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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für Türflügel, insbesondere einen Türschließer, sowie eine Türanordnung mit einem beweglich gelagerten Türflügel und einer solchen Antriebsvorrichtung.
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Aus dem Stand der Technik in der Druckschrift
DE 10 2010 030 914 B4 ist eine Türschließvorrichtung bekannt, die ein Gehäuse und eine in dem Gehäuse angeordnete Schließfeder aufweist. Die Vorspannung der Schließfeder kann durch einen mittels einer Einstellspindel verstellbaren Federteller manuell verändert werden, um die Schließkraft der Türschließvorrichtung anzupassen. Eine solche Einstellung wird insbesondere bei der Montage der Türschließvorrichtung einmalig vorgenommen. Dabei wird die Schließkraft so eingestellt, dass die jeweilige Tür sicher schließt und gleichzeitig ein Öffnen der Tür komfortabel beziehungsweise mit nur geringem Kraftaufwand möglich ist.
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Es kann jedoch vorkommen, dass bedingt durch temporär auftretende Zugluft die voreingestellte Schließkraft für ein sicheres Schließen der Tür nicht ausreicht oder aber für das Öffnen der jeweiligen Tür sehr hohe Kräfte aufgebracht werden müssen. Die manuelle Veränderung der Schließkraft der Schließfeder ist jedoch mit einem verhältnismäßig großen Aufwand verbunden und insbesondere im Hinblick auf meist nur kurzfristig anhaltende Zugluftsituationen kaum praktikabel.
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Vor diesem Hintergrund hat der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde gelegen, eine Antriebsvorrichtung für Türflügel anzugeben, die bei erhöhter Betriebssicherheit einen verbesserten Bedienerkomfort gewährleistet. Ebenso bestand die Aufgabe darin, eine entsprechende Türanordnung anzugeben.
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In Bezug auf die Antriebsvorrichtung ist diese Aufgabe mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst worden. Eine erfindungsgemäße Türanordnung ist Gegenstand des Anspruchs 24.
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Eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung für Türflügel ist bevorzugt als Türschließer ausgebildet, besonders bevorzugt als Vorrichtung zum selbsttätigen Schließen eines Türflügels. Eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung weist ein Gehäuse und einen im Gehäuse verschiebbar angeordneten Schließkolben auf, der mit einem Türflügel koppelbar ist. Eine solche Kopplung zwischen dem Schließkolben und einem Türflügel kann beispielsweise über ein Getriebe realisiert werden, welches beispielsweise ein Zahnstangengetriebe aufweisen kann.
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Eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung weist ferner eine in dem Gehäuse angeordnete und eine Schließfeder aufweisende Federanordnung zur Bereitstellung einer auf den Schließkolben wirkenden Schließkraft auf. Dementsprechend kann die Federanordnung dazu ausgebildet sein, den Schließkolben unmittelbar oder mittelbar zu beaufschlagen und hierdurch eine Schließkraft zu erzeugen.
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Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die Federanordnung eine Hilfsfeder zur adaptiven Schließkraftanpassung aufweist, die im Gehäuse relativ zum Schließkolben auf der Seite der Schließfeder angeordnet und die zwischen einem wirksamen und einem unwirksamen Zustand umschaltbar ist, wobei das Umschalten durch Verstellen eines Anschlags für ein von der Hilfsfeder beaufschlagtes Druckelement erfolgt. Mit anderen Worten ist die Federkraft der Hilfsfeder wahlweise zuschaltbar.
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Durch die Anordnung einer Hilfsfeder zur adaptiven Schließkraftanpassung besteht die Möglichkeit, die Schließkraft in Abhängigkeit jeweils vorherrschender Betriebsbedingungen anzupassen. Hierzu kann die Hilfsfeder beispielsweise selektiv wirksam sein, also nur unter vorbestimmten Voraussetzungen eine Beeinflussung der Schließkraft bewirken. In anderen vorbestimmten Betriebssituationen kann die Hilfsfeder demnach unwirksam und somit ohne Einfluss auf die Schließkraft der Federanordnung sein. Dies gewährleistet ein hohes Maß an Funktionalität der Antriebsvorrichtung.
