DE102016210598A1

DE102016210598A1 - Antrieb für einen tür- oder fensterflügel

Info

Publication number: DE102016210598A1
Application number: DE102016210598.1A
Authority: DE
Inventors: Benjamin Wörner
Original assignee: Geze GmbH
Current assignee: Geze GmbH
Priority date: 2016-06-15
Filing date: 2016-06-15
Publication date: 2018-01-04
Also published as: GB2553402B; GB201709369D0; GB2553402A; US20170362872A1; US10316567B2

Abstract

Ein Antrieb für einen Flügel einer Tür, eines Fensters oder dergleichen umfasst ein Gehäuse, eine drehbar im Gehäuse gelagerte Abtriebswelle und einen mit der Abtriebswelle zusammenwirkenden, verschiebbar im Gehäuse geführten Kolben. Zudem umfasst der Antrieb mit dem Kolben zusammenwirkende Mittel zur Energieumwandlung, durch die mechanische Bewegungsenergie des Kolbens in elektrische Energie und die so erzeugte elektrische Energie wieder in mechanische Energie umwandelbar ist, um insbesondere wenigstens eine elektrische Komponente mit elektrischem Strom zu versorgen, ein Bremsmoment zu erzeugen und/oder den Kolben insbesondere zur Unterstützung der Schließ- und/oder Öffnungsbewegung anzutreiben.

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für einen Flügel einer Tür, eines Fensters oder dergleichen, mit einem Gehäuse, einer drehbar im Gehäuse gelagerten Abtriebswelle und einem mit der Abtriebswelle zusammenwirkenden, verschiebbar im Gehäuse geführten Kolben.
Zu den bisher bekannten Antrieben der eingangs genannten Art zählen insbesondere hydraulische Antriebe wie beispielsweise Türschließer mit einem in einem Gehäuse verschiebbar geführten, durch eine Federeinheit in Schließrichtung beaufschlagten Arbeitskolben, der mit einer Abtriebswelle zusammenwirkt. Der Antrieb kann wahlweise an einem Flügel der Tür oder an dem feststehenden Rahmen angeordnet sein.
Bei den bisher üblichen hydraulischen Antrieben bzw. Türschließern, bei denen das Gehäuse mit einem Dämpfungsmedium befüllt und der Arbeitskolben durch eine Federeinheit beaufschlagt ist, wird die Federeinheit bei einer Drehbewegung der Abtriebswelle beim Öffnen des Flügels durch Verschieben des Arbeitskolbens komprimiert, so dass sie als Energiespeicher zum selbstständigen Schließen des Flügels dienen kann. Der Innenraum des Gehäuses wird in der Regel durch den Arbeitskolben in mehrere Räume aufgeteilt. Zwischen diesen Räumen sind bei den bisher üblichen hydraulischen Antrieben bzw. Türschließern Kanäle mit zugeordneten Regulierventilen zur Beeinflussung des zwischen den Gehäusekammern überströmenden Dämpfungsmediums angeordnet, die der Steuerung des Antriebsverhaltens dienen.
Die bei den bisher üblichen hydraulischen Antrieben bzw. Türschließern zur Steuerung des Antriebsverhaltens erforderlichen hydraulischen Komponenten sind relativ aufwendig, was entsprechend hohe Herstellungskosten mit sich bringt. Soll der Antrieb am Türflügel angeordnet sein, so ist bisher zur Versorgung elektrischer Komponenten zudem ein Türübergangskabel erforderlich, das vom Rahmen zum mit dem Antrieb versehenen Türflügel verlegt werden muss. Hinzu kommt, dass häufig erst entsprechende Leitungen für den erforderlichen Stromanschluss verlegt werden müssen. Auch die Stromversorgung eventuell vorhandener elektrischer Komponenten ist bei den bisher bekannten Antrieben zumindest dann mit relativ großem Aufwand verbunden, wenn sie am Türflügel angeordnet werden sollen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die zuvor erwähnten Nachteile beseitigt sind. Dabei sollen bei möglichst einfachem Aufbau und entsprechend kostengünstiger Herstellung insbesondere eine einfachere und variablere Steuerung des Antriebsverhaltens und eine einfachere Versorgung eventuell vorgesehener elektrischer Komponenten mit elektrischem Strom gewährleistet sein.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Antrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Antriebs ergeben sich aus den Unteransprüchen, der anschließenden Beschreibung sowie der Zeichnung.
