DE102013020396B3

DE102013020396B3 - Mechanische Energiespeichervorrichtung für einen Drehflügel

Info

Publication number: DE102013020396B3
Application number: DE201310020396
Authority: DE
Inventors: Felix Notter
Original assignee: Geze GmbH
Current assignee: Geze GmbH
Priority date: 2013-12-10
Filing date: 2013-12-10
Publication date: 2014-09-11
Anticipated expiration: 2033-12-11
Also published as: ES2656476T3; NO3102474T3; EP3080374B1; DK3080374T3; PL3080374T3; WO2015086282A1; CN105980649B; EP3080374A1; CN105980649A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine mechanische Energiespeichervorrichtung für einen Drehflügel, eine Tür oder dergleichen, um den Flügel in Öffnungs- und/oder Schließrichtung anzutreiben, umfassend: eine Feder und eine mit der Feder zusammenwirkende ein- und ausschaltbare Arretiereinrichtung, die in eingeschalteter Stellung die Feder vorgespannt hält, so dass der Flügel ausschließlich unter Wirkung eines Motors antreibbar und/oder von Hand betätigbar ist, und die in ausgeschalteter Stellung die Feder freigibt, so dass sich der Flügel unter Wirkung der Feder öffnet oder schließt, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Stege einen Kanal bilden, in dem die Feder geführt ist, wobei zum Freigeben der Feder durch die Arretiereinrichtung die Stege nach außen gebogen werden, und die Arretiereinrichtung eine Blockiereinrichtung aufweist, die in eingeschalteter Stellung der Arretiereinrichtung die Stege blockiert und ein Verbiegen der Stege nach außen verhindert und die in ausgeschalteter Stellung der Arretiereinrichtung die Stege freigibt und ein Verbiegen der Stege nach außen ermöglicht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine mechanische Energiespeichervorrichtung für einen Drehflügel, eine Tür oder dergleichen, um den Flügel in Öffnungs- und/oder Schließrichtung anzutreiben. Die mechanische Energiespeichervorrichtung umfasst eine Feder und eine mit der Feder zusammenwirkende ein- und ausschaltbare Arretiereinrichtung, die in eingeschalteter Stellung die Feder vorgespannt hält, so dass der Flügel ausschließlich unter Wirkung eines Motors antreibbar und/oder von Hand betätigbar ist, und die in ausgeschalteter Stellung die Feder freigibt, so dass sich der Flügel unter Wirkung der Feder öffnet oder schließt.
Eine derartige mechanische Energiespeichervorrichtung ist aus der Druckschrift EP 0 693 609 B1 bekannt. Die Feder wird nach einem einmaligen Spannvorgang, beispielsweise durch das Öffnen der Tür, festgehalten und wird nur im Auslösefall entspannt, wodurch sich die Tür selbsttätig öffnet oder schließt. Die Auslösung der vorgespannten Feder kann beispielsweise durch ein Steuerungssignal, einen Rauchmelder, einen Wärmemelder, einen Stromausfall oder dergleichen hervorgerufen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mechanische Energiespeichervorrichtung für einen Drehflügel, eine Tür oder dergleichen mit einer zuverlässig arbeitenden und kostengünstig herstellbaren Arretiereinrichtung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird bei einer mechanischen Energiespeichervorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, indem mehrere Stege einen Kanal bilden, in welchem die Feder geführt ist, und zum Freigeben der Feder durch die Arretiereinrichtung die Stege nach außen gebogen werden. Ferner weist die Arretiereinrichtung eine Blockiereinrichtung auf, die in eingeschalteter Stellung der Arretiereinrichtung die Stege blockiert und ein Verbiegen der Stege nach außen verhindert und die in ausgeschalteter Stellung der Arretiereinrichtung die Stege freigibt und ein Verbiegen der Stege nach außen ermöglicht.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Arretiereinrichtung einen mit der Blockiereinrichtung zusammenwirkenden ein- und ausschaltbaren Elektromagneten auf. In eingeschalteter Stellung bringt der Elektromagnet die Blockiereinrichtung in Kontakt mit den Stegen und verhindert dadurch ein Verbiegen der Stege nach außen, so dass die Feder im vorgespannten Zustand gehalten wird. In ausgeschalteter Stellung gibt der Elektromagnet die Blockiereinrichtung frei und ermöglicht dadurch ein Verbiegen der Stege nach außen, wodurch sich die Feder entspannen kann.
