel an einem Rahmen erstreckt ist, bewegt wird. Die Spindelmutter ist über einen Hebel mit dem Flügel gekoppelt und bewegt den Flügel bei ihrer Bewegung entlang der Spindel.
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Nachteilig bei dem Antrieb der
DE 102 13 427 A1 ist, dass ein Verschwenken des Flügels relativ zu dem Rahmen nur um einen vergleichsweise kleinen Winkel möglich ist. Zudem ist ein Hebel erforderlich, der von dem Rahmen vorsteht und mit dem Flügel gekoppelt ist. Dieser Hebel ist von außen deutlich sichtbar und behindert zudem gegebenenfalls bei geöffnetem Flügel einen Durchgriff.
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Aus der
DE 197 56 496 C2 ist ein Drehtürantrieb mit einer elektronischen Steuerung bekannt, bei der eine Antriebsvorrichtung in Form eines Spindelantriebs mit einer drehbaren Spindel und einer an der Spindel angeordneten Spindelmutter vorgesehen ist. Im Betrieb bewegt die Spindelmutter eine Zahnstange, die mit einer Antriebsachse in Eingriff steht derart, dass bei einer Bewegung der Zahnstange die Antriebsachse in eine Drehbewegung versetzt wird, über die ein Türflügel verschwenkt werden kann.
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Herkömmliche Antriebsvorrichtungen zum Verschwenken eines Schwenkflügels in Form einer Tür oder eines Fensters eines Gebäudes sind als Aufsatz auf einen Schwenkflügel oder einen Rahmen ausgebildet oder verwenden sichtbare Hebel, die von dem Schwenkflügel vorstehen und aus einer Ebene, in der sich der Schwenkflügel erstreckt, hinausragen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schließvorrichtung für eine Gebäudeöffnung zu schaffen, die es ermöglicht, bei einfacher Bauweise und zuverlässiger Kraftübertragung auf deutlich sichtbare, aus der Ebene eines Schwenkflügels herausragende Hebel zu verzichten.
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Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Demnach ist ein um eine Drehachse drehbares Kopplungselement vorgesehen, dass an einer dem Schwenkflügel zugewandten Seite des Querabschnitts oder an einer dem Querabschnitt zugewandten Seite des Schwenkflügels angeordnet und mit einer gelenkig mit der Spindelmutter gekoppelten Gelenkstange verbunden ist derart, dass bei einem Bewegen der Spindelmutter das Kopplungselement zum Verschwenken des Schwenkflügels um die Drehachse verdreht wird.
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Die vorliegende Erfindung geht von dem Gedanken aus, eine Verstellkraft zum Verschwenken des Schwenkflügels über ein Kopplungselement in den Schwenkflügel einzuleiten, das mittels des Spindelantriebs der Antriebsvorrichtung um eine Drehachse verdrehbar ist. Die Antriebsvorrichtung kann grundsätzlich an dem Rahmen oder an dem Schwenkflügel angeordnet sein. Das Kopplungselement kann hierbei – abhängig von der Anordnung der Antriebsvorrichtung an dem Rahmen oder dem Schwenkflügel – an dem Querabschnitt des Rahmens oder an dem Schwenkflügel angeordnet sein.
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Ist die Antriebsvorrichtung an dem Rahmen angeordnet, so befindet sich das Kopplungselement vorteilhafterweise an dem Querabschnitt des Rahmens, und zwar an einer dem Schwenkflügel zugewandten Seite des Querabschnitts. Bei dem Querabschnitt kann es sich beispielsweise um einen quer zwischen dem scharnierseitigen Rahmenabschnitt und dem öffnungsseitigen Rahmenabschnitt erstreckten, oberen Rahmenabschnitt handeln. In diesem Fall weist das Kopplungselement von einer dem Schwenkflügel zugewandten Unterseite des Rahmenabschnitts hin zum Schwenkflügel.
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Ist die Antriebsvorrichtung hingegen an dem Schwenkflügel angeordnet, so befindet sich das Kopplungselement an der dem Querabschnitt des Rahmens zugewandten Seite des Schwenkflügels, also an einer Oberseite des Schwenkflügels, wenn der Querabschnitt einen oberen Rahmenabschnitt ausbildet.
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Dadurch, dass die Krafteinleitung in den Schwenkflügel über das Kopplungselement erfolgt, können aufwendige Hebelgetriebe entfallen. Das Verschwenken des Schwenkflügels kann in einfacher Weise durch Verdrehen des Kopplungselements und unmittelbare Krafteinleitung in den Schwenkflügel bewirkt werden, so dass nach außen sichtbare Teile entfallen können.
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Die Antriebsvorrichtung ist in einer bevorzugten Ausgestaltung mit Bezug auf die Längsachse lagefest an dem Querabschnitt des Rahmens angeordnet. Hierunter ist zu verstehen, dass die Anordnung der Antriebsvorrichtung an dem Querabschnitt des Rahmens mit Blick auf die Lage der Längsachse fest und unveränderlich ist. Im Betrieb wird lediglich die Spindelmutter entlang der Längsachse bewegt und über die Gelenkstange das Kopplungselement verdreht, um eine Verstellkraft in den Schwenkflügel einzuleiten und den Schwenkflügel zu verschwenken.