Der erfindungsgemäße Antrieb für einen Flügel einer Tür, eines Fensters oder dergleichen umfasst ein Gehäuse, eine drehbar im Gehäuse gelagerte Abtriebswelle und einen mit der Abtriebswelle zusammenwirkenden, verschiebbar im Gehäuse geführten Kolben. Erfindungsgemäß umfasst der Antrieb mit dem Kolben zusammenwirkende Mittel zur Energieumwandlung, durch die mechanische Bewegungsenergie des Kolbens in elektrische Energie und die so erzeugte elektrische Energie wieder in mechanische Energie umwandelbar ist, um insbesondere wenigstens eine elektrische Komponente mit elektrischem Strom zu versorgen, ein Bremsmoment zu erzeugen und/oder den Kolben insbesondere zur Unterstützung der Schließ- und/oder Öffnungsbewegung anzutreiben.
Aufgrund dieser Ausbildung sind bei einfacherem Aufbau und entsprechend kostengünstigerer Herstellbarkeit eine einfachere und variablere Steuerung des Antriebsverhaltens sowie eine einfache Versorgung eventuell vorgesehener Komponenten mit elektrischem Strom gewährleistet. Die bisher insbesondere zur Dämpfung der Schließbewegung des Flügels erforderlichen hydraulischen Komponenten können entfallen. Eine jeweilige Dämpfung der Flügelbewegung kann nunmehr auf einfache Weise auch elektrisch beeinflusst bzw. gesteuert werden. Die beim Öffnen und/oder Schließen des Flügels durch die Energieumwandlungsmittel erzeugte elektrische Energie kann zur Versorgung wenigstens einer elektrischen Komponente mit elektrischem Strom, zur Erzeugung eines Bremsmoments und/oder dazu benutzt werden, den Kolben zumindest abschnittsweise zur Unterstützung der Schließ- und/oder Öffnungsbewegung anzutreiben. Im letzteren Fall kann die gegebenenfalls zwischengespeicherte elektrische Energie beispielsweise zur Schließkraftverstärkung genutzt werden. Durch die Energieumwandlungsmittel ist nunmehr eine autarke Stromversorgung des Antriebs möglich, so dass der bisher erforderliche Stromanschluss entfällt. Auch insoweit ist somit kein zusätzlicher Montageaufwand mehr erforderlich.
Bevorzugt umfassen die Mittel zur Energieumwandlung eine sowohl als Generator als auch als Motor betreibbare elektrische Generator/Motor-Einheit sowie ein Getriebe, über das der Kolben mit der elektrischen Generator/Motor-Einheit gekoppelt ist.
Im Generatorbetrieb kann beispielsweise ein Rotor der elektrischen Generator/Motor-Einheit über den Kolben mechanisch angetrieben werden, wodurch in den Wicklungen des Ständers der elektrischen Generator/Motor-Einheit elektrische Energie erzeugt wird. Dabei kann im Generatorbetrieb wenigstens eine elektrische Komponente unmittelbar mit Strom versorgt werden. Zur Versorgung einer jeweiligen elektrischen Komponente mit Strom kann auch zuvor durch die Generator/Motor-Einheit erzeugte zwischengespeicherte elektrische Energie genutzt werden. Wird beispielsweise über einen Kurzschluss wieder Strom in die Generator/Motor-Einheit geführt, so erzeugt diese ein Bremsmoment, das über den Kolben übertragen wird, so dass der Flügel elektrisch gedämpft werden kann. Zwischengespeicherte elektrische Energie kann auch dazu genutzt werden, den Motor anzutreiben und beispielsweise beim Öffnen des Flügels dessen Öffnungsbewegung zu unterstützen. Durch eine entsprechende Schließkrafterhöhung kann beispielsweise sichergestellt werden, dass der Flügel zuverlässig geschlossen wird.
Gemäß einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebs umfasst das Getriebe einen in Verschieberichtung des Kolbens verschiebbar im Gehäuse gelagerten Stößel, der mit dem Kolben bewegbar und über den die translatorische Bewegung des Kolbens in eine rotatorische Bewegung umsetzbar ist.
Zweckmäßigerweise ist der Stößel in einem an einem Ende des Gehäuses vorgesehenen Gehäusedeckel oder Stirnwand verschiebbar gelagert. Von Vorteil ist hierbei insbesondere, wenn der Stößel sich durch den Gehäusedeckel bzw. Stirnwand hindurch erstreckt und mit einem aus dem Gehäusedeckel bzw. Stirnwand nach innen vorstehenden Ende mit dem Kolben in Eingriff gehalten ist oder in Eingriff steht und im Bereich seines aus dem Gehäusedeckel bzw. Stirnwand nach außen vorstehenden Endes mit einer An- und/oder Antriebswelle der elektrischen Generator/Motor-Einheit gekoppelt ist.
