DE102015213711A1

DE102015213711A1 - Elektromechanischer Antrieb und korrespondierende Brandschutztür

Info

Publication number: DE102015213711A1
Application number: DE102015213711.2A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Jung
Original assignee: Geze GmbH
Current assignee: Geze GmbH
Priority date: 2015-07-21
Filing date: 2015-07-21
Publication date: 2017-01-26

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektromechanischen Antrieb (10) zum Betätigen eines beweglichen Türflügels (60) einer Brandschutztür mit einer Motor- und Getriebeeinheit (30), welche über eine Kraftübertragungseinrichtung (50) mit dem Türflügel (60) in Wirkverbindung steht und eine Bewegung des Türflügels (60) bewirkt, und einem mechanischen Energiespeicher (40) zur Türschließung, welcher während einer Öffnungsbewegung des Türflügels (60) aufgeladen und durch eine Schließbewegung des beweglichen Türflügels (60) entladen wird, sowie eine Brandschutztür mit einem solchen elektromechanischen Antrieb (10). Erfindungsgemäß unterstützt die Motor- und Getriebeeinheit (30) den mechanischen Energiespeicher (40) bei der Türschließung und bewirkt eine vollständige Schließung der Brandschutztür, wobei in einem Notfallbetrieb, in welchem eine Versorgungsspannung (UG) der Motor- und Getriebeeinheit (30) abgeschaltet ist, eine Notversorgung (70) der Motor- und Getriebeeinheit (30) eine Notversorgungsspannung (UN) zur Verfügung stellt.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektromechanischer Antrieb der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art sowie eine korrespondierende Brandschutztür mit einem solchen elektromechanischen Antrieb.
Automatische Drehtürsysteme wie sie u.a. in Eingangsbereichen von Gebäuden eingesetzt werden, werden in der Regel als Anlagen mit einem oder zwei beweglichen Türflügeln ausgeführt. Je nach Einsatzfall unterscheidet man dabei zwischen Standard- und Brandschutztüren, welche bei Stromausfall sicher schließen müssen.
In elektromechanischen Drehtürantrieben wird die Drehbewegung der Antriebswelle durch eine Motor- und Getriebeeinheit erzeugt und wahlweise über einen Rollenschienenhebel oder ein Scherengestänge direkt auf den Türflügel übertragen. Standardtüren öffnen und schließen auf diese Weise elektromotorisch. Brandschutztüren öffnen ebenfalls elektromotorisch, schließen aber rein mechanisch über die in einem mechanischen Energiespeicher gespeicherte Energie. Der Energiespeicher wird dabei während des Öffnungsvorganges durch die Motor- und Getriebeeinheit betätigt und gibt zum Schließen der Tür seine gespeicherte Energie wieder frei. Der mechanische Energiespeicher ist beispielsweise als Feder ausgeführt, welche durch das Öffnen des Türflügels gespannt wird. Im Alarm- oder Brandfall wird der elektromechanische Antrieb stromlos geschaltet und das Schließen des beweglichen Türflügels, falls sich die Brandschutztür in Offenlage befindet, erfolgt sofort über die gespeicherte mechanische Energie durch den mechanischen Energiespeicher. Das Schließmoment des Türflügels ist dabei durch die aktuelle Federspannung und die verschiedenen Übersetzungen im System so bestimmt, dass im Brandfall eine sichere Abtrennung des Brandraumes zum geschützten Bereich ermöglicht wird. Für die Schließmomente an Brandschutztüren gelten die Türmomente aus EN 1154 Tabelle 1. Es kann aber vorkommen dass ein solches Türsystem an einem Gebäudebereich installiert ist, wo besondere Wind oder Druckverhältnisse im Gebäude herrschen, so dass es trotz Einhaltung der Norm vorkommen kann, dass die Tür nicht sicher schließt.
Die DE 101 48 293 A1 offenbart einen gattungsgemäßen elektromechanischen Antrieb für eine Drehtür mit einem Motor zur Türöffnung und einem Federspeicher zur Türschließung. Der Motor wirkt gegen eine Federkraft des Federspeichers, wobei eine Öffnungs- oder Schließkraft über eine Antriebsspindel und eine Spindelmutter auf einen Kolben mit Verzahnung wirkt, welche ein drehfest mit einer Abtriebswelle verbundenes Ritzel kämmt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektromechanischen Antrieb mit einer Motor- und Getriebeeinheit zur Türöffnung und einem Federspeicher zur Türschließung anzugeben, welche unabhängig von den Umgebungsbedingungen ein sicheres Schließen der Tür ermöglicht, sowie eine Brandschutztür anzugeben, welche sicher schließt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des