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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Türantrieb für eine Sicherheitstür wie zum Beispiel eine Brand- oder Rauchschutztür, umfassend eine elektrische Antriebseinheit zum elektrischen Antreiben eines beweglichen Türflügels der Sicherheitstür, eine mit der elektrischen Antriebseinheit verbindbare Steuerungseinheit zum Ausgeben von Steuersignalen an die elektrische Antriebseinheit zum Öffnen und/oder Schließen der Sicherheitstür, zumindest eine Störfallmeldeeinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, bei Vorliegen eines Störkriteriums ein Störsignal an die Steuerungseinheit abzugeben, wobei die Steuerungseinheit dazu ausgebildet ist, bei Erhalt eines solchen Störsignals ein elektrisches Antreiben des Türflügels zu unterbinden und bei nicht geschlossenem Türflügel jedoch ein einmaliges Schließen des Türflügels herbeizuführen. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Sicherheitstür mit einem solchen elektrischen Türantrieb und ein Verfahren zum Betreiben einer Sicherheitstür in mehreren Betriebsmodi.
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Derartige Türantriebe dienen beispielsweise dazu, Brandschutztüren im Brandfall automatisch zu schließen, um einer Ausbreitung des Brandes entgegenzuwirken. Während des regulären Betriebs der Sicherheitstür kann ein elektrisches Öffnen und Schließen des Türflügels wie bei einer normalen, das heißt nicht sicherheitsrelevanten, Automatiktür erfolgen. Bei der Störfallmeldeeinrichtung kann es sich insbesondere um einen Brandmelder handeln.
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Das elektrische Trennen der Antriebseinheit von der Steuerungseinheit wird im Alarmfall aus Sicherheitsgründen veranlasst, insbesondere um ein unerwünschtes Öffnen des Türflügels zu verhindern und um ein vorzugsweise stromloses Schließen des Türflügels zu ermöglichen, falls der Türflügel noch nicht geschlossen ist. Nach dem bedarfsweisen Schließen wird der Türflügel unter der Wirkung eines mechanischen Energiespeichers unabhängig von der Stromversorgung und etwaigen Steuersignalen in der geschlossenen Stellung gehalten.
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Dies ist im Hinblick auf die Schutzfunktion der Sicherheitstür grundsätzlich erwünscht, stellt jedoch insofern ein Problem dar, als flüchtende Personen behindert werden. Insbesondere bei Sicherheitstüren mit hoher Schutzfunktion sind die Türflügel häufig relativ schwer, so dass auch die entsprechenden mechanischen Energiespeicher eine hohe Schließkraft ausüben müssen.
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Gerade schwache Personen oder Personen mit körperlichen Beeinträchtigungen können somit unter Umständen bei einer Flucht den Türflügel nicht mehr öffnen. Daher sind Sicherheitstüren der eingangs genannten Art im Allgemeinen nicht für ein barrierefreies Bauen geeignet. Eine elektrische Öffnung des Türflügels im Fluchtfall scheidet aber bei solchen Türantrieben vom Prinzip her aus, da die Steuerungseinheit im Störfall keinen Zugriff auf die elektrische Antriebseinheit hat.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Türantrieb bereitzustellen, der eine Tür bei Brandalarm oder Rauchalarm im normalen Netzbetrieb und auch bei einem Netzausfall sicher schließt. Ferner soll der Türantrieb es schwachen Personen bzw. Personen mit körperlichen Beeinträchtigungen ermöglichen, die Tür im Falle eines Alarms als Fluchttür zu benutzen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch einen Türantrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Ein erfindungsgemäßer Türantrieb umfasst:
- - eine elektrische Antriebseinheit zum elektrischen Antreiben eines beweglichen Türflügels der Sicherheitstür,
- - eine mit der elektrischen Antriebseinheit verbindbare Steuerungseinheit zum Ausgeben von Steuersignalen an die elektrische Antriebseinheit zum Öffnen und/oder Schließen der Sicherheitstür,
- - zumindest eine Störfallmeldeeinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, bei Vorliegen eines Störkriteriums ein Störsignal an die Steuerungseinheit abzugeben, wobei die Steuerungseinheit dazu ausgebildet ist, bei Erhalt eines solchen Störsignals ein elektrisches Antreiben des Türflügels zu unterbinden, vorzugsweise mittels einer elektrischen Trennung der elektrischen Antriebseinheit, bei nicht geschlossenem Türflügel jedoch ein einmaliges Schließen des Türflügels herbeizuführen, wobei die Steuerungseinheit zumindest einen Mikrokontroller, eine Motoransteuerung und ein Motorrelais aufweist, wobei der zumindest eine Mikrokontroller dazu ausgebildet ist, das eine Motorrelais zum Öffnen und Schließen der Sicherheitstür anzusteuern und das Motorrelais zu öffnen, um das elektrische Antreiben des Türflügels bei Vorliegen des Störkriteriums zu unterbinden,
- - zumindest eine Notöffnungseingabevorrichtung, die bei Aktivierung ein Notöffnungssignal an die Steuerungseinheit übermittelt, wobei die Steuerungseinheit dazu ausgebildet ist, bei Erhalt eines solchen Notöffnungssignals zumindest einmalig ein unterbundenes elektrisches Antreiben des Türflügels zu erlauben, um eine Öffnungsbewegung des Türflügels zumindest unterstützend sowie ein erneutes Schließen des Türflügels herbeizuführen, und
- - einen mechanischen Energiespeicher, vorzugsweise in Form einer Federanordnung, zum Speichern von potentieller Energie, wobei der mechanische Energiespeicher derart mit dem Türflügel koppelbar oder gekoppelt ist, dass bei einer Öffnungsbewegung des Türflügels Energie in den Energiespeicher geladen wird und, ggfs. nach Freigabe des Energiespeichers, eine Schließbewegung des Türflügels unter Abgabe von Energie des Energiespeichers zumindest unterstützt wird, wobei die Steuerungseinheit dazu ausgebildet ist, bei Vorliegen des Störkriteriums, und bei nicht geschlossenem Türflügel ein Schließen des Türflügels mittels des mechanischen Energiespeichers herbeizuführen, falls ein elektrisch angetriebenes Schließen nicht oder nicht in geeigneter Weise möglich ist.
