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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für einen Flügel einer Tür, eines Fensters oder dergleichen, wobei die Antriebseinrichtung einen Elektromotor mit einer Motorwelle, die mit dem Flügel in Wirkverbindung steht, und eine mit dem Elektromotor elektrisch verbindbare Bremsvorrichtung zur Dämpfung einer Bewegung des Flügels, indem der Elektromotor als Generator betrieben wird, umfasst.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2015 200 284 B3 ist eine Bremsvorrichtung für einen beweglichen Türflügel mit einem als Generator betriebenen Elektromotor bekannt. Ein Bremsstromkreis kann an die Motorklemmen des Elektromotors angelegt und kurzgeschlossen werden, um die Bewegung des Türflügels zu dämpfen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welcher sich in vorteilhafter Weise Informationen über den Zustand der Antriebseinrichtung erzeugen lassen.
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Diese Aufgabe wird bei einer Antriebseinrichtung der eingangs genannten Art durch mindestens einen Signalgeber gelöst, der dazu ausgebildet ist, ein Signal über den Zustand der Antriebseinrichtung und insbesondere den Zustand des Flügels zu erzeugen. Der mindestens eine Signalgeber wird zumindest zeitweise von dem als Generator betriebenen Elektromotor mit elektrischer Energie versorgt, wodurch es nicht erforderlich nicht, andere Energiequellen während dieses Zeitraums für den Betrieb des mindestens einen Signalgebers zur Verfügung zu stellen.
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Das von dem mindestens einen Signalgeber erzeugte Signal kann beispielsweise anzeigen, ob die Antriebseinrichtung einen Öffnungs- oder Schließvorgang des Flügels durchführt. Dadurch wird die Sicherheit von Benutzern im Bereich des Flügels erhöht.
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Vorzugsweise umfasst die Antriebseinrichtung einen mechanischen Kraftspeicher, der durch eine Bewegung des Flügels in eine erste Richtung aufgeladen und bei einer Bewegung des Flügels in eine zweite Richtung entladen wird. Der Elektromotor wird insbesondere bei einer Bewegung des Flügels in die zweite Richtung als Generator betrieben. Der Flügel kann beispielsweise bei einer Bewegung in die erste Richtung durch den Elektromotor angetrieben werden und in die zweite Richtung ausschließlich oder unterstützend durch den mechanischen Kraftspeicher angetrieben werden. Weiterhin ist es denkbar, den Flügel in beide Richtungen elektromotorisch anzutreiben und bei einem Ausfall des elektromotorischen Antriebs den Flügel in die zweite Richtung mit Hilfe des mechanischen Kraftspeichers anzutreiben.
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Vorteilhafterweise umfasst die Antriebseinrichtung ein Schaltelement zur elektrischen Verbindung der Bremsvorrichtung mit dem Elektromotor während einer Bewegung des Flügels, bei welcher der Elektromotor als Generator betrieben wird. Durch das Schaltelement lässt sich die Bremsvorrichtung nur für den Zeitraum mit dem Elektromotor elektrisch verbinden, in dem eine Dämpfung der Bewegung des Flügels erforderlich ist.
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Weiterhin kann die Antriebseinrichtung eine Steuervorrichtung umfassen, die dazu ausgebildet ist, das Schaltelement und insbesondere den Elektromotor zu steuern.
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Vorzugsweise erzeugt der mindestens eine Signalgeber ein Signal während einer Bewegung des Flügels.
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Beispielsweise erzeugt der mindestens eine Signalgeber ein erstes Signal während einer Öffnungsbewegung des Flügels und ein zweites Signal während einer Schließbewegung des Flügels. Da sich das erste Signal von dem zweiten Signal unterscheidet, werden durch die verschiedenartigen Signale die unterschiedlichen Bewegungsrichtungen des Flügels angezeigt.
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Um einen Benutzer während eines Schließvorgangs zu warnen, kann der mindestens eine Signalgeber während einer Schließbewegung des Flügels ein Warnsignal erzeugen.
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Ferner kann das von dem mindestens einen Signalgeber erzeugte Signal ein optisches und/oder akustisches Signal sein.