Gemäß einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebs ist der Stößel im Bereich seines aus dem Gehäusedeckel bzw. Stirnwand nach außen vorstehenden Endes mit einer Gewindespindel versehen, die mit einer mit einer Außenverzahnung versehenen Spindelmutter zusammenwirkt, über die der Stößel mit der Ab- und/oder Antriebswelle der elektrischen Generator/Motor-Einheit gekoppelt ist.
Gemäß einer alternativen vorteilhaften Ausführungsform ist der Stößel im Bereich seines aus dem Gehäusedeckel bzw. Stirnwand nach außen vorstehenden Endes als Zahnstange ausgeführt, über die der Stößel mit der Ab- und/oder Antriebswelle der elektrischen Generator/Motor-Einheit gekoppelt ist.
Gemäß einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebs ist der Stößel federnd in Richtung des Kolbens beaufschlagt und dadurch mit diesem in Eingriff gehalten.
Wird der Kolben beim Öffnen des Flügels von dem betreffenden Gehäusedeckel bzw. Stirnwand weg bewegt, so wird der federnd gegen den Kolben gedrückte Stößel durch die Federkraft dem Kolben nachgeführt und an diesem in Anlage gehalten. Der Stößel muss lediglich axial verschiebbar und nicht verdrehbar sein. Mit einer jeweiligen Verschiebung des Stößels kann über die Gewindespindel oder die Zahnstage wenigstens ein weiteres Getriebeelement wie beispielsweise die auf die Gewindespindel aufgesetzte Spindelmutter oder ein mit der Zahnstange kämmendes Zahnrad in Drehung versetzt und die Drehbewegung auf die Generator/Motor-Einheit übertragen werden und umgekehrt. Somit kann beim Öffnen und Schließen des Flügels Strom erzeugt werden, der für die Ansteuerung elektrischer Komponenten verwendet werden kann. Wird der Strom über einen Kurzschluss wieder in die Generator/Motor-Einheit geführt, so erzeugt der Motor ein Bremsmoment, das über die Mechanik auf den Kolben übertragen wird, so dass der Antrieb bzw. Türschließer elektrisch gedämpft werden kann.
Ist der Stößel federnd in Richtung des Kolbens beaufschlagt, so ist der Stößel vorteilhafterweise in einer gestuften Bohrung des Gehäusedeckels bzw. Stirnwand des Gehäuses verschiebbar gelagert und durch eine in der Bohrung angeordnete Federeinheit in Richtung des Kolbens beaufschlagt, die einerseits an einem inneren Absatz der gestuften Bohrung und andererseits an einem radialen Ansatz oder Bund des Stößels abgestützt ist.
Gemäß einer alternativen vorteilhaften Ausführungsform kann der Stößel im Bereich seines dem Kolben zugewandten Endes auch fest mit dem Kolben verbunden sein. Dabei ist der Stößel bevorzugt im Bereich seines dem Kolben zugewandten Endes form- und/oder kraftschlüssig mit dem Kolben verbunden.
Mit einer solchen festen, beispielsweise form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung des Stößels mit dem Kolben ist in beiden Richtungen eine elektrische Dämpfung möglich. Eine den Stößel beaufschlagende Federeinheit ist in diesem Fall nicht erforderlich, so dass ein kompakterer Aufbau ermöglicht wird.
Zum Zwischenspeichern der durch die Mittel der Energieumwandlung erzeugten elektrischen Energie kann ein Energiespeicher beliebiger Art und/oder eine wieder aufladbare elektrische Speichereinheit wie beispielsweise ein Kondensator, ein Akkumulator und/oder dergleichen vorgesehen sein. Wie bereits erwähnt, kann die zwischengespeicherte elektrische Energie beispielsweise dazu genutzt werden, den Motor anzutreiben und beim Öffnen und/oder Schließen des Flügels des in Öffnungs- bzw. Schließbewegung zu unterstützen. Alternativ oder zusätzlich kann die zwischengespeicherte elektrische Energie auch zur Versorgung beliebiger elektrischer Komponenten mit elektrischem Strom dienen.
Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn die elektrische Generator/Motor-Einheit einen Getriebe-Motor/Generator umfasst. Entsprechend kann die Generator/Motor-Einheit eine Kombination aus einer sowohl als Generator als auch als Motor betreibbaren Generator/Motor-Einheit und einem Getriebe umfassen.
Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn das Getriebe so ausgeführt ist, dass sich in wenigstens einer Bewegungsrichtung des Flügels abschnittsweise ein Freilauf zwischen dem Kolben und den Mitteln zur Energieumwandlung ergibt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst diese eine elektronische Steuerungseinheit, über die die elektrische Generator/Motor-Einheit und/oder wenigstens eine andere Komponente ansteuerbar sind.
Vorteilhafterweise ist die elektrische Generator/Motor-Einheit über die elektronische Steuerungseinheit zur Beeinflussung der Schließ- und/oder Öffnungsbewegung des Flügels ansteuerbar. Es ist auch vorteilhafterweise möglich, ein elektrisch gesteuertes Ventil zu beaufschlagen, durch das der Flügel in einer Position, z.B. der Öffnungsposition gehalten wird, wobei bei Bedarf auch vorgesehen werden kann, dass der Flügel durch die Ansteuerung eines Timers mit Wirkung auf das Ventil nach einer eingestellten Zeit wieder geschlossen werden kann. Das Ventil kann bistabil oder monostabil ausgeführt sein.
Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebs ist der Kolben durch eine Federeinheit in Schließrichtung beaufschlagt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
1 eine schematische, geschnittene Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebs, bei dem der zwischen dem Kolben und der Generator/Motor-Einheit vorgesehene Stößel mit einer Gewindespindel versehen und durch eine Federeinheit in Richtung des Kolbens beaufschlagt ist,
2 eine schematische perspektivische Stirnansicht des Antriebs gemäß 1,
3 eine schematische, geschnittene Teilansicht der Vorrichtung gemäß 1 bei seine Schließstellung einnehmendem Kolben,
4 eine schematische geschnittene Teilansicht der Vorrichtung gemäß 1 bei in seine Öffnungsstellung bewegtem Kolben,
5 eine schematische geschnittene Teilansicht einer weiteren beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebs, bei dem der zwischen dem Kolben und der Generator/Motor-Einheit vorgesehene Stößel mit einer Zahnstange versehen und durch eine Federeinheit in Richtung des Kolbens beaufschlagt ist, wobei der Kolben seine Schließstellung einnimmt,
6 eine schematische geschnittene Teilansicht der Vorrichtung gemäß 5 bei in seine Öffnungsstellung bewegtem Kolben,
7 eine schematische geschnittene Teilansicht einer weiteren beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebs, bei dem der zwischen dem Kolben und der Generator/Motor-Einheit vorgesehene Stößel mit einer Zahnstange versehen und form- und/oder kraftschlüssig mit dem Kolben verbunden ist, wobei der Kolben seine Schließstellung einnimmt,
8 eine schematische geschnittene Teilansicht der Vorrichtung gemäß 7 bei in seine Öffnungsstellung bewegtem Kolben, und
9 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform der elektronischen Steuerungseinheit eines erfindungsgemäßen Antriebs.
Die 1 bis 9 zeigen in schematischer Darstellung unterschiedliche beispielhafte Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Antriebs 10 für einen Flügel einer Tür, eines Fensters oder dergleichen.
Dabei umfassen die Antriebe 10 jeweils ein Gehäuse 12, eine drehbar im Gehäuse 12 gelagerte Abtriebswelle 14 und einen mit der Abtriebswelle 14 zusammenwirkenden, verschiebbar im Gehäuse 12 gelagerten Kolben 16.
Zudem umfassen die Antriebe 10 jeweils mit dem Kolben 16 zusammenwirkende Mittel 18 zur Energieumwandlung, durch die mechanische Bewegungsenergie des Kolbens 16 in elektrische Energie und die so erzeugte elektrische Energie wieder in mechanische Energie umwandelbar ist, um insbesondere wenigstens eine elektrische Komponente mit elektrischem Strom zu versorgen, ein Bremsmoment zu erzeugen und/oder den Kolben 16 insbesondere zur Unterstützung der Schließ- und/oder Öffnungsbewegung anzutreiben.
Die Mittel 18 zur Energieumwandlung umfassen jeweils eine sowohl als Generator als auch als Motor betreibbare elektrische Generator/Motor-Einheit 20 sowie ein Getriebe 22, über das der Kolben 16 mit der elektrischen Generator/Motor-Einheit 20 gekoppelt ist.
Das Getriebe 22 umfasst jeweils einen in Verschieberichtung des Kolbens 16 verschiebbar im Gehäuse 12 gelagerten Stößel 14, der mit dem Kolben 16 bewegbar und über den die translatorische Bewegung des Kolbens 16 in eine rotatorische Bewegung umsetzbar ist.