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Der erfindungsgemäße elektrische Türantrieb kann mittels der Steuerungseinheit, bei Brandalarm oder Rauchalarm sowohl im normalen Netzbetrieb und auch bei einem Netzausfall eine Sicherheitstür sicher schließen. Mittels der Notöffnungseingabevorrichtung können schwache Personen bzw. Personen mit körperlichen Beeinträchtigungen die Tür trotz sicherer Schließung der Tür im Falle eines Alarms als Fluchttür benutzen. Hierzu ist die Steuerungseinheit dazu ausgebildet, eine notfallmäßig geschlossene Tür wieder öffnen zu lassen.
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Ferner hat die Erfindung den Vorteil, dass durch die Verwendung von zumindest einem Mikrokontroller Signale von der Störfallmeldeeinrichtung als auch von der Notöffnungseingabevorrichtung schneller verarbeitet werden können, sodass elektrische Funktionen der Sicherheitstür schneller ausgeführt werden können.
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Vorzugsweise ist eine redundante Energieversorgung vorgesehen, wobei die redundante Energieversorgung dazu ausgebildet ist, bei Vorliegen eines Störkriteriums und/oder eines Stromausfalls, eine Stromversorgung des Türantriebs aus einem Stromnetz zu ersetzen. Durch das Bereitstellen einer redundanten Energieversorgung kann der erfindungsgemäße elektrische Türantrieb bei Brandalarm oder Rauchalarm auch bei einem Netzausfall durch Erzeugen eines Notöffnungssignals elektrisch geöffnet werden. Somit ist es auch bei Netzausfall schwachen Personen oder Personen mit körperlichen Beeinträchtigungen möglich, die Sicherheitstür als Fluchttür zu benutzen.
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Besonders bevorzugt wird die redundante Energieversorgung durch einen Akkumulator gebildet. Solch wiederaufladbare Batterien können besonders einfach und kostengünstig bereitgestellt werden. Die Größe bzw. Kapazität der eingesetzten Akkumulatoren kann relativ einfach an die gewünschte Betriebsart angepasst werden.
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Vorzugsweise ist eine Lade- und Überwachungseinrichtung vorgesehen, mittels derer ein Zustand des Akkumulators überwacht wird. Mittels der Lade- und Überwachungseinrichtung kann bei einem Netzausfall sichergestellt werden, dass der Akkumulator immer ausreichend geladen ist. Ferner kann die Lade- und Überwachungseinrichtung dazu ausgebildet sein, einen Defekt des Akkumulators zu erkennen, sodass dieser rechtzeitig vor dem Auftreten eines Notfalls ersetzt werden kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Steuerungseinheit dazu ausgebildet ist, bei Erkennen eines niedrigen Ladezustands der redundanten Energieversorgung, vorzugsweise mittels der Lade- und Überwachungseinrichtung, eine elektrische Trennung der elektrischen Antriebseinheit von der redundanten Energieversorgung herbeizuführen und solange beizubehalten, bis die Stromversorgung aus dem Stromnetz wieder gewährleistet wird. Hierdurch wird verhindert, dass die Sicherheitstür im Gefahrenfall offengehalten wird.
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Besonders bevorzugt ist der zumindest eine Mikrokontroller dazu ausgebildet, das Motorrelais bei Aktivierung der Notöffnungseingabevorrichtung für einen vordefinierten Zeitraum zu schließen. Durch das Schließen des Motorrelais kann eine elektrische Verbindung zwischen der Motoransteuerung und der Antriebseinheit zeitweilig wieder hergestellt werden, um eine Türöffnung barrierefrei zu ermöglichen.
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Vorteilhafterweise sind zwei Mikrokontroller vorgesehen, die jeweils mit der Störfallmeldeeinrichtung, der Notöffnungseingabevorrichtung und dem Motorrelais verbunden sind. Hierdurch kann eine redundante Auswertung der Signale der Störfallmeldeeinrichtung und/oder der Notöffnungseingabevorrichtung in der Steuerungseinheit erfolgen. Die Steuerungseinheit kann demgemäß nur bei unabhängiger und ordnungsmäßiger Erkennung von Signalen der Störfallmeldeeinrichtung und/oder der Notöffnungseingabevorrichtung den elektrischen Türantrieb aus dem Normalbetrieb in einen Alarmbetrieb versetzen, bzw. im Alarmbetrieb Steuerbefehle ausführen lassen.
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Vorzugsweise ist der zweite Mikrokontroller dazu ausgebildet, eine redundante Auswertung der Signale der zumindest einen Störfallmeldeeinrichtung auszuführen. Die zwei Mikrokontroller sind mittels eines UND-Gatters an das Motorrelais angeschlossen und das Motorrelais wird nur bei Erkennung eines Störkriteriums mindestens eines Mikrokontrollers geöffnet. Somit kann die Steuerungseinrichtung nur bei unabhängiger Erkennung von ordnungsgemäßen Signalen der Notöffnungseingabevorrichtung die Sicherheitstür zumindest unterstützend öffnen lassen.
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Zudem kann auch ein redundanter Motor, ein redundantes Motorrelais und eine redundante Motoransteuerung vorhanden sein, um die Betriebssicherheit weiter zu erhöhen.