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Ferner wird durch die Hilfsfeder gewährleistet, dass eine Schließkraftanpassung insbesondere unabhängig von der jeweils eingestellten Vorspannung der Schließfeder vorgenommen werden kann, so dass eine etwaige Schließkraftanpassung einen nur geringen Handhabungsaufwand erfordert. Insbesondere kann dies ohne manuelle Veränderung einer Federvorspannung mittels einer Einstellspindel erfolgen.
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Eine adaptive Schließkraftanpassung mit Hilfe einer Hilfsfeder kann beispielsweise in Abhängigkeit jeweils vorherrschender Zugluft vorgenommen werden. Ebenso ist es grundsätzlich möglich, dass die Schließkraftanpassung zeitabhängig und/oder in Abhängigkeit der aktuellen Stellung des Schließkolbens beziehungsweise eines mit dem Schließkolben gekoppelten Türflügels erfolgt.
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Eine insgesamt platzsparende beziehungsweise kompakte Bauform der Antriebsvorrichtung kann dadurch sichergestellt werden, dass die Hilfsfeder im Gehäuse relativ zum Schließkolben auf der Seite der Schließfeder angeordnet ist.
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Schließlich kann die Verstellbarkeit des Anschlags mit geringem konstruktivem Aufwand bewerkstelligt werden. Zudem kann der jeweilige Anschlag in einem unbelasteten Zustand verstellt werden, also ohne durch Vorspannkräfte der jeweiligen Feder belastet zu sein, wie nachfolgend noch näher erläutert wird. Die Verstellung des Anschlags kann demzufolge mit nur geringem Kraftaufwand erfolgen, sodass hierzu entsprechend kostengünstige Komponenten eingesetzt werden können oder ein nur geringer manueller Kraftaufwand erforderlich ist.
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Es kann von Vorteil sein, wenn die Hilfsfeder selbsttätig, automatisiert und/oder durch manuelle Einstellung zwischen dem wirksamen und dem unwirksamen Zustand umschaltbar ist.
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Eine selbsttätige Umschaltung zwischen dem wirksamen und dem unwirksamen Zustand kann beispielsweise durch die Stellung des jeweiligen Türflügels und/oder zeitabhängig erfolgen. In diesem Fall kann die Umschaltung zwischen dem wirksamen und dem unwirksamen Zustand ohne Veränderung der Position des Anschlags erfolgen. Eine automatisierte Umschaltung kann beispielsweise durch eine Regelung veranlasst werden, insbesondere durch eine rechnergestützte Regelung, die insbesondere Sensordaten nutzt. Dies gewährleistet ein hohes Maß an Bedienkomfort der Antriebsvorrichtung beziehungsweise des jeweils mit der Antriebsvorrichtung angetriebenen Türflügels. Ferner kann grundsätzlich eine manuelle Einstellbarkeit mit geringem apparativem Aufwand gewährleistet werden, was mit nur geringen Kosten verbunden ist. Eine automatisierte oder manuelle Umschaltung zwischen einem wirksamen und einem unwirksamen Zustand kann dabei insbesondere durch Verstellung des Anschlags erfolgen.
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In vorteilhafter Weise kann der Anschlag manuell, automatisiert und/oder durch eine elektrisch betriebene, insbesondere elektromotorisch und/oder elektromagnetisch betriebene, Vorrichtung verstellbar sein. Eine manuelle beziehungsweise händische Verstellbarkeit kann konstruktiv einfach realisiert werden, wobei die Verstellbarkeit durch eine elektromotorisch und/oder elektromagnetisch betriebene Vorrichtung einen hohen Bedienkomfort sicherstellt.
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Eine besonders hohe Betriebssicherheit kann dadurch erreicht werden, dass der Anschlag als verstellbare Schraube ausgebildet ist. Das freie Ende der Schraube kann hierbei als Anschlagsfläche dienen, wobei der Gewindeabschnitt das Einschrauben der Schraube in einen Gewindeabschnitt zur stufenlosen Einstellbarkeit der Position der Anschlagfläche gestattet. Das Hinein- und Herausschrauben der Schraube kann beispielsweise händisch oder auch durch einen gesondert angeordneten Elektromotor erfolgen. Da die Schraube lediglich eine Anschlagfläche bildet, steht diese nicht dauerhaft unter Last und kann daher mit nur geringem Kraftaufwand durch Hinein- und Herausschrauben in der Position verstellt werden.