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Die Anordnung der Antriebsvorrichtung an dem Querabschnitt des Rahmens hat den Vorteil, dass Antriebsvorrichtung vollkommen versteckt innerhalb des Querabschnitts und somit nach außen unsichtbar montiert werden kann. Der Querabschnitt kann hierzu einen Hohlraum aufweisen, in dem die Antriebsvorrichtung mit ihrem Spindelantrieb montiert ist. Lediglich das Kopplungselement erstreckt sich in diesem Fall über die dem Schwenkflügel zugewandte Seite des Querabschnitts nach außen und ermöglicht die Herstellung einer Wirkverbindung des Schwenkflügels mit der Antriebsvorrichtung.
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Zur Herstellung der Wirkverbindung des Kopplungselements mit dem Schwenkflügel (bei Anordnung der Antriebsvorrichtung an dem Querabschnitt) oder dem Rahmen (bei Anordnung der Antriebsvorrichtung an dem Schwenkflügel) ist das Kopplungselement vorteilhafterweise mit einem Hebel verbunden. Bei einem Verdrehen des Kopplungselements wird hierbei der Hebel um die Drehachse verschwenkt und auf diese Weise eine Verstellkraft auf den Schwenkflügel ausgeübt.
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Zur Kopplung des Hebels mit dem Schwenkflügel (bei Anordnung des Kopplungselements an dem Querabschnitt des Rahmens) bzw. dem Rahmen (bei Anordnung des Kopplungselements an der dem Querabschnitt zugewandten Seite des Schwenkflügels) sind unterschiedliche Varianten denkbar.
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Zum einen ist denkbar, den Hebel starr mit dem Schwenkflügel (bei Anordnung des Kopplungselements an der dem Schwenkflügel zugewandten Seite des Querabschnitts) oder dem Querabschnitt (bei Anordnung des Kopplungselements an der dem Querabschnitt zugewandten Seite des Schwenkflügels) zu verbinden, so dass eine Verdrehung des Kopplungselements in direkter Weise in ein Verschwenken des Schwenkflügels relativ zu dem Rahmen umgesetzt wird. Dies kommt insbesondere dann in Betracht, wenn die Schwenkachse des Schwenkflügels und die Drehachse des Kopplungselements kollinear zusammenfallen. Der Hebel kann in diesem Fall als zusätzliches Bauteil mit dem Schwenkflügel bzw. dem Querabschnitt verschraubt sein. Denkbar ist aber auch, dass der Hebel einstückig mit dem Schwenkflügel bzw. mit dem Querabschnitt und somit durch den Schwenkflügel bzw. den Querabschnitt selbst ausgebildet ist.
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Zum anderen ist auch denkbar, den Hebel gleitend an dem Schwenkflügel bzw. dem Querabschnitt des Rahmens zu führen. Hierzu kann der Hebel mit einem dem Kopplungselement abgewandten Ende an einem Führungsabschnitt des Schwenkflügels (wenn das Kopplungselement an der dem Schwenkflügel zugewandten Seite des Querabschnitts angeordnet ist) oder des Querabschnitts (wenn das Kopplungselement an der dem Querabschnitt zugewandten Seite des Schwenkflügels angeordnet ist) gleitend geführt sein. Bei einem Verdrehen des Kopplungselements wird der Hebel zusammen mit dem Kopplungselement verschwenkt, leitet auf diese Weise eine Verstellkraft in den Schwenkflügel ein und gleitet beim Verschwenken des Schwenkflügels entlang des Führungsabschnitts, um – wenn die Drehachse des Kopplungselements und die Schwenkachse des Schwenkflügels auseinanderfallen – eine Relativbewegung zwischen dem Hebel und dem Führungsabschnitt auszugleichen.
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Auch die Kopplung des Kopplungselements mit dem Hebel kann auf unterschiedliche Weise erfolgen.
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Beispielsweise kann zwischen dem Kopplungselement und dem Hebel eine Rutschkupplung vorgesehen, die derart ausgestaltet ist, dass im normalen, motorischen Betrieb eine Verstellkraft von der Antriebsvorrichtung über das Kopplungselement in den Schwenkflügel eingeleitet werden kann. Ist eine am Schwenkflügel anliegende, beispielsweise manuell aufgebrachte oder über ein Hindernis eingeleitete Gegenkraft jedoch größer als ein vorbestimmter Grenzwert, so kann die Rutschkupplung eine Relativbewegung zwischen dem Kopplungselement und dem Hebel zulassen, so dass der Schwenkflügel relativ zu dem Kopplungselement und somit zu dem Rahmen verstellt wird. Auf diese Weise kann beispielsweise ein manuelles Schließen bei geöffneter Schließvorrichtung, beispielsweise bei geöffnetem Fenster oder geöffneter Tür, ermöglicht werden. Oder eine Weiterbewegung des Schwenkflügels beim Öffnen oder Schließen kann verhindert werden, wenn der Schwenkflügel an ein Hindernis anschlägt und demzufolge nicht weiterbewegt werden soll (in diesem Fall kann der Grenzwert beispielsweise auf eine maximal zulässige Einklemmkraft abgestimmt werden).
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Die Rutschkupplung kann beispielsweise durch eine Verbindung zwischen einem Zapfen und einer Buchse verwirklicht werden. Beispielsweise kann an dem Hebel ein Zapfen ausgebildet sein, der in das als Buchse ausgebildete Kopplungselement reibend eingreift. Der reibende Eingriff ist hierbei derart beschaffen, dass bei einem normalen Verstellen des Schwenkflügels, motorisch angetrieben durch die Antriebsvorrichtung, Verstellkräfte in den Schwenkflügel eingeleitet werden können, bei Übersteigen einer vorbestimmten Grenzkraft hingegen eine Relativbewegung zwischen dem Zapfen und dem als Buchse ausgebildeten Kopplungselement möglich ist, die Kupplung also durchrutschen kann.