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Vorzugsweise ist der zumindest eine Mikrokontroller dazu ausgebildet, nach dem Herbeiführen der Öffnungsbewegung des Türflügels nach Aktivierung der Notöffnungseingabevorrichtung eine Schließbewegung des Türflügels nach einer vordefinierten Zeit, bspw. im Bereich von 5 bis 120 Sekunden, durch die elektrische Antriebseinheit herbeizuführen.
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Vorteilhafterweise ist der zumindest eine Mikrokontroller dazu ausgebildet, Signale der Notöffnungseingabevorrichtung flankengetriggert auszuwerten. Die Steuerung wertet hierzu bspw. die steigende Flanke des Signals aus, sodass eine Daueransteuerung des Mikrokontrollers, z.B. durch eine Verklemmen des Nottasters verursacht, nicht zu einer Daueröffnung der Tür führen kann, sodass die Sicherheitstür bspw. in einem Brandfall nicht offen gehalten wird.
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Vorzugsweise ist der elektrische Türantrieb dazu ausgebildet, in mehreren Betriebsmodi betrieben zu werden, wobei die mehreren Betriebsmodi insbesondere aus den folgenden Betriebsmodi bestehen: Normalbetrieb, Alarmbetrieb, Netzausfallbetrieb und Türschließerbetrieb, wobei
- - im Normalbetrieb eine Stromversorgung aus dem Stromnetz vorhanden ist und die Steuerungseinheit dazu ausgebildet ist, bei Erkennen von Türöffnungssignalen, bspw. von einem Bewegungsmelder, Steuersignale an die elektrische Antriebseinheit auszugeben, um die Sicherheitstür zu öffnen und/oder zu schließen;
- - im Alarmbetrieb Störsignale von der Störfallmeldeeinrichtung durch die Steuerungseinheit empfangen werden und die Steuerungseinheit dazu ausgebildet ist, die Sicherheitstür mittels der Antriebseinheit und/oder dem mechanischen Energiespeicher zu schließen, wobei im Alarmbetrieb die Steuerungseinheit insbesondere dazu ausgebildet ist, die Türöffnungssignale nicht mehr auszuwerten;
- - im Netzausfallbetrieb kein Strom aus dem Stromnetz vorhanden ist und die Steuerungseinheit dazu ausgebildet ist, die redundante Energieversorgung hinzu zu schalten, um die Funktion des Stromnetzes zu übernehmen und den elektrischen Türantrieb mit Strom zu versorgen; und
- - im Türschließerbetrieb kein Strom aus dem Stromnetz vorhanden ist und ein Mindestladezustand der redundanten Energieversorgung unterschritten ist, und die Steuerungseinheit dazu ausgebildet ist, ein Schließen des Türflügels mittels des mechanischen Energiespeichers herbeizuführen;
wobei die Steuerungseinheit dazu ausgebildet ist, im Normalbetrieb, im Alarmbetrieb und im Netzausfallbetrieb bei Vorliegen eines Notöffnungssignals zumindest einmalig ein elektrisches Antreiben des Türflügels in Öffnungsrichtung herbeizuführen.
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Bei Betreiben des elektrischen Türantriebs in mehreren Betriebsmodi kann die Sicherheitstür störfallspezifisch betrieben werden, sodass der Betrieb der Sicherheitstür auf diverse Störfalle voreingestellt werden kann.
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Vorteilhaferweise ist die Steuerungseinheit einstellbar, bei Netzausfall wahlweise den Antrieb im Normalbetrieb, im Alarmbetreib oder zunächst im Normalbetrieb und nach Ablauf einer einstellbaren Zeit oder bei Erreichen einer Untergrenze für den Ladezustand der redundanten Energieversorgung im Alarmbetrieb anzusteuern. Somit kann der Netzausfallbetrieb parametrisierbar ausgebildet werden.
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Vorzugsweise sind Sensoren vorhanden, die das Öffnen und/oder Schließen des Türflügels überwachen und ein Hindernissignal an die Steuerungseinheit ausgeben, wenn sich im Bewegungsbereich des Türflügels ein Hindernis befindet. Mittels solcher Sensoren kann verhindert werden, dass bspw. Personen die sich im Bewegungsbereich des Türflügels befinden durch eine automatisch schließende Tür verletzt werden.
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Gemäß eines weiteren Aspekts wird die obige Aufgabe durch eine Sicherheitstür gelöst. Eine solche Sicherheitstür umfasst einen Türflügel, der gegenüber einem Türrahmen zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung bewegbar ist und einen elektrischen Türantrieb der eingangs genannten Art, wobei der Türantrieb über ein Kopplungselement mit dem Türflügel gekoppelt ist, um eine automatische Bewegung des Türflügels zu ermöglichen. Die Vorteile, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen elektrischen Türantrieb erläutert wurden, gelten hier sinngemäß.
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Vorzugsweise ist die zumindest eine Notöffnungseingabevorrichtung in oder an der Sicherheitstür vorgesehen ist. Hierdurch kann die Notöffnung im Bereich der relevanten Sicherheitstür eingeleitet werden, sodass schwache Personen bzw. Personen mit körperlichen Beeinträchtigungen einen Nottaster im Bereich der Sicherheitstür vorfinden.