Vorzugsweise umfasst die Arretiereinrichtung eine in dem von den Stegen gebildeten Kanal geführte Druckscheibe. Mit der Druckscheibe lässt sich die Feder komprimieren und im vorgespannten Zustand halten. Des Weiteren können von den Stegen in den Kanal hineinragende Vorsprünge vorgesehen sein. Die Vorsprünge halten die Druckscheibe in eingeschalteter Stellung der Arretiereinrichtung in dem Kanal. Erst wenn die Arretiereinrichtung ausgeschaltet wird, lassen sich die Stege durch die Kraft der Feder nach außen verbiegen und die Druckscheibe kann unter den Vorsprüngen der Stege hindurch geführt werden.
Bei den Vorsprüngen kann es sich vorteilhafterweise um Rollen handeln, die in den Stegen gelagert sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Druckscheibe eine flache Fase auf der der Feder zugewandten Seite und eine steile Fase auf der der Feder abgewandten Seite auf. Die flache Fase auf der der Feder zugewandten Seite ermöglicht es, die Druckscheibe mit nur geringem Kraftaufwand unter den von den Stegen in den Kanal hineinragenden Vorsprüngen durchzuschieben, um die Feder vorzuspannen. Die steile Fase auf der anderen Seite der Druckscheibe erhöht den Kraftaufwand, um die Druckscheibe in die entgegengesetzte Richtung unter den Vorsprüngen hindurchzuschieben. Durch die steile Fase wird der Elektromagnet entlastet.
Bevorzugt weist die mechanische Energiespeichervorrichtung ein Gehäuse auf, in dem die Feder zumindest teilweise untergebracht ist und von dem die Stege abstehen.
Weiterhin kann vorteilhafterweise eine Hülse über die an das Gehäuse angrenzenden Enden der Stege geschoben sein. Dadurch werden die Bereiche der Stege, die sich in der Hülse befindet, blockiert, während sich die restlichen Bereiche der Stege verbiegen lassen. Durch eine geeignete Verschiebung der Hülse entlang der Stege lässt sich die Steifigkeit der Stege einstellen.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Gehäuse die Form eines Rohrs auf, an dessen Außenseite ein Gewinde angebracht ist. Auf das Gewinde ist die Hülse geschraubt. Diese Befestigung der Hülse an dem Gehäuse ermöglicht eine einfache Verschiebung der Hülse in axialer Richtung.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind das Gehäuse und die Stege aus einem einzigen Werkstück gefertigt. Beispielsweise kann es sich bei dem Gehäuse um ein mehrfach geschlitztes Rohr handeln. Die zwischen den Schlitzen verbleibenden Teile des Rohrs bilden die Stege.
Es kann vorgesehen sein, dass die Stege an den der Blockiereinrichtung zugewandten Enden Zapfen aufweisen. In eingeschalteter Stellung der Arretiereinrichtung ist die Blockiereinrichtung auf die Zapfen geschoben und verhindert ein Verbiegen der Stege, so dass die Feder im vorgespannten Zustand arretiert wird.
An der Blockiereinrichtung können vorteilhafterweise Rollen oder Gleitflächen angebracht sein, die in eingeschalteter Stellung der Arretiereinrichtung über die Zapfen der Stege geschoben sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen schematisch
1 eine Seitenansicht einer mechanischen Energiespeichervorrichtung für einen Drehflügel;
2 eine perspektivische Ansicht eines Gehäuses mit in axialer Richtung abstehenden Stegen;
3 eine Seitenansicht einer Druckscheibe vor dem Hindurchschieben durch die an den Stegen gelagerten Rollen;
4 eine Seitenansicht der Druckscheibe nach dem Hindurchschieben durch die an den Stegen gelagerten Rollen;
5 eine perspektivische Ansicht des Gehäuses mit einer daran befestigten Gewindehülse;
6 eine Schnittzeichnung der Druckscheibe und einer Blockiereinrichtung; und
7 eine perspektivische Ansicht der Blockiereinrichtung und eines mit der Blockiereinrichtung zusammenwirkenden Elektromagneten.
1 zeigt eine mechanische Energiespeichervorrichtung 10 für einen Drehflügel, eine Tür oder dergleichen und 2 zeigt ein Gehäuse 11 mit in axialer Richtung abstehenden Stegen 12.