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Eine Rutschkupplung macht insbesondere dann Sinn, wenn der Spindelantrieb der Antriebsvorrichtung selbsthemmend ausgestaltet ist und somit eine externe Kraftwirkung auf den Schwenkflügel durch die Antriebsvorrichtung gehemmt wird. Ist die Antriebsvorrichtung nicht selbsthemmend ausgestaltet, so kann grundsätzlich auf eine Rutschkupplung auch verzichtet werden.
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Statt über eine Rutschkupplung kann das Kopplungselement auch über einen Verzahnungseingriff und somit formschlüssig mit einem Ritzel des Hebels verbunden sein. Durch den formschlüssigen Eingriff zwischen dem Kopplungselement und dem Ritzel können in effizienter, schlupffreier Weise Verstellkräfte in den Schwenkflügel eingeleitet werden, wobei vorzugsweise der Eingriff lösbar sein kann, um den Schwenkflügel von dem Rahmen zu lösen oder auch eine Richtungsumkehr für das motorische Verstellen zu bewirken.
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Letzteres ist insbesondere dann sinnvoll, wenn der Schwenkflügel, abhängig von der Kopplung des Kopplungselements mit dem Hebel, aus einer geschlossenen Stellung in eine erste Öffnungsrichtung oder in eine der ersten Öffnungsrichtung entgegengesetzte, zweite Öffnungsrichtung schwenkbar sein soll, um grundsätzlich ein Öffnen des Schwenkflügels in unterschiedliche Öffnungsrichtungen zu ermöglichen. Hierzu kann das Kopplungselement in unterschiedlichen Stellungen mit dem Hebel verbunden werden, beispielsweise indem das Kopplungselement in unterschiedlichen Stellungen in Verzahnungseingriff mit dem Ritzel des Hebels gebracht wird. Abhängig von der Stellung des Kopplungselements zu dem Hebel kann dann, angetrieben durch die Antriebsvorrichtung, das Kopplungselement aus einer Ausgangsstellung bei geschlossenem Schwenkflügel in eine erste Drehrichtung zum Öffnen in die erste Öffnungsrichtung oder in eine zweite Drehrichtung zum Öffnen in die zweite Öffnungsrichtung bewegt werden.
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Die Drehachse des Kopplungselements und die Schwenkachse des Schwenkflügels können auseinanderfallen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Drehachse des Kopplungselements und die Schwenkachse des Schwenkflügels jedoch kollinear und fallen somit zusammen, was ein direktes Verschwenken des Schwenkflügels mit einer 1:1-Übersetzung bei einem Verdrehen des Kopplungselements ermöglicht.
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Grundsätzlich sind für die Antriebsvorrichtung der hier genannten Art unterschiedliche Ausführungsformen von Spindelantrieben denkbar und einsetzbar. In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Spindel drehbar an einem Gehäuse des Spindelantriebs angeordnet sein und mit einem Elektromotor zum Antreiben der Spindel in Wirkverbindung stehen. Die Spindelmutter ist hierbei drehfest an einer verschiebbar an dem Gehäuse gelagerten Schubstange angeordnet derart, dass bei einer Drehbewegung der Spindel die Spindelmutter zusammen mit der Schubstange entlang der Längsachse relativ zu dem Gehäuse verschoben wird. Durch Verdrehen der Spindel, angetrieben durch den Elektromotor, rollt somit die Spindelmutter (die drehfest an der Schubstange angeordnet ist) an der Spindel ab, so dass aufgrund des Gewindeeingriffs der Spindelmutter mit der Spindel die Spindelmutter entlang der Längsachse, entlang derer sich die Spindel erstreckt, relativ zu der Spindel verstellt wird und damit die Schubstange relativ zu der Spindel verfahren wird.
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Der Elektromotor kann hierbei koaxial zur Spindel in dem Gehäuse angeordnet sein, so dass sich eine schlanke, längs entlang der Längsachse erstreckte Bauform des Spindelantriebs mit geringem Bauraumbedarf ergibt.
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Die Schubstange ist vorteilhafterweise über eine Feder gegenüber dem Gehäuse vorgespannt. Hierdurch kann erreicht werden, dass (beispielsweise bei einer nicht selbsthemmenden Ausgestaltung des Spindelantriebs) der Schwenkflügel nach einem Verschwenken selbsttätig in eine Ausgangslage zurückverschwenkt wird. Beispielsweise kann die Feder die Schubstange in Richtung einer ausgefahrenen Stellung vorspannen, in der die Schubstange aus dem Gehäuse, an dem die Spindel angeordnet ist, ausgefahren ist. Wirkt beispielsweise eine Gewichtskraft eines Schwenkflügels in Form eines Kippfensters in Richtung eines Einfahrens auf die Schubstange ein, so kann durch die vorspannende Feder diese Gewichtskraft ausgeglichen werden, so dass das Kippfenster über den Spindelantrieb sicher abgestützt und gehalten werden kann.
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Wirken keine nennenswerten Gewichtskräfte um die Schwenkachse auf den Schwenkflügel ein und ist eine Vorspannung in eine bestimmte Stellung des Schwenkflügels nicht erwünscht, so kann auf die vorspannende Feder auch verzichtet werden.