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Bevorzugt ist die Sicherheitstür eine Anschlagssicherheitstür und vorzugsweise eine Brandschutztür. Anschlagssicherheitstüren können relativ einfach mittels eines elektrischen Türantriebs geöffnet und geschlossen sowie mittels eines mechanischen Energiespeichers geschlossen gehalten werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Sicherheitstür in mehreren Betriebsmodi, wobei die mehreren Betriebsmodi aus den folgenden Betriebsmodi bestehen:
- - Normalbetrieb, wenn die Stromversorgung aus dem Stromnetz vorhanden ist und wenn keine Störsignale von der Störfallmeldeeinrichtung empfangen werden;
- - im Alarmbetrieb, wenn Störsignale von der Störfallmeldeeinrichtung empfangen werden;
- - im Netzausfallbetrieb, wenn die Stromversorgung aus dem Stromnetz nicht vorhanden ist; und
- - im Türschließerbetrieb, wenn die Sicherheitstür im Netzausfallbetrieb betrieben wird und wenn ein Mindestladezustand der redundanten Energieversorgung nicht mehr gewährleistet ist;
wobei
- - im Normalbetrieb bei Erkennen von Türöffnungssignalen, bspw. von einem Bewegungsmelder, Steuersignale von der Steuerungseinheit an die elektrische Antriebseinheit ausgegeben werden, um die Sicherheitstür zu öffnen und/oder zu schließen,
- - im Alarmbetrieb bei Erkennen einer geöffneten Sicherheitstür Steuersignale von der Steuerungseinheit ausgegeben werden, um die Sicherheitstür zumindest einmalig mittels der Antriebseinheit und/oder dem mechanischen Energiespeicher zu schließen,
- - im Netzausfallbetrieb die Steuerungseinheit die redundante Energieversorgung hinzuschaltet, um die Funktion des Stromnetzes zu übernehmen und den elektrischen Türantrieb mit Strom zu versorgen; und
im Türschließerbetrieb die Steuerungseinheit automatisch ein Schließen des geöffneten Türflügels mittels des mechanischen Energiespeichers bewirkt.
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Gemäß einem solchen Verfahren kann die Sicherheitstür in zumindest drei Betriebsmodi derart betrieben werden, dass schwache Personen bzw. Personen mit körperlichen Beeinträchtigungen die Tür trotz sicherer Schließung der Sicherheitstür im Falle eines Alarms oder bei einem Netzausfall als Fluchttür benützen können.
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Die Vorteile die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen elektrischen Türantrieb bzw. der Sicherheitstür erläutert wurden, gelten hier sinngemäß.
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Vorteilhafterweise wird im Netzausfallbetrieb ein Öffnen und Schließen der Sicherheitstür wie im Normalbetrieb oder im Alarmbetreib oder zunächst wie im Normalbetrieb und nach vorgegebener Zeit im Alarmbetrieb durchgeführt wird.
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Weiterbildungen der Erfindung sind auch in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen angegeben.
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Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
- 1 ist eine vereinfachte Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Sicherheitstür.
- 2 ist eine vereinfachte Prinzipdarstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Sicherheitstür.
- 3 ist eine vereinfachte Prinzipdarstellung einer dritten erfindungsgemäßen Sicherheitstür.
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1 zeigt eine Brandschutztür 11, die einen beweglichen Türflügel 13 umfasst. Der Türflügel 13 ist gegenüber einem Blendrahmen, einer Führung oder dergleichen drehbar. Die Brandschutztür 11 könnte auch mehrere Türflügel 13 umfassen, beispielsweise zwei in gegensätzlicher Weise verdrehbare Türflügel 13. An dem Türflügel 13 ist ein Betätigungselement 15 vorgesehen. Das Betätigungselement 15 kann in Form eines Griffs oder eines Türdrückers vorgesehen sein, mittels welchem ein Benutzer den Türflügel 13 manuell öffnen kann.
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Grundsätzlich kann die Brandschutztür 11 auch für einen vollständig automatischen Betrieb ausgelegt sein, zum Beispiel unter Verwendung von Türöffnersignalen die von Näherungssensoren (nicht gezeigt) geliefert werden, und dementsprechend ohne Betätigungselement ausgeführt sein.
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Zum automatischen Öffnen und Schließen der Brandschutztür 11 ist ein Türantrieb 17 vorgesehen, welcher eine elektrische Antriebseinheit 19, hier in Form eines Elektromotors, umfasst. Die elektrische Antriebseinheit 19 ist über ein nicht im einzelnen dargestelltes Kopplungselement mit dem Türflügel 13 gekoppelt, so dass dieser elektrisch antreibbar ist. Die elektrische Antriebseinheit 19 könnte auch lediglich für einen Servo-Betrieb ausgelegt sein, bei welchem kein eigenständiges Öffnen des Türflügels 13 mittels der elektrischen Antriebseinheit 19 möglich ist, sondern lediglich ein manuelles Öffnen des Türflügels 13 unterstützt wird.
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Der Türantrieb 17 umfasst ferner einen mechanischen Energiespeicher 21, welcher ebenfalls mit dem Türflügel 13 gekoppelt ist. Der mechanische Energiespeicher 21 kann in grundsätzlich bekannter Weise als einfache Federanordnung ausgeführt sein. Wenn der Türflügel 13 geöffnet wird, wird die Federanordnung gespannt, das heißt, es wird potentielle Energie in dem mechanischen Energiespeicher 21 gespeichert. Mittels der Federanordnung kann der Türflügel 13 nach einmaligem Öffnen auch in der Offenlage gehalten werden. Eine Schließbewegung des Türflügels 13 wird unter Abgabe von Energie des mechanischen Energiespeichers 21 bewirkt. Bei einem Ausfall der Energieversorgung vom Stromnetz 41 schließt die Federanordnung eine offene Brandschutztür 11.
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Zur Ausgabe entsprechender Steuersignale an die elektrische Antriebseinheit 19 ist eine elektronische Steuerungseinheit 23 vorgesehen, die einen Mikrocontroller 25 (µC), eine Motoransteuerung 27 sowie ein Motorrelais 29 umfasst. Das stromlos offene Motorrelais 29 ist in einem Versorgungsstromkreis 31 angeordnet, welcher die elektrische Antriebseinheit 19 mit der Motoransteuerung 27 verbindet.