elektromechanischen Antriebs nach Patentanspruch 1 und durch die Merkmale einer Brandschutztür nach Patentanspruch 10 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Der erfindungsgemäße elektromechanische Antrieb umfasst eine Motor- und Getriebeeinheit, welche den mechanischen Energiespeicher bei der Türschließung unterstützt und eine vollständige Schließung der Brandschutztür bewirkt, Hierbei stellt in einem Notfallbetrieb, in welchem eine Versorgungsspannung der Motor- und Getriebeeinheit abgeschaltet ist, eine Notversorgung der Motor- und Getriebeeinheit eine Notversorgungsspannung zur Verfügung. Somit kann die korrespondierende Tür auch gegen Wind und Unterdruck definiert geschlossen werden.
Die Motor- und Getriebeeinheit steht über eine Kraftübertragungseinrichtung mit dem Türflügel in Wirkverbindung und bewirkt eine Bewegung des Türflügels. Die Kraftübertragungseinrichtung kann beispielsweise als Rollenschienenhebel oder als Scherengestänge ausgeführt werden.
Zudem wird eine Brandschutztür mit mindestens einem beweglichen Türflügel und einem solchen elektromechanischen Antrieb zum Betätigen des beweglichen Türflügels vorgeschlagen.
In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen elektromechanischen Antriebs kann der mechanische Energiespeicher über die Kraftübertragungseinrichtung in Wirkverbindung mit dem Türflügel stehen. Dadurch kann die Schließkraft der Motor- und Getriebeeinheit einfach mit der Schließkraft des mechanischen Energiespeichers gekoppelt werden. Vorzugsweise kann der mechanische Energiespeicher als Federspeicher mit mindestens einem Federelement ausgeführt werden. Dies ermöglicht eine einfache und kostengünstige Realisierung des mechanischen Energiespeichers. Das mindestens eine Federelement kann durch die Öffnungsbewegung des Türflügels gespannt und durch die Schließbewegung des beweglichen Türflügels entspannt werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen elektromechanischen Antriebs kann die Notversorgung einen Umschalter und einen elektrischen Energiespeicher umfassen. Der elektrische Energiespeicher kann beispielsweise als wieder aufladbare Batterie und/oder als Elektrolytkondensator ausgeführt werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Notversorgung umfasst der Umschalter mindestens einen Relaiskontakt, welcher im Normalbetrieb, d.h. im bestromten Zustand, die Motor- und Getriebeeinheit mit der Versorgungsspannung, und im Notfallbetrieb, d.h. im unbestromten Zustand, mit der Notversorgungsspannung des elektrischen Energiespeichers verbindet. Dadurch kann die Umschaltung zwischen Versorgungsspannung und Notversorgungsspannung in vorteilhafter Weise unabhängig von einem besonderen Steuersignal erfolgen.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen elektromechanischen Antriebs kann eine Steuerelektronik die Motor- und Getriebeeinheit in Abhängigkeit vom aktuellen Betriebszustand und/oder von einer aktuellen Temperatur der Motor- und Getriebeeinheit und/oder von einer aktuellen Bewegungsrichtung und/oder einer aktuellen Geschwindigkeit und/oder eines aktuellen Öffnungswinkels des Türflügels überwachen und betreiben. In vorteilhafter Weise kann die Steuerelektronik die Motor- und Getriebeeinheit nur dann zur Unterstützung des mechanischen Energiespeichers betreiben, wenn die gespeicherte mechanische Energie nicht ausreicht, um die Tür vollständig zu schließen. Zudem kann die Steuerelektronik einen Ladezustand des elektrischen Energiespeichers überwachen und dadurch sicherstellen, dass die gespeicherte elektrische Energie ausreicht, um die Motor- und Getriebeeinheit zu betreiben. Des Weiteren kann die Steuerelektronik über einen Temperatursensor die aktuelle Temperatur der Motor- und Getriebeeinheit bestimmen. Zusätzlich oder alternativ kann die Steuerelektronik über einen Drehgeber, welcher beispielsweise die Drehstellung der Antriebswelle der Motor- und Getriebeeinheit überwacht, oder einen Positionssensor, welcher die Position des Türflügels überwacht, die aktuelle Bewegungsrichtung und/oder die aktuelle Geschwindigkeit und/oder den aktuellen Öffnungswinkel des Türflügels bestimmen.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer zeichnerischen Darstellung näher erläutert.
Dabei zeigt:
1 ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen elektromechanischen Antriebs für eine Brandschutztür.
Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst ein elektromechanischer Antrieb 10 zum Betätigen eines beweglichen Türflügels 60 im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Motor- und Getriebeeinheit 30, welche über eine Kraftübertragungseinrichtung 50 mit dem Türflügel 60 in Wirkverbindung steht und eine Bewegung des Türflügels 60 bewirkt, und einen mechanischen Energiespeicher 40 zur Türschließung, welcher während einer Öffnungsbewegung des Türflügels 60 aufgeladen und durch eine Schließbewegung des beweglichen Türflügels 60 entladen wird. Erfindungsgemäß unterstützt die Motor- und Getriebeeinheit 30 den mechanischen Energiespeicher 40 bei der Türschließung und bewirkt eine vollständige Schließung der Tür. Hierbei stellt in einem Notfallbetrieb, in welchem eine Versorgungsspannung U_G der Motor- und Getriebeeinheit 30 abgeschaltet ist, eine Notversorgung 70 der Motor- und Getriebeeinheit 30 eine Notversorgungsspannung U_N zur Verfügung.
Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, steht der mechanische Energiespeicher 40 im dargestellten Ausführungsbeispiel über die Kraftübertragungseinrichtung 50 in Wirkverbindung mit dem Türflügel 60. Somit wird die Öffnungskraft F_Ö von der Motor- und Getriebeeinheit 30 erzeugt und über die Kraftübertragungseinrichtung 50 an den Türflügel 60 übertragen. Des Weiteren wird ein Anteil der gestrichelt dargestellten Schließkraft F_S vom mechanischen Energiespeicher 40 erzeugt und über die Kraftübertragungseinrichtung 50 an den Türflügel 60 übertragen. Zudem unterstützt die Motor- und Getriebeeinheit 30 den mechanischen Energiespeicher 40 und erzeugt einen weiteren Anteil der gestrichelt dargestellten Schließkraft F_S, welcher ebenfalls über die Kraftübertragungseinrichtung 50 an den Türflügel 60 übertragen wird. Der mechanische Energiespeicher 40 ist vorzugweise als Federspeicher mit mindestens einem Federelement ausgeführt. Die Kraftübertragungseinrichtung 50 kann beispielsweise als Rollenschienenhebel oder als Scherengestänge ausgeführt werden.
Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, umfasst die Notversorgung 70 einen Umschalter 72 und einen elektrischen Energiespeicher 74. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst der Umschalter 72 mindestens einen nicht näher dargestellten Relaiskontakt, welcher im Normalbetrieb die Motor- und Getriebeeinheit 30 mit der Versorgungsspannung U_G und im Notfallbetrieb mit der Notversorgungsspannung U_N des elektrischen Energiespeichers 74 verbindet.
Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, überwacht und betreibt eine Steuerelektronik 20, welche zwischen der Notversorgung 70 und der Motor- und Getriebeeinheit 30 angeordnet ist, die Motor- und Getriebeeinheit 30 in Abhängigkeit vom aktuellen Betriebszustand und/oder von einer aktuellen Temperatur der Motor- und Getriebeeinheit 30 und/oder von einer aktuellen Bewegungsrichtung und/oder einer aktuellen Geschwindigkeit und/oder eines aktuellen Öffnungswinkels des Türflügels 60. Hierbei überwacht die Steuerelektronik 20 im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Ladezustand des elektrischen Energiespeichers 74 und bestimmt über einen Temperatursensor 32, welcher im Bereich der Motor- und Getriebeeinheit 30 angeordnet ist, die aktuelle Temperatur der Motor- und Getriebeeinheit 30. Zudem bestimmt die Steuerelektronik 20 über einen Drehgeber 34, welcher mit der Antriebswelle der Motor- und Getriebeeinheit 30 gekoppelt ist, die aktuelle Bewegungsrichtung und/oder die aktuelle Geschwindigkeit und/oder den aktuellen Öffnungswinkel des Türflügels 60. Alternativ kann die Steuerelektronik 20 über einen im Bereich des Türflügels 60 angeordneten Positionssensor direkt die aktuelle Bewegungsrichtung und/oder die aktuelle Geschwindigkeit und/oder den aktuellen Öffnungswinkel des Türflügels 60 bestimmen. Durch die Steuerelektronik 20 kann der Schließvorgang in vorteilhafter Weise überwacht werden. Falls es notwendig ist, kann der Schließvorgang durch die gespeicherte Energie des mechanischen Energiespeichers 40 durch die Motor- und Getriebeeinheit 30 unterstützt werden.
Ausführungsformen des erfindungsgemäßen elektromechanischen Antriebs 10 werden vorzugsweise für Brandschutztüren eingesetzt, um unabhängig von den Wind- und/oder Druckverhältnissen ein sicheres Schließen der Brandschutztüren zu ermöglichen.
Bezugszeichenliste