Die mechanische Energiespeichervorrichtung 10 weist das aus einem Rohr bestehende Gehäuse 11 auf, welches an einem Ende in axialer Richtung mehrfach geschlitzt ist. Die zwischen den Schlitzen verbleibenden Teile des Rohrs bilden die Stege 12. In 2 sind vier Stege 12 dargestellt, es kann aber auch eine andere geeignete Anzahl von Stegen 12 vorgesehen sein. Der Raum zwischen den Stegen 12 bildet einen Kanal 13, der sich im Inneren des rohrförmigen Gehäuses 11 fortsetzt.
An den dem Gehäuse 11 abgewandten freien Enden sind Rollen 14 in den Stegen 12 gelagert, die in den von den Stegen 12 gebildeten Kanal 13 hineinragen. Ferner sind an den dem Gehäuse 11 abgewandten freien Enden der Stege 12 Zapfen 15 ausgebildet.
In dem Gehäuse 11 ist eine Feder 16 untergebracht. Die Feder 16 ist als Schraubenfeder ausgebildet und erstreckt sich in axialer Richtung von dem Gehäuse 11 in den von den Stegen 12 gebildeten Kanal 13.
Ferner umfasst die mechanische Energiespeichervorrichtung 10 eine in 3 und 4 dargestellte in dem Kanal 13 geführte Druckscheibe 17. Die Druckscheibe 17 weist an ihrer dem Gehäuse 11 zugewandten Seite eine flache Fase 18 und an ihrer dem Gehäuse 11 abgewandten Seite eine steile Fase 19 auf. Die Druckscheibe 17 ist typischerweise rotationssymmetrisch um die Achse der Feder 16 bzw. des Kanals 13 aufgebaut.
Die Druckscheibe 17 komprimiert durch eine Hebelmechanik die Feder 16 in dem Gehäuse 11 und dem Kanal 13. Dies entspricht bei einem Drehtürantrieb bzw. einem Türschließer dem Öffnen der Tür bei gleichzeitigem Spannen der Feder.
Wird die Druckscheibe 17 durch die Hebelmechanik in den Kanal 13 geschoben, kann sie, wie in 3 gezeigt, zwischen den in den Stegen 12 gelagerten Rollen 14 hindurchgedrückt werden, da die freien Enden der Stege 12 nach außen gebogen werden können. Ist die Druckscheibe 17 zwischen den Rollen 14 in den Kanal 13 geschoben worden, federn die Stege 12 elastisch zurück, wie 4 zeigt.
Die steile Fase 19 auf der dem Gehäuse 11 abgewandten Seite der Druckscheibe 17 ist derart ausgelegt, dass die Druckscheibe 17 nicht allein durch die Steifigkeit der Stege 12 in dem Kanal 13 gehalten wird, aber ein erhöhter Kraftaufwand erforderlich ist, um die Druckscheibe 17 aus dem Kanal 13 hinauszuschieben.
Die mechanische Energiespeichervorrichtung 10 umfasst ferner eine beispielsweise ringförmig ausgebildete Blockiereinrichtung 20, die mit einem in 7 dargestellten Elektromagneten 21 zusammenwirkt. Im eingeschalteten Zustand fließt durch den Elektromagneten 21 Strom, wodurch sich ein Magnetfeld aufbaut, welches die Blockiereinrichtung 20 derart über die dem Gehäuse 11 abgewandten freien Enden der Stege 12 schiebt, dass ein Verbiegen der Stege 12 nach außen verhindert wird. Folglich ist die Feder 16 im eingeschalteten Zustand des Elektromagneten 21 in dem Kanal 13 arretiert. Die steile Fase 19 der Druckscheibe 17 entlastet dabei den Elektromagneten 21.
Die Druckscheibe 17, die Rollen 14, die Blockiereinrichtung 20 und der Elektromagnet 21 sind Bestandteile einer Arretiereinrichtung 25, die dazu dient, die Feder 16 im vorgespannten Zustand in dem von den Stegen 12 gebildeten Kanal 13 zu halten. Wenn der Elektromagnet 21 eingeschaltet ist und die Feder 16 im vorgespannten Zustand arretiert ist, kann der Drehflügel ohne Wirkung der Feder 16 geöffnet bzw. geschlossen und ohne Widerstand der Feder 16 in die andere Richtung bewegt werden. Die Öffnungs- und Schließvorgänge können unter der Wirkung eines Motors, beispielsweise eines elektromechanischen oder elektrohydraulischen Motors, erfolgen, können aber auch durch Aufdrücken oder Aufziehen bzw. durch Zudrücken oder Zuziehen des Drehflügels von Hand erfolgen.