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Ferner ist es möglich, dass der Anschlag als schwenkbar gelagertes Rastelement ausgebildet ist. Etwaige Schwenkbewegungen können manuell vorgenommen werden oder mittels einer elektromotorischen oder elektromagnetischen Vorrichtung initiiert werden.
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In bevorzugter Weise ist der Anschlag stufenlos verstellbar, was mit nur geringem Kraftaufwand und damit leicht manuell oder mit kostengünstigen Komponenten realisierbar ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Hilfsfeder zur Erhöhung und/oder Verringerung der Schließkraft eingerichtet sein. Beispielsweise kann die Hilfsfeder dazu eingerichtet sein, die Schließkraft der Federanordnung in dem wirksamen Zustand zu verringern oder zu erhöhen. Die Hilfsfeder kann im wirksamen Zustand je nach Ausgestaltung und/oder Anordnung im Gehäuse der Schließfeder entgegenwirken oder diese unterstützen. Sofern die Hilfsfeder der Schließfeder im wirksamen Zustand entgegenwirkt, kann hierdurch die Schließkraft der Federanordnung reduziert werden, wohingegen bei einer Unterstützung der Schließfeder die Schließkraft der Federanordnung erhöht werden kann. Ein Zuschalten der Hilfsfeder zur Schließkrafterhöhung kann in Zugluftsituationen eine verbesserte Schließsicherheit herbeiführen und ein Zuschalten der Hilfsfeder zur Schließkraftverringerung kann den Bedienkomfort verbessern.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Komprimierungsgrad der Hilfsfeder in dem wirksamen Zustand veränderbar, insbesondere durch Verschiebung des Schließkolbens im Gehäuse. So kann die Hilfsfeder in dem wirksamen Zustand entspannbar und/oder komprimierbar sein. Dementsprechend kann es möglich sein, dass der Komprimierungsgrad der Hilfsfeder in dem unwirksamen Zustand unveränderlich ist und/oder unabhängig ist von der Bewegungsposition des Schließkolbens im Gehäuse. In dem unwirksamen Zustand kann also der Schließkolben im Gehäuse bewegt werden, ohne dass dies Einfluss auf den Komprimierungsgrad der Hilfsfeder hat.
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In weiter bevorzugter Ausgestaltung ist der Schließkolben in dem unwirksamen Zustand der Hilfsfeder entlang eines vorbestimmten Bewegungsspielraums ohne Einfluss auf den Komprimierungsgrad der Hilfsfeder verschiebbar, wobei der vorbestimmte Bewegungsspielraum bevorzugt durch Verstellung des Anschlags veränderbar ist. Hierdurch kann die Hilfsfeder in Abhängigkeit der Stellung des Anschlags entlang eines bestimmten Bewegungsspielraums des Schließkolbens unwirksam bleiben und gegebenenfalls bei darüber hinausgehender Bewegung des Schließkolbens in einen wirksamen Zustand überführt werden.
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Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn die Hilfsfeder unmittelbar oder mittelbar an dem Druckelement abgestützt ist, insbesondere über ein freies Ende der Hilfsfeder, besonders bevorzugt über ein dem Schließkolben abgewandtes und/oder dem Anschlag zugewandtes Ende der Hilfsfeder. Dies gewährleistet, dass durch das Druckelement in geeigneter Weise Einfluss auf die Funktionalität der Hilfsfeder genommen werden kann, da das Abstützen der Hilfsfeder an dem Druckelement maßgeblich ist für den Komprimierungsgrad beziehungsweise die Komprimierbarkeit der Hilfsfeder im Betrieb der Antriebsvorrichtung.