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Der mindestens eine Signalgeber kann vorteilhafterweise mehrere Leuchtelemente umfassen, die während einer Öffnungsbewegung des Flügels nacheinander ein- oder ausgeschaltet werden und während einer Schließbewegung des Flügels in umgekehrter Richtung nacheinander ein- oder ausgeschaltet werden. Werden folglich die Leuchtelemente während der Öffnungsbewegung des Flügels nacheinander eingeschaltet, so werden sie während der Schließbewegung des Flügels nacheinander ausgeschaltet. Alternativ können die Leuchtelemente während der Öffnungsbewegung nacheinander ausgeschaltet und während der Schließbewegung nacheinander eingeschaltet werden.
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Der mindestens eine Signalgeber kann mindestens einen elektromechanischen Signalgeber umfassen. Insbesondere kann mindestens ein weiterer Signalgeber, der nicht von dem als Generator betriebenen Elektromotor, sondern von einer externen Stromquelle mit elektrischer Energie versorgt wird, von dem mindestens einen elektromechanischen Signalgeber angesteuert werden.
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Weiterhin kann der mindestens eine elektromechanische Signalgeber mindestens ein Relais aufweisen, welches insbesondere bistabil ist. Ein bistabiles Relais hat den Vorteil, auch im stromlosen Zustand zwei verschiedene stabile Schaltzustände einnehmen zu können. Dadurch wird gewährleistet, dass das mindestens eine Relais den Zustand der Antriebseinrichtung und insbesondere des Flügels auch dann zutreffend angibt, wenn der Flügel nicht bewegt wird und der Elektromotor keine elektrische Energie erzeugt.
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Vorzugsweise umfasst die Anzeigevorrichtung eine Überwachungsvorrichtung, die dazu ausgebildet ist, die Funktion der Antriebseinrichtung zu überwachen. Falls die Überwachungsvorrichtung eine Störung der Antriebseinrichtung, beispielsweise den Ausfall der Stromversorgung, feststellt, kann der mindestens eine Signalgeber ein Signal erzeugen, welches die Störung anzeigt.
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Der Elektromotor und die Bremsvorrichtung sowie gegebenenfalls weitere Komponenten der Antriebseinrichtung können in einem Gehäuse untergebracht sein. Der mindestens eine Signalgeber kann in dieses Gehäuse integriert sein. Alternativ kann der mindestens eine Signalgeber außerhalb des Gehäuses angeordnet sein und mit der Bremsvorrichtung oder der Steuervorrichtung beispielsweise über ein Kabel verbunden sein.
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Die Bremsvorrichtung umfasst vorzugsweise einen Bremsstromkreis, der bei einer elektrischen Verbindung mit Motorklemmen des Elektromotors einen elektrischen Verbraucher darstellt und eine Dämpfung der Bewegung des Flügels bewirkt. Insbesondere werden die Motorklemmen durch den Bremsstromkreis zumindest zeitweise kurzgeschlossen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen schematisch:
- 1 eine Darstellung einer Antriebseinrichtung;
- 2 eine perspektivische Ansicht einer Antriebseinrichtung mit einem Leuchtelement;
- 3A eine perspektivische Ansicht einer Antriebseinrichtung mit mehreren Leuchtelementen;
- 3B eine schematische Darstellung der Funktionsweise der Antriebseinrichtung aus 3A; und
- 4 eine Darstellung eines elektromechanischen Signalgebers.
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1 zeigt schematisch den Aufbau einer Antriebseinrichtung 10 für einen beweglichen Flügel 11 einer Tür, eines Fensters oder dergleichen. Die Antriebseinrichtung 10 umfasst einen Elektromotor 13 mit einer Motorwelle 14, ein Schaltelement 16, eine Bremsvorrichtung 17, einen Signalgeber 18, eine Steuervorrichtung 20, ein Getriebe 21 und einen mechanischen Kraftspeicher 22. Die vorgenannten Komponenten der Antriebseinrichtung 10 sind in einem Gehäuse 23 untergebracht, das an dem Flügel 11 befestigt ist.