Das Spannen der Feder 16 kann beim ersten Öffnungs- oder Schließvorgang erfolgen. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Feder 16 durch eine separate Spanneinrichtung, beispielsweise von Hand, unabhängig von der Betätigung des Drehflügels gespannt und arretiert wird.
Sobald die Arretiereinrichtung 25 ausgeschaltet wird, d. h., der Stromfluss durch den Elektromagneten 21 unterbrochen wird, gibt die Blockiereinrichtung 20 die dem Gehäuse 11 abgewandten Enden der Stege 12 frei, so dass sich die Stege 12 wieder nach außen verbiegen lassen. Infolgedessen drückt die vorgespannte Feder 16 die Druckscheibe 17 zwischen den Rollen 14 hindurch. Anschließend entspannt sich die Feder 16, wodurch der mit der mechanischen Energiespeichervorrichtung 10 in Verbindung stehende Drehflügel je nach Ausgestaltung geöffnet oder geschlossen wird.
Mit der mechanischen Energiespeichervorrichtung 10 lässt sich folglich die Feder 16 nach einem einmaligen Spannvorgang elektromechanisch festhalten und nur im Auslösefall wird die Feder 16 für den Öffnungs- oder Schließvorgang entspannt. Das durch die Feder 16 bewirkte automatische Öffnen oder Schließen des Drehflügels kann mittels eines Steuersignals ausgelöst werden, das beispielsweise von einem Rauchmelder oder einem Wärmemelder generiert wird. Ferner kann die Arretiereinrichtung 25 derart ausgestaltet sein, dass ein Stromausfall den Öffnungs- oder Schließvorgang auslöst. Für den Fall, dass die Tür als Fluchttür vorgesehen ist, kann der Drehflügel im Auslösefall geöffnet werden. Im Fall einer Brandschutztür wird der Drehflügel im Auslösefall typischerweise geschlossen.
In 1 und 5 ist weiterhin eine Gewindehülse 22 gezeigt, die auf ein an der Außenseite des rohrförmigen Gehäuses 11 befindliches Gewinde geschraubt ist. Die Gewindehülse 22 ist derart ausgestaltet, dass sie über die an das Gehäuse 11 angrenzenden Enden der Stege 12 geschoben ist. Die Innenseite der Gewindehülse 22 liegt entweder an den Außenseiten der Stege 12 an oder ist zumindest nicht weit von den Stegen 12 entfernt. Dadurch verhindert die Gewindehülse 22, dass die von der Gewindehülse 22 bedeckten Teile der Stege 12 verbogen werden. Ferner lässt sich die Gewindehülse 22 mittels des an dem Gehäuse 11 angebrachten Gewindes in axialer Richtung verstellen, wodurch die effektive Biegelänge der Stege 12 verkürzt oder verlängert werden kann und sich die Steifigkeit der Stege 12 entsprechend einstellen lässt.
Auf das Außengewinde des Gehäuses 11 ist ferner eine Gewindehülse 23 geschraubt, welche die Gewindehülse 22 kontert.
Das Außengewinde des Gehäuses 11 kann sich auch auf die Stege 12 und insbesondere über die gesamte Rohrlänge erstrecken.
Damit die Druckscheibe 17 im eingeschalteten Zustand des Elektromagneten 21 arretiert bleibt, kann die Blockiereinrichtung, wie in 1, 6 und 7 gezeigt ist, über Rollen 24 verfügen, die über die an den Stegen 12 angebrachten Zapfen 15 geschoben werden. Da die Stege 12 jeweils zwei Zapfen 15 auf gegenüberliegenden Seiten der Rollen 14 aufweisen, sind bei der vorliegenden Ausführungsform insgesamt acht Rollen 24 vorgesehen.
Anstelle der Rollen 24 kann die Blockiereinrichtung 20 auch über entsprechend ausgestaltete Gleitflächen verfügen.
7 zeigt den ringförmigen Elektromagneten 21, der ein Magnetfeld in axialer Richtung des Kanals 13 bzw. der Feder 16 erzeugt und dadurch die beispielsweise aus einem metallischen Material hergestellte Blockiereinrichtung 20 gegen die freien Enden der Stege 12 drückt.