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Weiter bevorzugt kann das Druckelement in Abhängigkeit der Stellung des Anschlags im Gehäuse verschiebbar sein und/oder kann der Anschlag die Verschiebbarkeit des Druckelements zumindest einseitig begrenzen. Hierdurch kann über den Anschlag beziehungsweise dessen Verstellung Einfluss die Beweglichkeit des Druckelements und damit auf die Komprimierbarkeit der Hilfsfeder genommen werden. Ferner kann die Verschiebbarkeit des Druckelements zur adaptiven Schließkraftanpassung der Federanordnung wahlweise fixierbar und/oder freigebbar sein, insbesondere mechanisch fixierbar und/oder freigebbar. Dabei kann das Druckelement in einem wirksamen Zustand der Hilfsfeder fixiert sein. Es besteht demnach die Möglichkeit, eine Verschiebbarkeit des Druckelements wahlweise zuzulassen und auch wahlweise zu unterbinden. Die Position des Druckelements kann auf diese Weise beeinflusst beziehungsweise verändert und wahlweise auch fixiert werden.
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In bevorzugter Weise weist das Druckelement eine Stützfläche zur Abstützung der Hilfsfeder auf, wobei die Stützfläche weiter bevorzugt an einem Stützkragen ausgebildet ist. Der Stützkragen ist insbesondere umlaufend an dem Druckelement ausgebildet, beispielsweise als umlaufender Bund. Eine derartige Ausgestaltung erlaubt eine sichere Kraft- und/oder Bewegungsübertragung zwischen der Hilfsfeder und dem Druckelement.
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Es kann weiterhin von Vorteil sein, wenn das Druckelement eine Anlagefläche zur Anlage an dem Anschlag aufweist. Das Druckelement verläuft bevorzugt zwischen der vorgenannten Stützfläche und der Anlagefläche. Ebenso kann das Druckelement zur Übertragung von Druckkräften zwischen der vorgenannten Stützfläche und der Anlagefläche ausgebildet sein. Das Druckelement kann auf diese Weise sicher durch den Anschlag in seiner Beweglichkeit begrenzt werden und dabei eine Abstützung für die Hilfsfeder gewährleisten.
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Ferner kann das Druckelement im Gehäuse und/oder einer mit dem Gehäuse verbundenen Struktur geführt sein, insbesondere entlang seiner Längserstreckung. Beispielsweise kann das Druckelement in einem insbesondere stirnseitigen Gehäuseverschluss beweglich geführt sein, insbesondere entlang einer Längserstreckung. Hierdurch kann etwa eine konzentrische Anordnung des Druckelements im Gehäuse sichergestellt und damit eine fortwährende Funktionalität gewährleistet werden.
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Weiter bevorzugt ist die Hilfsfeder über ein Zugmittel zur Aufnahme von Zugkräften mit dem Schließkolben gekoppelt. Durch ein solches Zugmittel kann beispielsweise die Hilfsfeder vorgespannt werden, sofern im jeweiligen Anwendungsfall erwünscht.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Zugmittel zumindest in dem wirksamen oder dem unwirksamen Zustand der Hilfsfeder zur Kraft- und/oder Bewegungsübertragung zwischen der Hilfsfeder und dem Schließkolben eingerichtet. Die Bewegung des Schließkolbens und des jeweils gekoppelten Türflügels kann auf diese Weise mit nur geringem Aufwand durch die Hilfsfeder beeinflusst werden. Beispielsweise kann über das Zugmittel gewährleistet werden, dass in einer Ausgangslage des Schließkolbens das Druckelement einen Abstand zum Anschlag beibehält, trotz einer eingestellten Vorspannung der Hilfsfeder. Durch Bewegung des Schließkolbens aus der Ausgangslage heraus in Richtung des Anschlags kann das Druckelement ebenfalls in Richtung des Anschlags bewegt werden, ohne dass dies Einfluss auf den Komprimierungsgrad der Hilfsfeder hat. Hierdurch lässt sich also ein unwirksamer Zustand der Hilfsfeder einstellen. Ebenso gewährleistet ein solches Zugmittel, das auf diese Weise verschobene Druckelement durch eine andersherum orientierte Bewegung des Schließkolbens wieder zurückzustellen, also ebenfalls in ihre Ausgangslage zu bewegen.