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Der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
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1 eine schematische Ansicht einer Schließvorrichtung einer Gebäudeöffnung in Form einer Gebäudetür;
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2 eine Ansicht eines Ausschnitts der Gebäudetür im Bereich eines oberen Querabschnitts eines Rahmens;
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3 eine teilweise geschnittene Ansicht des Rahmens;
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4 eine Ansicht der Gebäudetür von oben;
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5 eine Ansicht der Gebäudetür beim Öffnen;
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6 eine Ansicht der Gebäudetür in einer geöffneten Stellung;
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7 eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Schließvorrichtung in Form einer Gebäudetür;
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8 eine Ansicht der Gebäudetür gemäß 7 in einem Ausschnitt im Bereich eines oberen Querabschnitts eines Rahmens der Gebäudetür;
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9 eine teilweise freigeschnittene Ansicht der Anordnung gemäß 8;
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10 eine Ansicht der Gebäudetür mit einer Antriebsvorrichtung in einer Stellung zum Öffnen eines Schwenkflügels in eine erste Öffnungsrichtung;
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11 eine Ansicht der Gebäudetür mit der Antriebsvorrichtung in einer Stellung zum Öffnen des Schwenkflügels in eine der ersten Öffnungsrichtung entgegengesetzte, zweite Öffnungsrichtung;
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12A–12C Ansichten der Gebäudetür von oben beim Öffnen in eine erste Öffnungsrichtung;
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13A–13C Ansichten der Gebäudetür von oben beim Öffnen in eine zweite Öffnungsrichtung;
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14A eine schematische Ansicht einer Antriebsvorrichtung in Form eines Spindelantriebs, dargestellt in einer ausgefahrenen Stellung;
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14B eine schematische Ansicht der Antriebsvorrichtung gemäß 14A, in einer eingefahrenen Stellung; und
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15 eine schematische Ansicht eines modifizierten Ausführungsbeispiels einer Antriebsvorrichtung in Form eines Spindelantriebs.
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1 bis 6 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel einer Schließvorrichtung eines Gebäudes in Form einer Gebäudetür 1, die einen schwenkbar an einem Rahmen 10 angeordneten Schwenkflügel in Form eines Türflügels 2 aufweist. Der Türflügel 2 ist um eine Schwenkachse A schwenkbar, wobei die Schwenkachse A einem scharnierseitigen Rahmenabschnitt 101 des Rahmens 10 zugeordnet ist und der Türflügel 2 zu dem scharnierseitigen Rahmenabschnitt 101 verschwenkbar ist.
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Dem scharnierseitigen Rahmenabschnitt 101 liegt ein öffnungsseitiger Rahmenabschnitt 100 gegenüber, dem eine Hauptschließkante 23 des Türflügels 2 zugeordnet ist. Der scharnierseitige Rahmenabschnitt 101 und der öffnungsseitige Rahmenabschnitt 100 werden durch einen zwischen dem scharnierseitigen Rahmenabschnitt 101 und dem öffnungsseitigen Rahmenabschnitt 100 erstreckten Querabschnitt 102, der einen oberen Rahmenabschnitt des Rahmens 10 ausbildet, miteinander verbunden.
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Am Türflügel 2 ist ein Griff 21 vorgesehen, der ein manuelles Verschwenken des Türflügels 2 ermöglicht.
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Am oberen Querabschnitt 102 des Rahmens 10 ist eine Antriebsvorrichtung 3 zum motorischen Antreiben der Schwenkbewegung des Türflügels 2 angeordnet. Die Antriebsvorrichtung 3 weist – wie nachfolgend noch anhand der Ausführungsbeispiele gemäß 14A, 14B und 15 erläutert werden soll – einen Spindelantrieb mit einer entlang einer Längsachse L erstreckten Spindel 32 (siehe zum Beispiel 14A) und einer mit der Spindel 32 in Gewindeeingriff stehenden Spindelmutter 310 auf. Die Spindel 32 ist um die Längsachse L verdrehbar. Die Spindelmutter 310 ist mit einer Schubstange 31, die an einem Gehäuse 30 und einer Führungsbuchse 38 geführt ist, gekoppelt. Bei einer Drehbewegung der Spindel 32 um die Längsachse L rollt die Spindelmutter 310 an der Spindel 32 ab derart, dass die Spindelmutter 310 in eine Längsbewegung entlang einer parallel zur Längsachse L weisenden Verstellrichtung V (siehe 2) bewegt und dadurch die Schubstange 31 entlang der Verstellrichtung V verschoben wird.
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Die Schubstange 31 ist über eine Koppelstelle 301 mit einer Gelenkstange 303 gelenkig verbunden, wie dies beispielsweise in 2 dargestellt ist. Die Gelenkstange 303 ist über eine Lagerstelle 303A mit einem Hebel 306 verbunden, der einstückig mit einem Kopplungselement 307 in Form einer Buchse ausgebildet ist.
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Das Kopplungselement 307 ist um eine Drehachse S drehbar an dem Querabschnitt 102 des Rahmens 10 angeordnet und über eine Aussparung 103 (siehe 3) über eine dem Türflügel 2 zugewandte Seite 102A des Querabschnitts 102 zugänglich.
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In das Kopplungselement 307 greift ein Zapfen 308 ein, der einstückig mit einem Hebel 309 ausgebildet ist. Der Hebel 309 ist mit einem Ende 309A gleitend an einem Führungsabschnitt 220 an einer dem Querabschnitt 102 zugewandten Seite 22 des Türflügels 2 geführt. Der Führungsabschnitt 220 hat die Form einer länglichen Vertiefung und dient als Führung für einen an dem Ende 309A des Hebels 309 ausgebildeten Führungszapfen.