Der Stößel 24 kann jeweils in einem an einem Ende des Gehäuses 12 vorgesehenen Gehäusedeckel oder Stirnwand 26 verschiebbar gelagert sein. Dabei kann der Stößel 24 sich durch den Gehäusedeckel bzw. Stirnwand 26 hindurch erstrecken und mit einem aus dem Gehäusedeckel bzw. Stirnwand 26 nach innen vorstehenden Ende mit dem Kolben 16 in Eingriff gehalten sein oder in Eingriff stehen und im Bereich seines aus dem Gehäusedeckel bzw. Stirnwand 26 nach außen vorstehenden Endes mit einer Ab- und/oder Antriebswelle 28 der elektrischen Generator/Motor-Einheit 20 gekoppelt sein.
Bei den in den 1 bis 4 dargestellten beispielhaften Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Antriebs 10 ist der Stößel 24 im Bereich seines aus dem Gehäusedeckel bzw. Stirnwand 26 nach außen vorstehenden Endes jeweils mit einer Gewindespindel 30 versehen, die mit einer mit einer Außenverzahnung versehenen Spindelmutter 32 zusammenwirkt, über die der Stößel 24 mit der Ab- und/oder Antriebswelle 28 der elektrischen Generator/Motor-Einheit 20 gekoppelt ist.
Demgegenüber zeigen die 5 bis 8 zwei unterschiedliche beispielhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Antriebs 10, bei dem der Stößel 24 im Bereich seines aus dem Gehäusedeckel bzw. Stirnwand 26 nach außen vorstehenden Endes als Zahnstange 34 ausgeführt ist, über die der Stößel 24 mit der Ab- und/oder Antriebswelle 28 der elektrischen Generator/Motor-Einheit 20 gekoppelt ist.
Gemäß den in den 2 bis 6 dargestellten beispielhaften Ausführungsformen des Antriebs 10 ist der Stößel 24 jeweils federnd in Richtung des Kolbens 16 beaufschlagt und dadurch mit diesem in Eingriff gehalten.
Dabei kann der Stößel 24 wie dargestellt beispielsweise in einer abgestuften Bohrung 36 des Gehäusedeckels bzw. Stirnwand 26 des Gehäuses 12 verschiebbar gelagert und durch eine in der Bohrung 36 angeordnete Federeinheit 38 in Richtung des Kolbens 16 beaufschlagt sein, die einerseits an einem inneren Absatz 40 der gestuften Bohrung 36 und andererseits an einem radialen Ansatz oder Bund 42 des Stößels 24 abgestützt ist.
Demgegenüber zeigen die 7 und 8 eine beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebs 10, bei der der Stößel 24 im Bereich seines dem Kolben 16 zugewandten Endes fest mit dem Kolben 16 verbunden ist. Dabei kann der Stößel 24 im Bereich seines dem Kolben 16 zugewandten Endes insbesondere form- und/oder kraftschlüssig mit dem Kolben 16 verbunden sein.
Beim Öffnen des Flügels wird der Kolben 16 eines jeweiligen Antriebs 10 in den Darstellungen gemäß den 1 und 3 bis 8 jeweils nach rechts verschoben. Dabei drückt bei den Ausführungsformen gemäß den 1 bis 6 die Federeinheit 38 den Stößel 24 gegen den Kolben 16. Der Stößel 24 muss nur axial verschiebbar und nicht verdrehbar sein. Mit einer jeweiligen Bewegung des Kolbens 16 wird auch der Stößel 24 entsprechend mit verschoben. Dabei wird über die Gewindespindel 30 die Spindelmutter 32 (vgl. die 1 bis 4) bzw. über die Zahnstange 34 beispielsweise ein mit der Ab- und/oder Antriebswelle 28 der Generator/Motor-Einheit 20 verbundenes Zahnrad oder Ritzel 44 (vgl. die 7 und 8) in Drehung versetzt, wodurch die Drehbewegung auf die Generator/Motor-Einheit 20 übertragen wird. Beim Schließen des Flügels drückt der Kolben 16 den Stößel 24 nach links. Somit wird beim Öffnen und/oder Schließen des Flügels Strom erzeugt, der z.B. zur Ansteuerung elektrischer Komponenten genutzt werden kann. Wird der Strom über einen Kurzschluss wieder in die Generator/Motor-Einheit 20 geführt, erzeugt der Motor ein Bremsmoment, das über die Mechanik auf den Kolben 16 übertragen wird, so dass der Antrieb 10 bzw. Türschließer elektrisch gedämpft werden kann. Ist der Stößel 24 wie bei der Ausführungsform gemäß den 7 und 8 fest mit dem Kolben 16 verbunden, so kann in beiden Richtungen eine elektrische Dämpfung bewirkt werden. In diesem Fall ist die Federeinheit 38 nicht erforderlich.