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Insbesondere ist das Zugmittel zur Übertragung von Zugkräften und/oder zugkraftbedingten Bewegungen eingerichtet, was mit platzsparenden Komponenten bewerkstelligt werden kann. Bevorzugt ist das Zugmittel zur ausschließlichen Übertragung von Zugkräften und/oder zugkraftbedingten Bewegungen zwischen der Hilfsfeder und dem Schließkolben eingerichtet. Das Zugmittel kann dementsprechend dazu eingerichtet sein, keine Druckkräfte zu übertragen. In vorbestimmten Betriebsbedingungen kann auf diese Weise eine Bewegung des Schließkolbens ohne Einfluss auf die Position beziehungsweise den Komprimierungsgrad der Hilfsfeder sein.
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Das Zugmittel kann beispielsweise als struktursteifes Zugelement, insbesondere als Zugstange, oder als Zugseil, Kette oder Riemen ausgebildet sein. Derartige Zugmittel gewährleisten ein hohes Maß Sicherheit in der Kraft- und/oder Bewegungsübertragung.
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Ferner kann das Zugmittel über eine Mitnehmereinrichtung mit dem Schließkolben gekoppelt und/oder relativ zum Schließkolben beweglich geführt sein, insbesondere entlang eines vordefinierten Bewegungsspielraums, der besonders bevorzugt durch den verstellbaren Anschlag einstellbar ist. Durch eine solche Mitnehmereinrichtung ist in einer Bewegungsorientierung eine formschlüssige Kopplung zwischen dem Schließkolben und dem Zugmittel sichergestellt. Eine andersherum orientierte Relativbewegung zwischen dem Schließkolben und dem Zugmittel ist durch die Mitnehmereinrichtung hingegen freigegeben. Hierdurch kann, je nach Ausgestaltung der Antriebsvorrichtung und vorherrschenden Betriebsbedingungen, eine freie Beweglichkeit des Schließkolbens unabhängig von der Position des Zugmittels und/oder des Druckelements erfolgen. Gleichzeitig kann durch die Mitnehmereinrichtung, je nach Ausgestaltung der Antriebsvorrichtung und vorherrschenden Betriebsbedingungen, die Rückstellung des Zugmittels beziehungsweise des damit verbundenen Druckelements aus einem verschobenen Zustand zurück in eine Ausgangsposition gewährleistet werden. Die Mitnehmereinrichtung kann also eine Relativbewegung zwischen dem Schließkolben und dem Zugmittel bei einer Bewegung des Schließkolbens in Richtung der Schließfeder freigeben und in hierzu entgegengesetzter Richtung begrenzen.
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Die Mitnehmereinrichtung kann in vorteilhafter Weise einen an dem Zugmittel angeordneten Vorsprung aufweisen, der bevorzugt an dem Zugmittel umlaufend ausgebildet sein kann. Bei einem solchen Vorsprung kann es sich beispielsweise um eine Mutter handeln, die auf ein Ende des Zugmittels aufgeschraubt ist. Ebenso kann die Mitnehmereinrichtung einen an dem Schließkolben angeordneten Stützabschnitt für den vorgenannten Vorsprung und/oder eine an dem Schließkolben angeordnete Führung für das Zugmittel aufweisen. Auf diese Weise kann das Zugmittel innerhalb des Schließkolbens sicher geführt werden und über den Vorsprung, der beispielsweise als Mutter ausgebildet ist, in einer vordefinierten Position zum Anschlag an dem Stützabschnitt des Schließkolbens gelangen. Eine über die Anschlagposition hinausgehende Relativbewegung zwischen dem Schließkolben und dem Zugmittel kann auf diese Weise vermieden werden.
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Besonders bevorzugt kann das Zugmittel fest mit dem Druckelement gekoppelt und/oder einstückig und/oder integral mit dem Druckelement ausgebildet sein. Auf diese Weise wird ein hohes Maß an Sicherheit bei der Kraft- und/oder Bewegungsübertragung zwischen dem Druckelement und dem Zugmittel gewährleistet.
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Ferner kann das Zugmittel zumindest abschnittsweise von der Schließfeder und/oder der Hilfsfeder umgeben sein. Ebenso kann das Zugmittel innerhalb der Hilfsfeder und/oder der Schließfeder entlang ihrer Längserstreckung geführt sein. Hierdurch ergibt sich eine möglichst symmetrische Kraftübertragung zwischen der Hilfsfeder und dem Schließkolben über das Druckelement und darüber hinaus auch eine platzsparende Anordnung.