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Die elektrische Steuerungseinheit 23 ist im Beispiel der 1 einkanalig (nur ein µC) ausgebildet, kann aber auch zweikanalig (zwei µC siehe 2 und 3) ausgebildet sein. In beiden Fällen erfüllt die Steuerungseinheit 23, 23' die Anforderungen hinsichtlich funktionaler Sicherheit der geltenden Richtlinien bzgl. eines Brandalarms.
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Die Motoransteuerung 27 sowie das Motorrelais 29 sind ferner mit dem Mikrokontroller 25 verbunden. Um das Motorrelais 29 mit dem Mikrokontroller 25 zu verbinden, ist ein Steuerstrompfad 33 vorgesehen. Ferner ist auch eine Störfallmeldeeinrichtung in Form eines Brandmelders 35 vorgesehen. In Abwesenheit eines Störfalls ist das Motorrelais 29 geschlossen.
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Hierbei ist anzumerken, dass die Motoransteuerung 27 und die Antriebseinheit 19 sowohl einkanalig (siehe Figuren) oder zweikanalig ausgebildet (nicht gezeigt), d.h. zwei Motoransteuerungen 27, zwei Motorrelais 29, zwei Motoren 19, sein können. Weiterhin ist der Mikrocontroller 25 der Steuerungseinheit 23 über eine Steuerleitung 39 mit der Motoransteuerung 27 verbunden und dazu ausgebildet, Öffnungsbewegungen und anschließende Schließbewegungen des Türflügels 13 durch die elektrische Antriebseinheit 19 herbeizuführen, während das Motorrelais 29 geschlossen ist. Die Öffnungsbewegungen und Schließbewegungen können z.B. anhand eines Bewegungssensors (nicht gezeigt) in bekannter Weise ausgelöst werden, der Türöffnungssignale an die Steuerungseinheit 23 übermittelt.
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Sobald der Brandmelder 35 einen Brand erkennt, wird das Motorrelais 29 bzw. ein darin befindlicher Arbeitskontakt (nicht gezeigt) mittels des Mikrokontrollers 25 über den Steuerstrompfad 33 geöffnet. Hierzu übermittelt der Brandmelder 35 ein Störsignal an die Steuerungseinheit 23. Die Steuerungseinheit 23 ist dazu ausgebildet, bei Erhalt eines solchen Störsignals ein elektrisches Antreiben des Türflügels 13 zu unterbinden. Die Motoransteuerung 27 ist dann von der elektrischen Antriebseinheit 19 getrennt. Dementsprechend unterbleibt jegliches elektrisches Antreiben des Türflügels 13. Falls der Türflügel 13 noch nicht geschlossen ist, sorgt die Steuerungseinheit 23 für zumindest ein einmaliges Schließen des Türflügels. Hierzu kann entweder der elektrische Antrieb 19 oder der mechanische Energiespeicher 21 verwendet werden, um den Türflügel 13 in die Schließstellung zu bewegen. Brandmelder 35 bzw. Rauchmelder, die hierzu eingesetzt werden können, sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt.
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Wenn eine Person im Brandfall die Brandschutztür 11 passieren will, muss sie den Türflügel 13 gegen die Kraft des mechanischen Energiespeichers 21 öffnen. Insbesondere schwache Personen oder Menschen mit körperlichen Beeinträchtigungen können diese Kraft unter Umständen nicht aufbringen. Um diese Personen nicht an einem Verlassen des bspw. brennenden Gebäudes zu hindern, ist ein Notöffnungseingabevorrichtung in Form eines Nottasters 37 im Bereich der Sicherheitstür 11 angeordnet.
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Bei Betätigung des Nottasters 37 wird ein Notöffnungssignal an den Mikrokontroller 25 übermittelt. Hierzu analysiert der Mikrokontroller 25 die ansteigende Flanke des eingehenden Notöffnungsignals des Nottasters 37. Die Steuerungseinheit 23 wertet die steigende Flanke des Störsignals aus, sodass eine Daueransteuerung des Mikrokontrollers 25, z.B. durch eine Verklemmen des Nottasters 37 verursacht, nicht zu einer Daueröffnung der Tür führen kann.
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Die Steuerungseinheit 23 ist dazu ausgebildet, bei Erhalt eines solchen Notöffnungssignals zumindest einmalig ein unterbundenes elektrisches Antreiben des Türflügels 13 zu erlauben. Die Steuerungseinheit 23 ist dadurch mittels des Mikrokontrollers 25 in der Lage, eine durch den Brandmelder 35 ausgelöste Trennung der elektrischen Antriebseinheit 19 von der Motoransteuerung 27 vorübergehend zu überbrücken. Hierdurch wird die Brandschutztür 11 zumindest unterstützend geöffnet und danach ein erneutes Schließen des Türflügels 13 veranlasst.
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Ferner können nicht gezeigte Rettungswegsicherungs-Sensoren an die Steuerungseinheit 23 gekoppelt sein, die die Funktion der Notöffnungseingabevorrichtung bereitstellen. Wenn also eine Person im Brandfall den Nottaster 37 berührt bzw. betätigt oder wenn ein Rettungswegsicherungs-Sensor das Herannahen einer flüchtenden Person meldet, wird der Mikrokontroller 25 derart angesteuert, dass das Motorrelais 29 geschlossen wird, und ein Signal des Brandmelders 35 kurzfristig außer Kraft gesetzt.
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Kurzfristig bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Sicherheitstür für einen vorgegebenen Zeitraum von z.B. 5 bis 120 Sekunden, vorzugsweise von 10 bis 60 Sekunden geöffnet wird, um flüchtenden Personen die Möglichkeit zu geben, das Gebäude zu verlassen. Nach Ablauf des vorgegebenen Zeitraums öffnet sich das Motorrelais 29.