Zum Zwischenspeichern der durch die Mittel 18 zur Energieumwandlung erzeugten elektrischen Energie kann ein Energiespeicher 46 beliebiger Art und/oder eine wieder aufladbare elektrische Speichereinheit 48 wie insbesondere ein Kondensator, eine Batterie, ein Akkumulator oder dergleichen, vorgesehen sein.
Die zwischengespeicherte elektrische Energie kann beispielsweise dazu genutzt werden, die Generator/Motor-Einheit 20 als Motor anzutreiben und beim Öffnen und/oder Schließen des Flügels dessen Öffnungs- bzw. Schließbewegung zu unterstützen. Alternativ oder zusätzlich kann die zwischengespeicherte elektrische Energie auch zur Versorgung beliebiger elektrischer Komponenten mit elektrischem Strom dienen.
Die elektrische Generator/Motor-Einheit 20 kann beispielsweise einen Getriebe-Motor/Generator umfassen. Ein solcher Getriebe-Motor/Generator umfasst eine Kombination aus einer sowohl als Generator als auch als Motor betreibbaren Generator/Motor-Einheit und einem Getriebe.
Zudem können die Antriebe auch jeweils eine elektronische Steuerungseinheit 50 umfassen, über die die elektrische Generator/Motor-Einheit 20 und/oder wenigstens eine andere Komponente ansteuerbar ist.
Dabei ist die elektrische Generator/Motor-Einheit 20 über die elektronische Steuerungseinheit 50 insbesondere zur Beeinflussung der Schließ- und/oder Öffnungsbewegung des Flügels ansteuerbar.
Wie insbesondere anhand der 1 zu erkennen ist, kann der Kolben 16 der Antriebe 10 jeweils durch eine Federeinheit 52 in Schließrichtung beaufschlagt sein.
Das Getriebe 22 kann so ausgeführt und/oder die elektrisch Generator/Motor-Einheit 20 durch die elektronische Steuerungseinheit 50 so ansteuerbar sein, dass sich in wenigstens einer Bewegungsrichtung des Flügels abschnittsweise ein Freilauf zwischen dem Kolben 16 und den Mitteln 18 zur Energieumwandlung ergibt.
Durch eine entsprechende Ansteuerung der elektrischen Generator/Motor-Einheit 20 über die elektronische Steuerungseinheit 40 ist insbesondere das Antriebsverhalten wie insbesondere Schließzeitverläufe, eine Schließkraftverstärkung und/oder dergleichen in der gewünschten Weise steuerbar.
Die elektronische Steuerungseinheit 50 kann jeweils beispielsweise wenigstens einen Mikrocontroller 54 aufweisen. Sie kann beispielsweise mit wenigstens einem Drehgeber 56, wenigstens einem Taster 58, wenigstens einem Schalter 60, wenigstens einem Sensor 62 und/oder dergleichen in Verbindung stehen (vgl. 9). Dabei kann die jeweilige Verbindung drahtgebunden und/oder drahtlos sein.
Alternativ oder zusätzlich kann einer jeweiligen elektronischen Steuerungseinheit 50 beispielsweise auch wenigstens eine Kommunikationsschnittstelle 64 für eine drahtgebundene und/oder drahtlose Kommunikation zugeordnet sein (vgl. wieder 9). Die elektronische Steuerungseinheit 50 kann zudem beispielsweise mit wenigstens einem auf einem Controller oder dergleichen vorgesehenen Taster in Verbindung stehen und/oder über eine NFC- oder Nahfeldkommunikationsverbindung und/oder eine Bluetooth-Verbindung und/oder dergleichen mit wenigstens einer peripheren Einheit kommunizieren.
Über die Mittel 18 zur Energieumwandlung können als jeweilige elektrische Komponenten beispielsweise die elektronische Steuerungseinheit 50, wenigstens ein dem Antrieb zugeordnetes elektrisches Ventil 66, wenigstens ein Sensor 68, wenigstens ein Signalgeber 70, beispielsweise wenigstens ein optischer und/oder wenigstens ein akustischer Signalgeber, wenigstens ein Beleuchtungselement 72, eine dem Antrieb zugeordnete elektrische Antriebseinheit 74 und/oder dergleichen mit Strom versorgbar sein (vgl. wieder 9).