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Zum Öffnen des Türflügels 2 in einer Öffnungsrichtung O, dargestellt in 5 und 6, wird die Schubstange 31 in eine Verstellrichtung V1 verfahren und mittels der Gelenkstange 303 somit eine Verstellkraft in den Hebel 306 und darüber in das Kopplungselement 307 eingeleitet. In Folge der Längsbewegung der Schubstange 31 in die Verstellrichtung V1 wird das Kopplungselement 307 in eine Drehrichtung D1 verdreht, und zusammen mit dem Kopplungselement 307 verschwenkt der Hebel 309.
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Über den Hebel 309 werden somit Verstellkräfte in den Türflügel 2 eingeleitet, die ein Öffnen des Türflügels 2 in die Öffnungsrichtung O durch Verschwenken um die dem Türflügel 2 zugeordnete Schwenkachse A bewirken. Weil die Drehachse S des Kopplungselements 307 und die Schwenkachse A des Türflügels 2 zwar parallel zueinander erstreckt sind, aber exzentrisch auseinanderfallen, ist der Hebel 309 über sein Ende 309A an dem Führungsabschnitt 220 geführt, so dass beim Verschwenken des Türflügels 2 das Ende 309A des Hebels 309 in dem Führungsabschnitt 220 gleiten kann und somit relativ zu dem Türflügel 2 bewegbar ist, damit eine Abstandsänderung beim Verschwenken des Türflügels 2 ausgeglichen werden kann.
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5 zeigt die Gebäudetür 1 beim Öffnen des Türflügels 2. 6 zeigt die Gebäudetür 1 bei maximal geöffnetem Türflügel 2. In dieser maximal geöffneten Stellung liegt das Ende 309A des Hebels 309 an einem Ende des Führungsabschnitts 220 an, so dass ein weiteres Verschwenken des Türflügels 2 nicht möglich ist.
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Der Hebel 309 wird bei einem Verdrehen des Kopplungselements 307 um die Drehachse S zusammen mit dem Kopplungselement 307 verdreht. Die Kopplung zwischen dem Hebel 309 und dem Kopplungselement 307 erfolgt hierbei über den an dem Hebel 309 ausgebildeten Zapfen 308, der in eine innere, zentrale Bohrung des als Buchse ausgebildeten Kopplungselements 307 eingreift.
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Der Eingriff des Zapfens 308 in das Kopplungselement 307 verwirklicht eine Rutschkupplung, die so ausgelegt ist, dass Verstellkräfte für ein normales Verstellen des Türflügels 2, angetrieben durch die motorische Antriebsvorrichtung 3, in den Türflügel 2 in schlupffreier Weise eingeleitet werden können, bei abtriebsseitiger Einleitung von Verstellkräften in den Türflügel 2 nicht über die Antriebsvorrichtung 3 aber eine Relativbewegung zwischen dem Kopplungselement 307 und dem Zapfen 308 möglich ist – zumindest dann, wenn die eingeleiteten, abtriebsseitigen Verstellkräfte einen vorbestimmten Grenzwert überschreiten.
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Auf diese Weise ist beispielsweise möglich, bei geöffnetem Türflügel 2 den Türflügel 2 manuell durch Aufbringen hinreichend großer Verstellkräfte zu verschwenken.
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Mittels der Rutschkupplung kann zusätzlich auch ein Einklemmschutz verwirklicht werden, der durch Festlegen des Grenzwertes eine Begrenzung der am Türflügel 2 wirkenden Kräfte auf eine maximal zulässige Einklemmkraft ermöglicht und ein Durchrutschen der Rutschkupplung zwischen dem Kopplungselement 307 und dem Zapfen 308 zulässt, wenn ein Verschwenken des Türflügels 2 beim Öffnen oder Schließen durch ein Objekt behindert wird.
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Das Vorsehen einer solchen Rutschkupplung ist von Vorteil, wenn die Antriebsvorrichtung 3 mit ihrem Spindelantrieb selbsthemmend ist und somit abtriebsseitig am Türflügel 2 wirkende Verstellkräfte durch die Antriebsvorrichtung 3 gehemmt werden.
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Ist die Antriebsvorrichtung 3 nicht selbsthemmend ausgestaltet, so kann grundsätzlich auch auf eine Rutschkupplung verzichtet werden. In diesem Fall ist beispielsweise ein manuelles Verstellen des Türflügels 2 dadurch möglich, dass über dem Hebel 306 und die Gelenkstange 303 die manuellen Kräfte auf die Spindelmutter übertragen werden und dadurch eine Relativbewegung zwischen der Spindelmutter und der Spindel bewirkt wird.
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Das Kopplungselement 307 ist von der dem Türflügel 2 zugewandten (Unter-)Seite des Querabschnitts 102 zugänglich. Die Wirkverbindung zwischen der Antriebsvorrichtung 3 und dem Türflügel 2 wird somit über die dem Türflügel 2 zugewandte Seite 102A des Querabschnitts 102 hergestellt, wobei über den Hebel 309 eine Kopplung bereitgestellt wird, die von außen für einen Nutzer weitestgehend unsichtbar ist.