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In diesem Zusammenhang ist zu beachten, dass bei einer Notöffnung die Steuerungseinheit 23 dazu ausgebildet sein kann, wie im Normalbetrieb, während des vorgegebenen Zeitraums vollen Zugriff auf die elektrische Antriebseinheit 19 zu haben.
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Der Sicherheitszustand der Brandschutztür 11, in welchem die Motoransteuerung 27 von der elektrischen Antriebseinheit 19 getrennt und der Türflügel 13 ausschließlich durch den mechanischen Energiespeicher 21 beaufschlagt ist, ist dann wieder hergestellt. Eine erneute Überbrückung kann aber durch eine weitere Flanke am Signaleingang des Mikrokontrollers 25 jederzeit wieder ausgelöst werden.
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Grundsätzlich könnte der Mikrokontroller 25 auch dazu ausgebildet sein, die durch den Brandmelder 35 ausgelöste Trennung der Antriebseinheit 19 von der Steuerungseinheit 23 für einen vorgegebenen Zeitraum zu überbrücken.
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Aufgrund des Nottasters 37 bzw. eines oder auch mehrerer Rettungswegsicherungs-Sensoren ist sichergestellt, dass die Steuerungseinheit 23 nach einem ausgelösten Brandalarm noch einen eingeschränkten Zugriff auf die elektrische Antriebseinheit 19 hat, so dass flüchtende Personen durch den elektrischen Türantrieb 17 beim Verlassen eines Gebäudes im Notfall unterstützt werden können.
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Sollte im Brandfall oder bei Vorliegen eines anderen Störfalls die Stromversorgung vom Stromnetz 41 ausfallen und eine Person die Brandschutztür 11 passieren wollen, muss sie den Türflügel 13 gegen die Kraft des mechanischen Energiespeichers 21 manuell öffnen, da die Feder dazu ausgebildet ist, bei Ausfall jeglicher Energieversorgung die Brandschutztür 11 zu schließen. Wie bereits erwähnt, können insbesondere schwache Menschen oder Menschen mit körperlichen Beeinträchtigungen die zum Öffnen der Tür benötigte Kraft unter Umständen nicht aufbringen.
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Um den barrierefreien Betrieb der Brandschutztür 11 jedoch auch bei einem Stromausfall bzw. einer Stromabschaltung im Falle eines Brandes weiterhin zu gewährleisten, ist eine zusätzliche redundante Energieversorgung 43 vorgesehen. Die redundante Energieversorgung 43 ist im vorliegenden Beispiel ein Akkumulator. Der Akkumulator 43 versorgt bei einem Stromausfall den Türantrieb 17 mit elektrischer Energie, sodass die Brandschutztür 11 auch bei einem Stromausfall z.B. über den Notfalltaster 37 geöffnet werden kann. Diese Umschaltung der elektrischen Stromversorgung vom Stromnetz 41 zum Akkumulator 43 und zurück erfolgt automatisch mittels der Steuerungseinheit 23, 23'. Mittels des Akkumulators 43 kann zumindest für einen gewissen Zeitraum ein barrierefreier Durchtritt durch die Tür 11 gewährleistet werden.
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Vorteilhafterweise wird ein Ladezustand des Akkumulators 43 mittels einer Lade- und Überwachungseinrichtung 45 im normalen Netzbetrieb überwacht und bei Feststellen eines Unterschreitens eines Ladezustands des Akkumulators 43 oder bei einer Feststellung, dass der Akkumulator 43 nicht mehr vorschriftsmäßig arbeitet, mittels des Mikrokontrollers 25 angezeigt, dass der Akkumulator 43 gewartet werden muss. Zudem kann das Motorrelais 29 geöffnet werden, sodass der Türflügel 13 aus Sicherheitsgründen durch den mechanischen Energiespeicher 21 geschlossen wird.
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Der Akkumulator 43 weist eine vordefinierte Kapazität auf, in Abhängigkeit welcher eine Standzeit des Akkumulators 43, d.h. eine vordefinierte Zeitspanne in der die redundante Energieversorgung möglich ist, ermittelt werden kann. Die Steuerungseinheit 23 überwacht bei Netzausfall den Ladezustand bzw. die Kapazität des Akkumulators 43.
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Vorzugsweise ist die Kapazität des Akkumulators 43 derart gewählt, dass eine Standzeit von mindestens 30 Minuten bis hin zu 180 Minuten gewährleistet wird, sodass die Brandschutztür als T30, T60, T90, T120 und T180 Tür verwendet, und in diesem Zeitraum auch barrierefrei passiert werden kann. Ist der Akkumulator 43 entladen, schaltet die Steuerung in einen Türschließerbetrieb (siehe unten).
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2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Im Vergleich zu der Ausführungsform der 1 umfasst die Steuerungseinheit 23' der 2 zusätzlich einen zweiten Mikrokontroller 47 und ein logisches UND 49 in der Form eines UND-Gatters. Der zweite Mikrokontroller 47 bildet zusammen mit dem logischen UND 49 eine redundante Überwachungsmöglichkeit. Die redundante Überwachungsmöglichkeit bietet dem System eine Überprüfungsmöglichkeit, mittels derer ausgewertet werden kann, ob ein Störsignal bspw. vom Brandmelder 35 tatsächlich abgegeben worden ist oder nicht. Sollte der zweite Mikrokontroller 47 zu dem gleichen Ergebnis kommen wie der erste Mikrokontroller 25, werden die Signale vom ersten und zweiten Mikrokontroller 25, 47 an das logische UND 49 weitergeleitet und nur bei Erkennung eines Störfalls durch beide Mikrokontroller 25, 47 wird das Motorrelais 29 automatisch geöffnet.