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Weiter bevorzugt kann die Hilfsfeder in dem wirksamen und/oder dem unwirksamen Zustand vorgespannt sein, insbesondere durch das vorgenannte Zugmittel. Durch die Vorspannung kann die Funktionalität der Hilfsfeder unmittelbar bereitgestellt werden. Ebenso kann eine solche Vorspannung die Einstellung eines unwirksamen Zustands gewährleisten, in dem der Schließkolben ohne Einfluss auf den Komprimierungsgrad der Hilfsfeder im Gehäuse verschiebbar ist.
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Es besteht ferner die Möglichkeit, dass die Hilfsfeder durch Verschiebung des Schließkolbens im Gehäuse und/oder durch eine Relativbewegung zwischen dem Schließkolben und dem Druckelement zwischen einem wirksamen und einem unwirksamen Zustand überführbar ist. Dementsprechend kann zunächst eine Mindestbewegung des Schließkolbens erforderlich sein, bevor sich eine Wirksamkeit der Hilfsfeder einstellt. Die Betriebscharakteristik der Hilfsfeder kann somit in Abhängigkeit einer Stellung des Schließkolbens im Gehäuse und damit in Abhängigkeit einer Stellung eines mit dem Schließkolben gekoppelten Türflügels veränderbar sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Hilfsfeder unmittelbar oder mittelbar an einem Schließkolben oder einer mit dem Schließkolben beweglichen Stützstruktur abgestützt und/oder abstützbar, insbesondere über ein freies Ende der Hilfsfeder, besonders bevorzugt über ein dem Schließkolben zugewandtes und/oder der Stützfläche abgewandtes Ende der Hilfsfeder. Durch eine derartige Anordnung kann die Hilfsfeder insbesondere dazu genutzt werden, die Schließkraft der Federanordnung im wirksamen Zustand zu erhöhen, also die Schließfeder im wirksamen Zustand zu unterstützen.
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Alternativ besteht die Möglichkeit, dass die Hilfsfeder unmittelbar oder mittelbar an dem Gehäuse oder einer mit dem Gehäuse unbeweglich verbundenen Stützstruktur abgestützt ist. Auf diese Weise kann die Hilfsfeder zumindest einseitig im Gehäuse dauerhaft abgestützt und/oder fixiert werden, wodurch die Hilfsfeder in vorteilhafter Weise dazu eingesetzt werden, die Schließkraft der Federanordnung im wirksamen Zustand zu verringern, also der Schließfeder entgegenzuwirken. In vorteilhafter Weise ist die Hilfsfeder dabei über ein freies Ende an dem Gehäuse und/oder einer mit dem Gehäuse unbeweglich verbundenen Stützstruktur abgestützt, besonders bevorzugt über ein dem Schließkolben zugewandtes und/oder dem Druckelement abgewandtes Ende der Hilfsfeder.
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In weiter bevorzugter Weise kann vorgesehen sein, dass sich die Hilfsfeder und die Schließfeder entlang ihrer Längserstreckung zumindest abschnittsweise überlappen und/oder ineinander angeordnet sind. Dabei kann die Hilfsfeder zumindest abschnittsweise in der Schließfeder angeordnet und/oder zumindest abschnittsweise von der Schließfeder umgeben sein. Dies gewährleistet bei einem nur geringen Bauraum ein hohes Maß an Funktionalität, sowohl durch die Schließfeder als auch durch die Hilfsfeder.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Schließfeder und die Hilfsfeder parallel geschaltet, insbesondere im wirksamen Zustand der Hilfsfeder. Auf diese Weise können die beiden Federn unabhängig voneinander Einfluss auf die Schließkraft der Federanordnung nehmen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Schließfeder unmittelbar oder mittelbar an dem Gehäuse oder einer mit dem Gehäuse unbeweglich verbundenen Stützstruktur abgestützt und/oder abstützbar, insbesondere über ein freies Ende der Schließfeder. Bei dem freien Ende der Schließfeder handelt es sich insbesondere um ein dem Schließkolben abgewandtes Ende. Durch die Abstützung an einem Gehäuse oder einer mit dem Gehäuse unbeweglich verbundenen Stützstruktur kann die von der Schließfeder auf den Schließkolben aufgebrachte Schließkraft sicher bereitgestellt werden und erhöht sich insbesondere durch eine Bewegung des Schließkolbens in dem Gehäuse. Dabei kann die Schließfeder bevorzugt an einer unabhängig von dem Druckelement ausgebildeten Stützstruktur abgestützt sein, beispielsweise an einem insbesondere stirnsteigen Gehäuseverschluss. Die von der Schließfeder erzeugte Schließkraft ist somit unabhängig von der Position des Druckelements im Gehäuse.