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ermöglicht bei relativ einfachem Aufbau und entsprechend kostengünstiger Herstellbarkeit auf einfache Weise eine variable Steuerung des Antriebsverhaltens, in dem dieses zumindest teilweise elektrisch beeinflussbar ist. Durch die im Antrieb 10 integrierten Mittel 18 zur Energieumwandlung kann sowohl Energie erzeugt werden, um Komponenten mit Strom zu versorgen, als auch Energie aus dem Antrieb oder Türschließer vernichtet werden, beispielsweise um eine elektrische Dämpfung zu realisieren. Die bisher zur Dämpfung des Antriebs bzw. Türschließers erforderlichen hydraulischen Komponenten können damit entfallen. Es ist nunmehr unter anderem auch möglich, Schließzeitverläufe elektrisch zu steuern und/oder die Energieumwandlungsmittel 18 zur Schließkraftsteigerung und/oder -verstärkung als Antrieb zu nutzen.
Die jeweilige Übersetzung und Ausführung des Getriebes 22 können an die jeweils gegebenen Kraftverhältnisse angepasst sein. In dem Getriebe 22 sind insbesondere in einer Richtung beispielsweise auch Freiläufe denkbar. Beim Öffnen und/oder Schließen des Flügels wird der Kolben 16 verschoben. Beim Verschieben des Kolbens 16 wird über das betreffende Getriebe 22 die Drehbewegung auf die sowohl als Generator als auch als Motor betreibbare elektrische Generator/Motor-Einheit 20 dieser Energieumwandlungsmittel 18 übertragen. Wird der Strom über einen Kurzschluss wieder an die als Motor betriebene Generator/Motor-Einheit 20 geführt, so erzeugt der Motor ein Bremsmoment, das über das Getriebe 22 und den Kolben 16 auf den Antrieb übertragen wird, so dass der Antrieb oder Türschließer beispielsweise elektrisch gedämpft werden kann.
Die durch die Mittel 18 zur Energieumwandlung erzeugte elektrische Energie kann auch zwischengespeichert werden. Die gespeicherte Energie kann dann unter anderem dazu genutzt werden, den Motor anzutreiben und die Öffnungs- und/oder Schließbewegung des Flügels zu unterstützen. Für ein sicheres Schließen des Flügels kann die Schließkraft über den Motor entsprechend erhöht werden.
Mit der über die Energieumwandlungsmittel 18 erzeugten elektrischen Energie können die elektronische Steuerungseinheit 50 bzw. deren Mikrocontroller 54 selbst, elektrische Komponenten 66 bis 74 wie beispielsweise elektrische Ventile, Signalgeber, Beleuchtungselemente und/oder dergleichen mit Strom versorgt werden. Drehgeber, Taster und/oder dergleichen können der elektronischen Steuerungseinheit 50 bzw. deren Mikrocontroller 54 beispielsweise Informationen über den Zustand des Antriebs bzw. Türschließers liefern. Werden die Energieumwandlungsmittel 18 zum Dämpfen, Schließen und/oder dergleichen des Flügels genutzt, so kann die elektronische Steuerungseinheit 50 bzw. deren Mikrocontroller 54 die Motorleistung jeweils bedarfsgerecht anpassen. Über wenigstens eine Schnittstelle kann die elektronische Steuerungseinheit 50 bzw. deren Mikrocontroller 54 Informationen und/oder Anweisungen mit zugeordneten Komponenten austauschen und/oder von diesen erhalten.
Bezugszeichenliste

10: Antrieb
12: Gehäuse
14: Abtriebswelle
16: Kolben
18: Energieumwandlungsmittel
20: Generator/Motor-Einheit
22: Getriebe
24: Stößel
26: Gehäusedeckel, Stirnwand
28: Ab- und/oder Antriebswelle
30: Gewindespindel
32: Spindelmutter
34: Zahnstange
36: Bohrung
38: Federeinheit
40: innerer Absatz
42: radialer Ansatz, Bund
44: Zahnrad, Ritzel
46: Energiespeicher
48: wieder aufladbare Speichereinheit
50: elektronische Steuerungseinheit
52: Federeinheit
54: Mikrocontroller
56: Drehgeber
58: Taster
60: Schalter
62: Sensor
64: Kommunikationsschnittstelle
66: elektrisches Ventil
68: Sensor
70: Signalgeber
72: Beleuchtungselement
74: elektrische Antriebseinheit

Claims

Antrieb (10) für einen Flügel einer Tür, eines Fenster oder dergleichen, mit einem Gehäuse (12), einer drehbar im Gehäuse (12) gelagerten Abtriebswelle (14) und einem mit der Abtriebswelle (14) zusammenwirkenden, verschiebbar im Gehäuse (12) geführten Kolben (16), wobei der Antrieb (10) mit dem Kolben (16) zusammenwirkende Mittel (18) zur Energieumwandlung umfasst, durch die mechanische Bewegungsenergie des Kolbens (16) in elektrische Energie und die so erzeugte elektrische Energie wieder in mechanische Energie umwandelbar ist, um insbesondere wenigstens eine elektrische Komponente (50, 54, 66–74) mit elektrischem Strom zu versorgen, ein Bremsmoment zu erzeugen und/oder den Kolben (16) insbesondere zur Unterstützung der Schließ- und/oder Öffnungsbewegung anzutreiben.
Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (18) zur Energieumwandlung eine sowohl als Generator als auch als Motor betreibbare elektrische Generator/Motor-Einheit (20) sowie ein Getriebe (22) umfassen, über das der Kolben (16) mit der elektrischen Generator/Motor-Einheit (20) gekoppelt ist.
Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (22) einen in Verschieberichtung des Kolbens (16) verschiebbar im Gehäuse (12) gelagerten Stößel (24) umfasst, der mit dem Kolben (16) bewegbar und über den die translatorische Bewegung des Kolbens (16) in eine rotatorische Bewegung umsetzbar ist.
Antrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (24) in einem an einem Ende des Gehäuses (12) vorgesehenen Gehäusedeckel oder Stirnwand (26) verschiebbar gelagert ist.
Antrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (24) sich durch den Gehäusedeckel bzw. Stirnwand (26) hindurch erstreckt und mit einem aus dem Gehäusedeckel bzw. Stirnwand (26) nach innen vorstehenden Ende mit dem Kolben (16) in Eingriff gehalten ist oder in Eingriff steht und im Bereich seines aus dem Gehäusedeckel bzw. Stirnwand (26) nach außen vorstehenden Endes mit einer Ab- und/oder Antriebswelle (28) der elektrischen Generator/Motor-Einheit (20) gekoppelt ist.
Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (24) im Bereich seines aus dem Gehäusedeckel bzw. Stirnwand (26) nach außen vorstehenden Endes mit einer Gewindespindel (30) versehen ist, die mit einer mit einer Außenverzahnung versehenen Spindelmutter (32) zusammenwirkt, über die der Stößel (24) mit der Ab- und/oder Antriebswelle (28) der elektrischen Generator/Motor-Einheit (20) gekoppelt ist.
Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (24) im Bereich seines aus dem Gehäusedeckel bzw. Stirnwand (26) nach außen vorstehenden Endes als Zahnstange (34) ausgeführt ist, über die der Stößel (24) mit der Ab- und/oder Antriebswelle (28) der elektrischen Generator/Motor-Einheit (20) gekoppelt ist.
Antrieb nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (24) federnd in Richtung des Kolbens (16) beaufschlagt und dadurch mit diesem in Eingriff gehalten ist.
Antrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (24) in einer gestuften Bohrung (36) des Gehäusedeckels bzw. Stirnwand (26) des Gehäuses (12) verschiebbar gelagert und durch eine in der Bohrung (36) angeordnete Federeinheit (38) in Richtung des Kolbens (16) beaufschlagt ist, die einerseits an einem inneren Absatz (40) der gestuften Bohrung (36) und andererseits an einem radialen Ansatz oder Bund (42) des Stößels (24) abgestützt ist.
Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (24) im Bereich seines dem Kolben (16) zugewandten Endes fest mit dem Kolben (16) verbunden ist.
Antrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (24) im Bereich seines dem Kolben (16) zugewandten Endes form- und/oder kraftschlüssig mit dem Kolben (16) verbunden ist.
Antrieb nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zwischenspeichern der durch die Mittel (18) zur Energieumwandlung erzeugten elektrischen Energie ein Energiespeicher (46) beliebiger Art und/oder eine wieder aufladbare elektrische Speichereinheit (48) wie insbesondere ein Kondensator, ein Akkumulator oder dergleichen, vorgesehen ist.
Antrieb nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Generator/Motor-Einheit (20) einen Getriebe-Motor/Generator umfasst.
Antrieb nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er eine elektronische Steuerungseinheit (50) umfasst, über die die elektrische Generator/Motor-Einheit (20) und/oder wenigstens eine andere Komponente ansteuerbar ist.
Antrieb nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Generator/Motor-Einheit (20) über die elektronische Steuerungseinheit (50) zur Beeinflussung der Schließ- und/oder Öffnungsbewegung des Flügels ansteuerbar ist.
Antrieb nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (16) durch eine Federeinheit (52) in Schließrichtung beaufschlagt ist.