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3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Im Vergleich zu der Ausführungsform der 2 umfasst die Steuerungseinheit 23" kein logisches UND, sondern die beiden Mikrokontroller 25, 47 sind jeweils direkt mit der Motoransteuerung 27 verbunden, um diese jeweils bei Empfang eines Störsignals zum Schließen der Brandschutztür 11 redundant anzusteuern.
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Anstelle der Verbindung zwischen den beiden Mikrokontrollern 25, 47 und der Motoransteuerung 27, könnte das logische UND 49 der Ausführungsform gemäß 2 auch als logisches ODER ausgebildet sein.
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Mittels der Ausführungsform gemäß 3 oder mittels eines logischen ODERs, kann auch bei Ausfall eines der Mikrokontroller 25, 47 sichergestellt werden, dass die Motoransteuerung 27 oder das Motorrelais 29 ein Schließen der Tür bei einem Störsignal von bspw. einem Brandmelder 35 auch tatsächlich herbeiführt.
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Eine weitere Möglichkeit eine redundantes Schließen der Brandschutztür 11 auf Grundlage der zwei Mikrokontroller 25, 47 zu bewerkstelligen, liegt darin für jeden Mikrokontroller 25, 47 einen jeweiligen Motor, Motoransteuerung und Motorrelais vorzusehen, anstelle einer Verbindung beider Mikrokontroller 25, 47 zu der einen Motoransteuerung 27.
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In den in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsformen können zusätzliche Sensoren vorhanden sein (nicht gezeigt), die das Öffnen und/oder Schließen des Türflügels 13 überwachen und ein Hindernissignal, ähnlich wie eine Lichtschranke in einem Aufzug, an die Steuerungseinheit 23, 23', 23" ausgeben, wenn sich im Bewegungsbereich des Türflügels 13 ein Hindernis befindet.
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Die Brandschutztür 11 wird mittels eines Verfahrens zum Betreiben der Sicherheitstür 11 in mehreren Betriebsmodi betrieben. Diese sind:
- - ein Normalbetrieb, wenn die Stromversorgung aus dem Stromnetz 41 vorhanden ist und wenn keine Störsignale von der Störfallmeldeeinrichtung 35 empfangen werden,;
- - ein Alarmbetrieb, wenn Störsignale von der Störfallmeldeeinrichtung 35 empfangen werden;
- - ein Netzausfallbetrieb, wenn die Stromversorgung aus dem Stromnetz 41 nicht vorhanden ist; und
- - ein Türschließerbetrieb, wenn die Sicherheitstür 11 im Netzausfallbetrieb betrieben und wenn ein Mindestladezustand der redundanten Energieversorgung 43 nicht mehr gewährleistet wird.
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Im Normalbetrieb werden bei Erkennen von Türöffnungssignalen, bspw. von einem Bewegungsmelder, Steuersignale von der Steuerungseinheit 23, 23', 23" an die elektrische Antriebseinheit 19 ausgegeben, um die Sicherheitstür 11 zu öffnen und/oder zu schließen.
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Im Alarmbetrieb werden bei Erkennen einer geöffneten Sicherheitstür 11 Steuersignale von der Steuerungseinheit 23, 23', 23" ausgegeben, um die Sicherheitstür 11 zumindest einmalig mittels der Antriebseinheit 19 und/oder dem mechanischen Energiespeicher 21 zu schließen.
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Im Netzausfallbetrieb schaltet die Steuerungseinheit 23, 23', 23" die redundante Energieversorgung 43 hinzu, um die Funktion des Stromnetzes 41 zu übernehmen und den elektrischen Türantrieb 17 mit Strom zu versorgen. Im Netzausfallbetrieb kann ein Öffnen und Schließen der Sicherheitstür wie im Normalbetrieb oder im Alarmbetreib oder zunächst wie im Normalbetrieb und nach vorgegebener Zeit im Alarmbetrieb durchgeführt werden.
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Im Türschließerbetrieb bewirkt die Steuerungseinheit 23, 23', 23" automatisch ein Schließen des geöffneten Türflügels 13 mittels des mechanischen Energiespeichers 21.
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Somit arbeitet der Türantrieb 17 im Normalbetrieb wie jeder bekannte Türantrieb. Eine Stromversorgung aus dem Stromnetz 41 ist vorhanden. Die Brandschutztür 11 öffnet sich automatisch nach Ansteuerung durch die bekannten Sensoren, wie z.B. Bewegungsmelder, die aus einem Radar, Infrarotsensor, Taster oder Ähnlichem gebildet werden können. Die Brandschutztür 11 kann auch durch eine Ansteuerung durch das Notöffnungssignal des Nottasters 37 geöffnet werden. Im Normalbetrieb kann sowohl das Öffnen als auch das Schließen der Tür durch Sensoren (nicht gezeigt) abgesichert werden.
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Im Alarmfall schaltet der Brandmelder 35 die sichere Steuerung 23, 23', 23" in den Alarmbetrieb. Die Steuerungseinheit 23, 23', 23" veranlasst ein Schließen der Brandschutztür 11 mittels der Motoransteuerung 27 und der Antriebseinheit 19 bzw. über den mechanischen Energiespeicher 21. Im Alarmbetrieb wertet die Steuerungseinheit 23, 23', 23" die normalen Ansteuerungssensoren, wie z.B. Bewegungsmelder, die aus einem Radar, Infrarotsensor, Taster oder Ähnlichem bestehen können, nicht mehr aus. Über das Notöffnungssignal können schwache Personen oder Personen mit körperlichen Beeinträchtigungen die Brandschutztür 11 automatisch öffnen und passieren. Die Brandschutztür 11 öffnet nach jeder Ansteuerung (Flanke) und schließt nach einstellbarer Zeit wieder automatisch. Die Schließkraft des Motors (Antriebseinheit 19) entspricht dabei der in den Richtlinien geforderten Mindestschließkraft (EN-Geräte).