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7 bis 13A–13C zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schließvorrichtung in Form einer Gebäudetür 1, bei der ein Schwenkflügel 2 um eine Schwenkachse S schwenkbar an einen Rahmen 10 angeordnet ist.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 bis 13A–13C ist eine Antriebsvorrichtung 3 innerhalb eines oberen Querabschnitts 102 angeordnet, wobei der Querabschnitt 102 die Antriebsvorrichtung 3 vollständig aufnehmen und einfassen und somit nach außen verdecken kann.
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Das Ausführungsbeispiel ist von seiner grundsätzlichen Funktionsweise her gleich dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis 6, so dass auf die obigen Erläuterungen verwiesen und nachfolgend insbesondere auf die Unterschiede eingegangen werden soll. Bauteile gleicher Funktion sollen mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, soweit dies zweckdienlich ist.
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Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis 6 fallen bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 bis 13A–13C die Schwenkachse A des Türflügels 2 und die Drehachse S des Kopplungselements 307 kollinear zusammen (siehe zum Beispiel 9). Dies ermöglicht, einen Hebel 309’ fest, beispielsweise durch Verschrauben, mit der oberen Seite 22 des Schwenkflügels 2 zu verbinden, so dass über das Kopplungselement 307 Verstellkräfte direkt in den Türflügel 2 eingeleitet werden und zu einem Verschwenken des Türflügels 2 um seine Schwenkachse S führen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 bis 13A–13C ist der Hebel 309’ über ein Ritzel 308’ mit dem wiederum als Buchse ausgestalteten Kopplungselement 307 gekoppelt, wobei das Kopplungselement 307 eine Innenverzahnung trägt und dementsprechend eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Kopplungselement 307 und dem Ritzel 308’ besteht. Im Betrieb wird somit eine Verdrehbewegung des Kopplungselements 307 in schlupffreier, formschlüssiger Weise auf das Ritzel 308’ und darüber auf den Hebel 309’ und den Türflügel 2 übertragen.
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Die Gebäudetür 1 kann in zwei unterschiedlichen Betriebsweisen betrieben werden, die sich durch die relative Stellung des Kopplungselements 307 zu dem Ritzel 308’ unterscheiden. Befindet sich das Kopplungselement 307 in einer Ausgangsstellung bei geschlossenem Türflügel 2 in der 10 dargestellten Stellung, so kann durch Verschieben der Schubstange 31 in die Verstellrichtung V1 das Kopplungselement 307 in die Drehrichtung D1 verdreht werden, um den Türflügel 2 in eine erste Öffnungsrichtung O1 zu öffnen. Befindet sich das Kopplungselement 307 in der Ausgangsstellung bei geschlossenem Türflügel 2 hingegen in der in 11 dargestellten Stellung zu dem Ritzel 308’, so kann durch Verschieben der Schubstange 31 in die der ersten Verstellrichtung V1 entgegengesetzte, zweite Verstellrichtung V2 das Kopplungselement 307 in die Drehrichtung D2 verdreht werden, um den Türflügel 2 in die der ersten Öffnungsrichtung O1 entgegengesetzte, zweite Öffnungsrichtung O2 zu verschwenken.
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Bei der Gebäudetür 1 wird somit ohne grundsätzliche, bauliche Modifikation der Antriebsvorrichtung 3 ein Verschwenken des Türflügels 2 in zwei unterschiedliche Öffnungsrichtungen O1, O2 möglich, wobei hierzu lediglich notwendig ist, das Kopplungselement 307 in der Ausgangsstellung in der 10 oder 11 dargestellten Weise mit dem Ritzel 308’ in Eingriff zu bringen. Die Öffnungsrichtung O1, O2 kann durch Umsetzen des Kopplungselements 307 relativ zum Ritzel 308’ verändert werden, so dass abhängig von der Stellung des Kopplungselements 307 zu dem Ritzel 308’ der Türflügel 2 wahlweise in die eine oder in die andere Öffnungsrichtung O1, O2 zu öffnen sein kann.
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Die Funktionsweise der Antriebsvorrichtung 3 zum Öffnen und Schließen des Türflügels 2 ist grundsätzlich unabhängig davon, ob der Türflügel in die erste Öffnungsrichtung O1 oder in die zweite Öffnungsrichtung O2 zu öffnen sein soll. Soll der Türflügel 2 in die erste Öffnungsrichtung O1 zu öffnen sein, so erfolgt das Öffnen durch Einleitung von Zugkräften in die erste Verstellrichtung V1 in den Hebel 306 (siehe 10), wohingegen das Schließen durch Einleiten von Druckkräften bewirkt wird. Soll der Türflügel 2 in die entgegengesetzte, zweite Öffnungsrichtung O2 zu öffnen sein, so ist dies genau umgekehrt: Zum Öffnen werden Druckkräfte in den Hebel 306 eingeleitet, während zum Schließen an dem Hebel 306 gezogen wird (siehe 11).
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Dies ergibt sich auch aus den Ansichten gemäß 12A–12C und 13A–13C, die den Bewegungsablauf beim Öffnen in die erste Öffnungsrichtung O1 (12A–12C) und in die zweite Öffnungsrichtung O2 (13A–13C) veranschaulichen.
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Beim Öffnen in die erste Öffnungsrichtung O1 wird das Kopplungselement 307 in die erste Drehrichtung D1 durch Verfahren der Schubstange 31 in die Verstellrichtung V1 verdreht und in direkter Weise der Hebel 309’ und damit der Türflügel 2 angetrieben, bis eine maximale Öffnungsstellung (siehe 12C) erreicht ist, die einem Schwenkwinkel des Türflügels 2 größer als 90°, beispielsweise 120°, entsprechen kann. Das Schließen erfolgt genau umgekehrt durch Verschieben der Schubstange 31 entgegen der ersten Verstellrichtung V1.