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Schließlich kann die Schließfeder gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgespannt sein, insbesondere in einer Ausgangsposition des Schließkolbens im Gehäuse unter Vorspannung stehen. Es besteht die Möglichkeit, dass die Schließfeder permanent wirksam ist. Unabhängig von der Position des Schließkolbens im Gehäuse wird somit von der Schließfeder eine auf den Schließkolben wirkende Schließkraft erzeugt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Türanordnung mit einem beweglich gelagerten Türflügel und einer voranstehend beschriebenen Antriebsvorrichtung ausgestattet, wobei der Schließkolben der Antriebsvorrichtung mit einem Türflügel, bevorzugt über ein Getriebe, gekoppelt ist. Eine solche Türanordnung gewährleistet ein hohes Maß an Sicherheit, da auch bei sich ändernden Betriebsbedingungen ein sicheres Schließen gewährleistet werden kann. Ebenso kann durch die adaptive Schließkraftanpassung der Nutzerkomfort erhöht werden, indem beispielsweise bedingt durch temporär auftretende Zugluft hohe Schließkräfte vermieden werden können.
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Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen, jeweils schematisch:
- 1A eine Querschnittsansicht einer Antriebsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einer wirksam eingestellten Hilfsfeder bei geschlossener Stellung eines Türflügels,
- 1B die in 1A gezeigte Antriebsvorrichtung bei wirksam eingestellter Hilfsfeder und geöffneter Stellung eines Türflügels,
- 2A die in 1A gezeigte Antriebsvorrichtung mit unwirksam eingestellter Hilfsfeder in geschlossener Stellung eines Türflügels,
- 2B die in 2A gezeigte Antriebsvorrichtung bei unwirksam eingestellter Hilfsfeder und geöffneter Stellung eines Türflügels,
- 3A eine Querschnittsdetailansicht einer Antriebsvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel bei wirksam eingestellter Hilfsfeder und geschlossener Stellung eines Türflügels,
- 3B die in 3A gezeigte Antriebsvorrichtung bei unwirksam eingestellter Hilfsfeder und geschlossener Stellung eines Türflügels,
- 4A eine Querschnittsdetailansicht einer Antriebsvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel bei wirksam eingestellter Hilfsfeder und
- 4B die in 4A gezeigte Antriebsvorrichtung bei unwirksam eingestellter Hilfsfeder.
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Die 1 A bis 2B zeigen eine Antriebsvorrichtung 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in unterschiedlichen Betriebsstellungen.