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Im Netzausfallbetrieb kann die Brandschutztür 11 wie im Normalbetrieb betrieben werden. Hierzu wird dann lediglich die redundante Energieversorgung hinzugeschaltet, sodass der Akkumulator 43 die Funktion des Stromnetzes 41 übernimmt und den Türantrieb 17 mit Strom versorgt.
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Der Netzausfallbetrieb kann auch parametrisierbar sein, indem wahlweise zu dem Normalbetrieb in den Alarmbetrieb umgeschaltet wird oder zunächst in den Normalbetrieb und nach einer einstellbaren Zeit die Brandschutztür 11 aus dem Normalbetriebsmodus, in dem der Akkumulator 43 den Türantrieb 17 mit Strom versorgt, in den Alarmbetrieb (siehe oben) umgeschaltet wird.
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Das Öffnen der Brandschutztür 11 und auch das Schließen der Brandschutztür 11 kann im Netzausfallbetrieb und im Alarmbetrieb ebenfalls sensorisch überwacht sein. Zur Überwachung des Schließens werden geeignete Sensoren (nicht gezeigt) eingesetzt. Diese sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass Rauch das Schließen nicht verhindern kann, also nicht zu einem Ansprechen der Sensoren führt.
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Im Alarmbetrieb könnte die Steuerungseinheit 23, 23', 23" auch dazu ausgebildet sein, eine maximale Anzahl an Öffnungsbewegungen zu gestatten, bspw. 5 bis 10 solcher Öffnungsbewegungen. Dies verhindert z.B. bei einem Defekt des Nottasters 37, dass zu viele ungewünschte Öffnungsbewegungen die Funktion der Notöffnungsvorrichtung 37, beeinträchtigen, bspw. den Akkumulator 43 frühzeitig entladen.
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Im Alarmbetrieb überwacht die Steuerungseinheit mittels der Lade- und Überwachungseinrichtung 45 bei einem Netzausfall den Ladezustand des Akkumulators 43. Bei Erkennen, dass der Akkumulator 43 fast vollständig entladen ist, schaltet die Steuerung in den Türschließerbetrieb und öffnet das Motorrelais 29. Dabei wird ggf. die Feststellung einer Feder des mechanischen Energiespeichers 21 mittels eines Ventils oder einer Bremse (beides nicht gezeigt) gelöst, sodass die Feder bzw. der mechanische Energiespeicher 21 auf die Tür wirkt und die offene Tür sicher schließt. Das automatische Öffnen ist in diesem Betriebsmodus nicht mehr möglich, die Brandschutztür 11 ist nicht mehr barrierefrei, schließt aber nach jeder manuellen Öffnung zuverlässig.
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Der Nottaster 37 wird für eine Notöffnung verwendet. Hierzu wird ein spezielles Signal, über das schwache Personen und Personen mit körperlichen Beeinträchtigungen die Tür automatisch öffnen können, an die Steuerungseinheit 23, 23', 23" übermittelt, solange Energie aus dem Stromnetz 41 oder Akkumulator 43 vorhanden ist. Der Nottaster 3 kann auch als Fluchtwegtaste, Nockenschalter im Türdrücker 15, Funksender usw. ausgebildet sein.
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Der erste und der zweite Mikrokontroller 25, 47 können jeweils Testeingänge aufweisen, mittels derer eine Funktionsprüfung der Steuerungseinheit 23, 23', 23" mittels Testsignalen durchgeführt werden kann.
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Ferner kann die Steuerungseinheit 23, 23', 23" auch einen Speicher aufweisen, in dem die verschiedenen Betriebsmodi hinterlegt sind. Der Speicher kann auch dazu ausgebildet sein, Betriebsdaten der Sicherheitstür 11 bzw. des Akkumulators 43 abzuspeichern. Diese umfassen Zeitpunkte, bei denen die Sicherheitstür geöffnet bzw. geschlossen wurde, die Dauer einer Öffnungsbewegung bzw. einer Schließbewegung, bei Vorliegen eines Störkriteriums, die Dauer und den Zeitpunkt des Störkriteriums oder den zeitlichen Verlauf der Kapazität des Akkumulators 43, der ein Indiz für den Zustand des Akkumulators 43 sein kann.
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Die in dem Speicher hinterlegten Daten und/oder Programme können mittels einer Schnittstelle (nicht gezeigt) der Steuerungseinheit 23, 23', 23" ausgegeben und in einer weiteren Einrichtung ausgewertet werden (nicht gezeigt). Die hinterlegten Programme bzw. eine mit der Steuerungseinheit 23, 23', 23" verknüpfte Firmware können mittels einer Aktualisierung, die durch die Schnittstelle eingeleitet wird, auf den neuesten Stand gebracht werden. Eine solche Schnittstelle kann z.B. eine Ethernet-Schnittstelle, eine USB-Schnittstelle, eine Bluetooth-Schnittstelle, eine WLAN-Schnittstelle usw. sein.
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Bezugszeichenliste
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- 11
- Brandschutztür
- 13
- Türflügel
- 15
- Betätigungselement
- 17
- Türantrieb
- 19
- Antriebseinheit
- 21
- Energiespeicher
- 23
- Steuerungseinheit
- 23'
- Steuerungseinheit
- 23"
- Steuerungseinheit
- 25
- Mikrokontroller
- 27
- Motoransteuerung
- 29
- Motorrelais
- 31
- Versorgungsstromkreis
- 33
- Steuerstrompfad
- 35
- Brandmelder
- 37
- Nottaster
- 39
- Steuerleitung
- 41
- Netz
- 43
- Akkumulator
- 45
- Lade- und Überwachungseinrichtung
- 47
- Mikrokontroller
- 49
- logisches UND