10: Antrieb
20: Steuerelektronik
30: Motor- und Getriebeeinheit
32: Temperatursensor
34: Drehgeber
40: mechanischer Energiespeicher
50: Kraftübertragungseinrichtung
60: Türflügel
70: Notversorgung
72: Umschalter
74: elektrischer Energiespeicher
U_G: Versorgungsspannung
U_N: Notversorgungsspannung
F_s: Schließkraft
F_ö: Öffnungskraft

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10148293 A1 [0004]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

EN 1154 [0003]

Claims

Elektromechanischer Antrieb (10) zum Betätigen eines beweglichen Türflügels (60) mit einer Motor- und Getriebeeinheit (30), welche über eine Kraftübertragungseinrichtung (50) mit dem Türflügel (60) in Wirkverbindung steht und eine Bewegung des Türflügels (60) bewirkt, und einem mechanischen Energiespeicher (40) zur Türschließung, welcher während einer Öffnungsbewegung des Türflügels (60) aufgeladen und durch eine Schließbewegung des beweglichen Türflügels (60) entladen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Motor- und Getriebeeinheit (30) den mechanischen Energiespeicher (40) bei der Türschließung unterstützt und eine vollständige Schließung der Tür bewirkt, wobei in einem Notfallbetrieb, in welchem eine Versorgungsspannung (U_G) der Motor- und Getriebeeinheit (30) abgeschaltet ist, eine Notversorgung (70) der Motor- und Getriebeeinheit (30) eine Notversorgungsspannung (U_N) zur Verfügung stellt.
Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanische Energiespeicher (40) über die Kraftübertragungseinrichtung (50) in Wirkverbindung mit dem Türflügel (60) steht.
Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanische Energiespeicher (40) als Federspeicher mit mindestens einem Federelement ausgeführt ist.
Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Notversorgung (70) einen Umschalter (72) und einen elektrischen Energiespeicher (74) umfasst.
Antrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Umschalter (72) mindestens einen Relaiskontakt umfasst, welcher im Normalbetrieb die Motor- und Getriebeeinheit (30) mit der Versorgungsspannung (U_G) und im Notfallbetrieb mit der Notversorgungsspannung (U_N) des elektrischen Energiespeichers (74) verbindet.
Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerelektronik (20) die Motor- und Getriebeeinheit (30) in Abhängigkeit vom aktuellen Betriebszustand und/oder von einer aktuellen Temperatur der Motor- und Getriebeeinheit (30) und/oder von einer aktuellen Bewegungsrichtung und/oder einer aktuellen Geschwindigkeit und/oder eines aktuellen Öffnungswinkels des Türflügels (60) überwacht und betreibt.
Antrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelektronik (20) einen Ladezustand des elektrischen Energiespeichers (74) überwacht.
Antrieb nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelektronik (20) über einen Temperatursensor (32) die aktuelle Temperatur der Motor- und Getriebeeinheit (30) bestimmt und/oder über einen Drehgeber (34) oder einen Positionssensor die aktuelle Bewegungsrichtung und/oder die aktuelle Geschwindigkeit und/oder den aktuellen Öffnungswinkel des Türflügels (60) bestimmt.
Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragungseinrichtung (50) als Rollenschienenhebel oder als Scherengestänge ausgeführt ist.
Brandschutztür mit mindestens einem beweglichen Türflügel (60) und einem elektromechanischen Antrieb (10) zum Betätigen des beweglichen Türflügels (60), dadurch gekennzeichnet, dass der elektromechanische Antrieb (10) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgeführt ist.