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Beim Öffnen des Türflügels 2 in die zweite Öffnungsrichtung O2 ist das Kopplungselement 307 relativ zu den Hebel 309’ umgesetzt, wie dies aus einer vergleichenden Zusammenschau von 12A und 13A ersichtlich ist. Zum Öffnen des Türflügels 2 in die Öffnungsrichtung O2 wird die Schubstange 31 in die zweite Verstellrichtung V2 verfahren und dadurch das Kopplungselement 307 in die zweite Drehrichtung D2 verdreht, so dass entsprechend der Hebel 309’ und damit der Türflügel 2 verschwenkt werden.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 bis 13A–13C ist das Kopplungselement 307 formschlüssig mit dem Hebel 309’ gekoppelt. Es ist somit keine Rutschkupplung vorgesehen. Entsprechend ist vorteilhafterweise die Antriebsvorrichtung nicht selbsthemmend ausgestaltet, so dass ein manuelles Schließen des Türflügels aus einer geöffneten Stellung heraus möglich ist.
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Selbstverständlich ist aber auch bei diesem Ausführungsbeispiel das Vorsehen einer Rutschkupplung nach der vorangehend beschriebenen Art denkbar und möglich.
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In 7 bis 13A–13C ist zusätzlich eine Steuerelektronik 4 zum Steuern der Antriebsvorrichtung 2 dargestellt. Die Steuerelektronik 4 ist hierbei an dem Querabschnitt 102 des Rahmens 10 angeordnet, wobei die Steuerelektronik 4 in unterschiedlichen Lagen an dem Querabschnitt 2, je nach den baulichen Möglichkeiten, angeordnet sein kann (vergleiche die unterschiedlichen, beispielhaften Anordnungen beispielsweise in 10 und 12A).
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14A und 14B zeigen ein konkretes Ausführungsbeispiel einer Antriebsvorrichtung 3 mit einem Spindelantrieb. Die Antriebsvorrichtung 3 weist eine Spindel 32 auf, die sich entlang einer Längsachse L erstreckt, drehbar an einem Gehäuse 30 angeordnet ist und mit einem Getriebe 34 und einem Elektromotor 35 in Verbindung steht.
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Die Spindel 32 weist an ihrer äußeren Mantelfläche ein Außengewinde auf, das mit einem Innengewinde an einer Bohrung 313 einer Spindelmutter 310 in Eingriff steht. Die Spindelmutter 310 ist drehfest an einem (Innen-)Rohr einer Schubstange 31 gehalten, das über eine von der Spindelmutter 310 abgewandte Stirnseite 314 in einem Hüllrohr 312 gelagert ist. Das Hüllrohr 312 ist an dem Gehäuse 30 entlang der Längsachse L verschiebbar (aber drehfest) gelagert, so dass über das Hüllrohr 312 auch das Rohr 311 an dem Gehäuse 30 geführt ist.
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An der Stirnseite 314 der Schubstange 31 ist eine Koppelstelle 301 zum Koppeln der Schubstange 31 mit der Gelenkstange 303 (siehe z.B. 2) angeordnet.
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Im Betrieb der Antriebsvorrichtung 3 versetzt der Elektromotor 35 über das Getriebe 34 die Spindel 32 in eine Drehbewegung um die Längsachse L. Aufgrund des Gewindeeingriffs der Spindelmutter 310 mit der Spindel 32 und der feststehenden Anordnung der Spindelmutter 310 an der Schubstange 31 rollt die Spindelmutter 310 an der Spindel 32 ab, so dass die Spindelmutter 310 entlang der Längsachse L relativ zu der Spindel 32 verstellt wird und zusammen mit der Spindelmutter 310 das Rohr 311 und das Hüllrohr 312 verfahren werden und somit die gesamte Schubstange 31 bewegt wird.
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14A zeigt hierbei die Antriebsvorrichtung 3 in einer ausgefahrenen Stellung, bei der die Spindelmutter 310 an ein dem Getriebe 34 abgewandtes Ende der Spindel 32 verfahren ist. 14B hingegen zeigt die Antriebsvorrichtung 3 in einer eingefahrenen Stellung, bei der die Spindelmutter 310 dem Getriebe 34 zugewandeten Ende der Spindel 32 angenähert ist.
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Die Schubstange 31 ist über eine Feder 33 in Form einer Druckfeder gegenüber dem Gehäuse 30 vorgespannt und dazu an einer Abstützung 36 an dem Gehäuse 30 abgestützt. Die Vorspannung erfolgt dabei – bei dem dargestellten Beispiel – in Richtung der ausgefahrenen Stellung (siehe 14A), so dass die Feder 33 bei einem Einfahren der Schubstange 31 entgegen der Verstellrichtung V auf Druck gespannt wird, wie dies in 14B dargestellt ist.
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Mittels der Feder 33 kann, insbesondere bei einer nicht selbsthemmenden Ausgestaltung der Antriebsvorrichtung 3, ein Rückverstellen der Antriebsvorrichtung 3 in Richtung einer Ausgangsstellung bewirkt werden, so dass beispielsweise ein Schwenkflügel durch Wirkung der Feder 33 nach einem Verstellen automatisch in eine Ausgangsstellung, beispielsweise eine Schließstellung zurückverstellt wird.