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Der Elektromotor 13 steht mit dem Flügel 11 in Wirkverbindung und kann zum Antrieb des Flügels 11 eingesetzt werden. Dazu ist die Motorwelle 14 des Elektromotors 13 über das Getriebe 21 mit einer Abtriebswelle 25 der Antriebseinrichtung 10 gekoppelt. Mit der Abtriebswelle 25 ist ein Gleitarm 28 drehfest verbunden, der an seinem freien Ende mit einem Gleitstein 29 versehen ist, der in einer blendenfest montierten Gleitschiene 30 geführt ist. Die Steuerung des Elektromotors 13 wird von der Steuervorrichtung 20 vorgenommen.
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Der Flügel 11 kann in nur einer seiner Bewegungsrichtungen, beispielsweise in Öffnungsrichtung, elektromotorisch antreibbar sein. In der anderen Bewegungsrichtung, beispielsweise in Schließrichtung, kann der mechanische Kraftspeicher 22 als Antrieb vorgesehen sein. Der mechanische Kraftspeicher 22 kann beispielsweise eine Feder umfassen, die durch das Öffnen des Flügels 11 gespannt wird und sich mit dem Schließen des Flügels 11 wieder entspannt.
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Alternativ kann eine durch den Elektromotor 13 betätigte Bewegung des Flügels 11 in beide Richtungen vorgesehen sein, wobei der mechanische Kraftspeicher 22 bei einem Ausfall des Elektromotors 13 wirksam wird oder in einer Bewegungsrichtung unterstützend wirkt.
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Bei einer Bewegung des Flügels 11 ohne Antrieb durch den Elektromotor 13, d. h. bei ausgeschaltetem Elektromotor 13 und einem Antrieb durch den mechanischen Kraftspeicher 11 oder von Hand, dreht sich die Motorwelle 14 aufgrund der Wirkverbindung mit dem Flügel 11 und der Elektromotor 13 wird als Generator betrieben, wodurch an den Motorklemmen des Elektromotors 13 eine Spannung erzeugt wird.
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Um die Bewegung des Flügels 11 in dem vorstehenden Fall zu dämpfen, steuert die Steuervorrichtung 20 das Schaltelement 16 derart an, dass das Schaltelement 16 die Bremsvorrichtung 17 elektrisch mit dem Elektromotor 13 verbindet. Das Schaltelement 16 kann beispielsweise ein Relais sein. Die Bremsvorrichtung 17 umfasst einen Bremsstromkreis, der durch das Schaltelement 16 an die Motorklemmen des Elektromotors 13 angeschlossen wird. Der Bremsstromkreis ist als Verbraucher ausgebildet, welcher bewirkt, dass der als Generator betriebene Elektromotor 13 abgebremst wird.
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Beispielsweise kann der Bremsstromkreis einen Feldeffekttransistor enthalten, dessen Drain-Source-Strecke während des generatorischen Betriebs des Elektromotors 13 zumindest zeitweise zwischen die Motorklemmen des Elektromotors 13 geschaltet wird und einen Kurzschluss der Motorklemmen bewirkt.
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Während des generatorischen Betriebs des Elektromotors 13 steht elektrische Energie zur Verfügung, die zum Betrieb des Signalgebers 18 genutzt wird. Der Signalgeber 18 kann beispielsweise direkt an die Motorklemmen des Elektromotors 13 angeschlossen sein oder kann über das Schaltelement 16 oder ein anderes Schaltelement während des generatorischen Betriebs des Elektromotors 13 an die Motorklemmen des Elektromotors 13 angeschlossen sein.
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Während eines elektromotorischen Antriebs des Flügels 11 und/oder eines anderen Zeitraums, in dem der Elektromotor 13 nicht als Generator betrieben wird, kann der Signalgeber 18 von einer externen Stromquelle mit elektrischer Energie versorgt werden.
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Ferner kann zwischen die Motorklemmen des Elektromotors 13 und den Signalgeber 18 ein Spannungswandler geschaltet sein, um die von dem Elektromotor 13 generierte Spannung in eine von dem Signalgeber 18 benötigte Versorgungsspannung umzuwandeln.