Bezugszeichenliste

10: mechanische Energiespeichervorrichtung
11: Gehäuse
12: Steg
13: Kanal
14: Rolle
15: Zapfen
16: Feder
17: Druckscheibe
18: Fase
19: Fase
20: Blockiereinrichtung
21: Elektromagnet
22: Gewindehülse
23: Gewindehülse
24: Rolle
25: Arretiereinrichtung

Claims

Mechanische Energiespeichervorrichtung (10) für einen Drehflügel, eine Tür oder dergleichen, um den Flügel in Öffnungs- und/oder Schließrichtung anzutreiben, umfassend: eine Feder (16), und eine mit der Feder (16) zusammenwirkende ein- und ausschaltbare Arretiereinrichtung (25), die in eingeschalteter Stellung die Feder (16) vorgespannt hält, so dass der Flügel ausschließlich unter Wirkung eines Motors antreibbar und/oder von Hand betätigbar ist, und die in ausgeschalteter Stellung die Feder (16) freigibt, so dass sich der Flügel unter Wirkung der Feder (16) öffnet oder schließt, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Stege (12) einen Kanal (13) bilden, in dem die Feder (16) geführt ist, wobei zum Freigeben der Feder (16) durch die Arretiereinrichtung (25) die Stege (12) nach außen gebogen werden, und die Arretiereinrichtung (25) eine Blockiereinrichtung (20) aufweist, die in eingeschalteter Stellung der Arretiereinrichtung (25) die Stege (12) blockiert und ein Verbiegen der Stege (12) nach außen verhindert und die in ausgeschalteter Stellung der Arretiereinrichtung (25) die Stege (12) freigibt und ein Verbiegen der Stege (12) nach außen ermöglicht.
Mechanische Energiespeichervorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiereinrichtung (25) einen mit der Blockiereinrichtung (20) zusammenwirkenden ein- und ausschaltbaren Elektromagneten (21) aufweist, der die Blockiereinrichtung (20) in eingeschalteter Stellung in Kontakt mit den Stegen (12) bringt und dadurch ein Verbiegen der Stege (12) nach außen verhindert und der die Blockiereinrichtung (20) in ausgeschalteter Stellung freigibt und dadurch ein Verbiegen der Stege (12) nach außen ermöglicht.
Mechanische Energiespeichervorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiereinrichtung (25) eine in dem von den Stegen (12) gebildeten Kanal (13) geführte Druckscheibe (17), mit der sich die Feder (16) komprimieren und im vorgespannten Zustand halten lässt, und von den Stegen (12) in den Kanal (13) hineinragende Vorsprünge, die die Druckscheibe (17) in eingeschalteter Stellung der Arretiereinrichtung (25) in dem Kanal (13) halten, aufweist.
Mechanische Energiespeichervorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge Rollen (14) sind, die in den Stegen (12) gelagert sind.
Mechanische Energiespeichervorrichtung (10) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckscheibe (17) eine flache Fase (18) auf der der Feder (16) zugewandten Seite und eine steile Fase (19) auf der der Feder (16) abgewandten Seite aufweist.
Mechanische Energiespeichervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (11), in dem die Feder (16) zumindest teilweise untergebracht ist und von dem die Stege (11) abstehen.
Mechanische Energiespeichervorrichtung (10) nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine über die an das Gehäuse (11) angrenzenden Enden der Stege (12) geschobene Hülse (22), die entlang der Stege (12) verschiebbar ist, um dadurch die Steifigkeit der Stege (12) einzustellen.
Mechanische Energiespeichervorrichtung (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11) die Form eines Rohrs hat und sich an der Außenseite des Gehäuses (11) ein Gewinde befindet, auf das die Hülse (22) geschraubt ist.
Mechanische Energiespeichervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11) und die Stege (12) einstückig ausgebildet sind.
Mechanische Energiespeichervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (12) an den der Blockiereinrichtung (20) zugewandten Enden Zapfen (15) aufweisen, auf die die Blockiereinrichtung (20) in eingeschalter Stellung der Arretiereinrichtung (25) geschoben ist.
Mechanische Energiespeichervorrichtung (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Blockiereinrichtung (20) Rollen (24) oder Gleitflächen aufweist, die in eingeschalter Stellung der Arretiereinrichtung (25) über die Zapfen (15) der Stege (12) geschoben sind.