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Ebenso ist möglich, mittels der Feder 33 auf ein Schwenkflügel wirkende Gewichtskräfte auszugleichen. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn (wie bei einem Kippfenster) auf das Schwenkflügel wirkende Gewichtskräfte auch auf die Antriebsvorrichtung 3 wirken. Diese Gewichtskräfte können durch eine geeignete Vorspannung ausgeglichen werden, so dass es aufgrund von Gewichtskräften nicht zu einem selbsttätigen Verstellen des Schwenkflügels kommen kann.
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Selbstverständlich kann – abhängig von Einsatz und technischem Erfordernis – die Feder 33 auch eine umgekehrte Vorspannung bewirken und somit die Schubstange 31 in Richtung ihrer ausgefahrenen Stellung vorspannen.
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Gegebenenfalls kann auf die Feder 33 auch verzichtet werden, insbesondere dann, wenn eine Vorspannung in eine bestimmte Ausgangsstellung nicht gewünscht ist (wie z.B. bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 bis 13A–13C) oder wenn keine (nennenswerten) Gewichtskräfte auf ein Schwenkflügel wirken, die durch eine Feder ausgeglichen werden müssen (wie dies beispielsweise bei einer vertikal gerichteten Schwenkachse des Schwenkflügels, beispielsweise bei einer Tür der in 1 dargestellten Art, der Fall ist).
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Ein modifiziertes Ausführungsbeispiel einer Antriebsvorrichtung 3, bei der keine Feder zum Vorspannen einer Schubstange 31 gegenüber einem Gehäuse 30 vorgesehen ist, zeigt 15. Bei dem modifizierten Ausführungsbeispiel ist, wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 14A und 14B, eine Spindel 32 drehbar gelagert und steht mit einem Getriebe 34 und einem Elektromotor 35 in Eingriff. Im Betrieb der Antriebsvorrichtung 3 wird die Spindel 32 in eine Drehbewegung versetzt derart, dass eine mit einem Außengewinde der Spindel 32 in Eingriff stehende, eine Bohrung 313 aufweisende Spindelmutter 310 an der Spindel 32 abrollt und entlang einer Verstellrichtung V axial relativ zur Spindel 32 bewegt wird.
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Mit der Spindelmutter 310 ist ein Rohr 311 gekoppelt, an dessen Stirnseite 314 eine Koppelstelle 301 zur Verbindung mit einer Gelenkstange 303 (siehe beispielsweise 2) angeordnet ist.
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Das Rohr 311 der Schubstange 31 ist axial verschieblich an dem Gehäuse 30 gelagert, dabei aber nicht über eine Feder gegenüber dem Gehäuse 30 vorgespannt. Auch ein äußeres Hüllrohr ist nicht vorhanden, so dass sich ein insgesamt einfacher Aufbau ergibt.
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Die Funktionsweise der Antriebsvorrichtung ist ansonsten identisch wie anhand von 14A und 14B beschrieben, so dass auf die vorangehenden Ausführungen verwiesen werden soll.
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Der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke ist nicht die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich auch bei gänzlich anders gearteten Ausführungsformen verwirklichen.
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Beispielsweise ist die Schließvorrichtung nicht zwangsläufig als Gebäudetür zu verwirklichen, sondern kann auch als Gebäudefenster oder als andere Schließvorrichtungen für eine Gebäudeöffnung ausgebildet sein.
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Die Antriebsvorrichtung ist zwar vorteilhafterweise an dem Querabschnitt des Rahmens angeordnet, weil hier hinreichend Bauraum zum Aufnehmen der Antriebsvorrichtung zur Verfügung steht. Dies ist aber nicht beschränkend zu verstehen. Die Antriebsvorrichtung kann auch an anderen Orten und in anderen Lagen an dem Rahmen oder dem Schwenkflügel angeordnet sein.
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Ist die Antriebsvorrichtung an dem Schwenkflügel angeordnet, so ist entsprechend das Kopplungselement drehbar an dem Schwenkflügel angeordnet und mit entsprechenden Gegenstücken an dem Querabschnitt des Rahmens gekoppelt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schließvorrichtung eines Gebäudes
- 10
- Rahmen
- 100
- Öffnungsseitiger Rahmenabschnitt
- 101
- Scharnierseitiger Rahmenabschnitt
- 102
- Querabschnitt
- 102A
- Seite
- 103
- Aussparung
- 2
- Schwenkflügel
- 21
- Griff
- 22
- Seite
- 220
- Führungsabschnitt
- 23
- Hauptschließkante
- 3
- Antriebsvorrichtung
- 30
- Gehäuse
- 300
- Festlager
- 301
- Koppelstelle
- 303
- Gelenkstange
- 303A
- Lagerstelle
- 306
- Hebel
- 307
- Kopplungselement (Buchse)
- 308
- Zapfen
- 309
- Hebel
- 309A
- Ende
- 31
- Schubstange
- 310
- Spindelmutter
- 311
- Rohr
- 312
- Hüllrohr
- 313
- Bohrung
- 314
- Stirnseite
- 32
- Spindel
- 33
- Druckfeder
- 34
- Getriebe
- 35
- Elektromotor
- 36
- Abstützung
- 37
- Elektrischer Anschluss
- 38
- Führungsbuchse
- 4
- Steuerelektronik
- A
- Schwenkachse
- D1, D2
- Drehrichtung
- L
- Längsachse
- O1, O2
- Öffnungsrichtung
- S
- Drehachse
- V, V1, V2
- Verstellrichtung
- 308'
- Ritzel