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Der Signalgeber 18 ist dazu ausgebildet, ein Signal zu erzeugen, dem sich Informationen über den Zustand der Antriebseinrichtung 10 und insbesondere den Zustand des Flügels 11 entnehmen lassen. Da die Steuervorrichtung 10 den Zustand des Flügels 11 kennt, kann die Steuereinrichtung 10 den Signalgeber 18 ansteuern. Alternativ kann der Signalgeber 18 von der Bremsvorrichtung 17 angesteuert werden, da diese den Zustand des Flügels 11 - Flügel 11 öffnet, Flügel 11 schließt - ebenfalls kennt.
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Beispielsweise kann das von dem Signalgeber 18 erzeugte Signal anzeigen, dass sich der Flügel 11 schließt oder öffnet. Der Signalgeber 18 kann beispielsweise während einer Öffnungsbewegung des Flügels 11 ein Signal erzeugen, das sich von einem während einer Schließbewegung des Flügels 11 generierten Signals unterscheidet. Weiterhin ist es denkbar, dass das von dem Signalgeber 18 erzeugte Signal anzeigt, dass der Flügel 11 sich in einem offenen oder geschlossenen Zustand befindet.
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Obgleich in 1 nur ein Signalgeber 18 dargestellt ist, kann die Antriebseinrichtung 10 mehrere Signalgeber 18 aufweisen.
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Der Signalgeber 18 kann in das Gehäuse 23 eingebaut sein. Alternativ kann sich der Signalgeber 18 außerhalb des Gehäuses 23 befinden und mit den übrigen Komponenten der Antriebseinrichtung 10 beispielsweise über ein oder mehrere Kabel verbunden sein.
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Der Signalgeber 18 kann ausgebildet sein, um ein akustisches Signal zu erzeugen. Beispielsweise kann ein Gong beim Öffnen des Flügels 11 ertönen und ein Warnton beim Schließen des Flügels 11. Der Warnton kann beispielsweise ähnlich dem Warnton eines Lastkraftwagens während einer Rückwärtsfahrt sein.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Signalgebers, der als Leuchtelement 32 ausgebildet ist, um ein optisches Signal zu erzeugen. 2 zeigt das Gehäuse 23 der Antriebseinrichtung 10 von außen. Das Leuchtelement 32 ist in eine Wand des Gehäuses 23 integriert, um von außen sichtbar zu sein. Das Leuchtelement 32 kann eine Leuchtdiode, auch LED (light emitting diode, deutsch: lichtemittierende Diode) genannt, sein.
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Das Leuchtelement 32 leuchtet oder blinkt während der Öffnungsbewegung des Flügels 11 in einer vorgegebenen Farbe, beispielsweise grün, und leuchtet oder blinkt während der Schließbewegung des Flügels 11 in einer anderen vorgegebenen Farbe, beispielsweise rot.
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Das Leuchtelement 32 kann als Designelement oder als Logo, das beispielsweise den Namen des Herstellers der Antriebseinrichtung 10 wiedergibt, ausgebildet sein.
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Die Antriebseinrichtung 10 kann eine Überwachungsvorrichtung enthalten, die zur Überwachung der Funktion der Antriebseinrichtung ausgebildet ist. Die Überwachungsvorrichtung kann beispielsweise in die Steuervorrichtung 20 integriert sein. Wenn die Überwachungsvorrichtung eine Störung der Antriebseinrichtung 20, insbesondere eine Störung der Bremsvorrichtung 17, feststellt, kann das Leuchtelement 32 die Störung durch ein entsprechendes optisches Signal anzeigen.
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3A zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei welchem im Unterschied zu dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel mehrere Leuchtelemente 32 in das Gehäuse 23 der Antriebseinrichtung 10 integriert sind. Die Leuchtelemente 32 sind nebeneinander angeordnet, so dass sich für einen Betrachter das Bild eines aus den Leuchtelementen 32 bestehenden Bands ergibt. Auch in diesem Ausführungsbeispiel können die Leuchtelemente 32 als Leuchtdioden ausgeführt sein.
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Die Funktionsweise der Leuchtelemente 32 ist in 3B schematisch dargestellt, wobei der Öffnungsvorgang auf der linken Seite und der Schließvorgang auf der rechten Seite von 3B gezeigt ist. Während der Öffnungsbewegung des Flügels 11 werden die Leuchtelemente 32 nacheinander eingeschaltet, wobei mit einem außen liegenden Leuchtelement 32 begonnen wird und danach sukzessive das jeweils benachbarte Leuchtelement 32 eingeschaltet wird. Um alle Leuchtelemente 32 einzuschalten, wird eine Zeitdauer T1 benötigt. Nachdem alle Leuchtelemente 32 eingeschaltet worden sind, wird wieder von vorne begonnen, d. h., es wird zunächst nur eines der Leuchtelemente 32 eingeschaltet und danach werden nacheinander die übrigen Leuchtelemente 32 eingeschaltet. Dieser Vorgang wird solange fortgesetzt, bis der Flügel 11 den geöffneten Zustand erreicht hat. Während der Öffnungsbewegung des Flügels 11 können die Leuchtelemente 32 in einer vorgegebenen Farbe, beispielsweise grün, leuchten.
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Während der Schließbewegung des Flügels 11 leuchten die Leuchtelemente 32 in einer anderen vorgegebenen Farbe, beispielsweise rot. Die Leuchtelemente 32 werden nun nacheinander ausgeschaltet, wobei zunächst alle Leuchtelemente 32 eingeschaltet sind und anschließend die Leuchtelemente 32 nacheinander ausgeschaltet werden. Dabei wird mit einem außen liegenden Leuchtelement 32 begonnen und danach wird sukzessive das jeweils benachbarte Leuchtelement 32 ausgeschaltet. Um alle Leuchtelemente 32 auszuschalten, wird eine Zeitdauer T2 benötigt, die insbesondere gleich lang ist wie die Zeitdauer T1. Nachdem alle Leuchtelemente 32 ausgeschaltet worden sind, wird wieder von vorne begonnen, d. h., es werden zunächst alle Leuchtelemente 32 eingeschaltet und danach werden die Leuchtelemente 32 nacheinander ausgeschaltet. Dieser Vorgang wird solange fortgesetzt, bis der Flügel 11 den geschlossenen Zustand erreicht hat.
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4 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Signalgebers mit bistabilen Relais 34 bis 36 als elektromechanische Signalgeber. Ein bistabiles Relais hat gegenüber anderen Schaltelementen den Vorteil, auch im stromlosen Zustand zwei verschiedene stabile Schaltzustände einnehmen zu können. Dadurch wird gewährleistet, dass die Relais 34 bis 36 den Zustand der Antriebseinrichtung 10 und insbesondere des Flügels 11 auch dann zutreffend wiedergeben, wenn der Flügel 11 nicht bewegt wird und der Elektromotor 13 keine elektrische Energie erzeugt.
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Die Relais 34 bis 36 weisen Steueranschlüsse 37 bis 39 auf, über welche die Relais 34 bis 36 beispielsweise von der Steuervorrichtung 20 oder der Bremsvorrichtung 17 gesteuert werden können. Jedes der Relais 34 bis 36 hat zwei Schaltstellungen. Das Relais 34 zeigt in den beiden Schaltstellungen an, dass sich der Flügel 11 in der Schließlage bzw. nicht in der Schließlage befindet. Das Relais 35 zeigt in einer Schaltstellung an, dass sich der Flügel 11 öffnet, und das Relais 36 zeigt in einer Schaltstellung an, dass sich der Flügel 11 schließt.
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Mit den Relais 34 bis 36 können weitere Signalgeber angesteuert werden, die von einer externen Stromquelle mit elektrischer Energie versorgt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Antriebseinrichtung
- 11
- Flügel
- 13
- Elektromotor
- 14
- Motorwelle
- 16
- Schaltelement
- 17
- Bremsvorrichtung
- 18
- Signalgeber
- 20
- Steuervorrichtung
- 21
- Getriebe
- 22
- mechanischer Kraftspeicher
- 23
- Gehäuse
- 25
- Abtriebswelle
- 28
- Gleitarm
- 29
- Gleitstein
- 30
- Gleitschiene
- 32
- Leuchtelement
- 34
- Relais
- 35
- Relais
- 36
- Relais
- 37
- Steueranschluss
- 38
- Steueranschluss
- 39
- Steueranschluss
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015200284 B3 [0002]