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Die Antriebsvorrichtung 10 weist ein Gehäuse 12, das durch einen stirnseitigen Gehäuseverschluss 13 verschlossen sein kann, und ein in dem Gehäuse 12 verschiebbar angeordneten Schließkolben 14 auf. Die Bewegung des Schließkolbens 14 im Gehäuse 12 ist mit der eines hier nicht gezeigten Türflügels koppelbar. Für die Kopplung der Bewegung des Schließkolbens 14 und eines Türflügels kann insbesondere ein Getriebe 16 vorgesehen sein. Das Getriebe 16 kann dabei insbesondere eine an dem Schließkolben 14 ausgebildete Verzahnung 18, ein mit der Verzahnung 18 in Wirkverbindung stehendes Ritzel 20 sowie eine Schließwelle 22 aufweisen, auf der das Ritzel 20 drehfest montiert ist. Durch die Anordnung wird erreicht, dass eine Verschiebung des Kolbens 14 im Gehäuse 12 eine Rotationsbewegung des Ritzels 20 und damit auch der Schließwelle 22 erzeugt. Die Schließwelle 22 kann ferner mit einem hier nicht gezeigten Gestänge beziehungsweise Koppelgetriebe verbunden sein. Das Gestänge oder Koppelgetriebe kann wiederum mit dem Türflügel verbunden sein, so dass eine Verschiebung des Schließkolbens 14 im Gehäuse 12 zwangsgekoppelt ist mit der Bewegung eines hier nicht gezeigten Türflügels. Durch Verschiebung des Schließkolbens 14 im Gehäuse 12 wird also bewirkt, dass sich der jeweils gekoppelte Türflügel bewegt. Gleichermaßen wird durch die Anordnung des Schließkolbens 14 nebst Getriebe 16 erreicht, dass durch eine Bewegung des hier nicht gezeigten Türflügels eine Verschiebung des Schließkolbens 14 im Gehäuse 12 initiiert werden kann.
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Im Gehäuse 12 ist ferner eine Federanordnung 24 vorgesehen. Die Federanordnung 24 ist zur Bereitstellung einer auf den Schließkolben 14 wirkenden Schließkraft ausgebildet. Die Federanordnung 24 weist dabei eine Schließfeder 26 auf, die sich über ein freies Ende an dem Schließkolben 14 abstützt beziehungsweise diesen mit einer Schließkraft beaufschlagt. Das gegenüberliegende Ende der Schließfeder 26 ist an einer Stützstruktur 28 abgestützt, die mit dem Gehäuse 12 unbeweglich verbunden ist beziehungsweise unbeweglich in dem Gehäuse 12 angeordnet ist. Insbesondere kann die Stützstruktur 28 durch den Gehäuseverschluss 13 relativ zu den übrigen Abschnitten des Gehäuses 12 fixiert sein.
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Durch eine Bewegung des Schließkolbens 14 in Richtung des Gehäuseverschlusses wird die Schließfeder 26 gespannt und übt somit eine rückstellende Schließkraft auf den Schließkolben 14 aus, so dass bedingt durch die Schließfeder 26 nach einem erfolgten Öffnungsvorgang eines mit dem Schließkolben 14 gekoppelten Türflügels dieser wieder selbsttätig geschlossen wird.
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Im Gehäuseverschluss 13 ist ferner ein verstellbarer Anschlag 30 vorgesehen, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Schraube ausgebildet sein kann. An dem Anschlag 30 ist dementsprechend ein Außengewinde 32 ausgebildet, das in ein Innengewinde 34 des Verschlusses eingeschraubt werden. An dem Anschlag 30, insbesondere am freien Ende des als Schraube ausgebildeten Anschlags 30, ist ferner eine Anschlagsfläche 36 ausgebildet, die insbesondere dem Innenraum des Gehäuses zugewandt sein kann. Durch Ein- und Ausschrauben des als Schraube ausgebildeten Anschlags 30 kann die Position der Anschlagsfläche 36 relativ zum Gehäuse 12 beziehungsweise zum Gehäuseverschluss 13 verändert werden.
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Die Federanordnung 24 weist ferner eine Hilfsfeder 38 zur adaptiven Schließkraftanpassung auf. Dabei ist die Hilfsfeder 38 im Gehäuse 12 relativ zum Schließkolben 14 auf der Seite der Schließfeder 26 angeordnet. Die Hilfsfeder 38 ermöglicht durch ihre Anordnung im Gehäuse 12 eine adaptive Schließkraftanpassung. So kann die Wirksamkeit der Hilfsfeder 38 durch Verstellung des Anschlags 30 einstellbar sein.
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Hierzu kann die Hilfsfeder 38 zwischen einem im Gehäuse 12 beweglich angeordneten Druckelement 46 und dem Schließkolben 14 beziehungsweise einer fest mit dem Schließkolben 14 verbundenen Anlagescheibe 15 abgestützt sein. Die Hilfsfeder 38 ist insbesondere über ein dem Schließkolben 14 abgewandtes und/oder dem Anschlag 30 zugewandtes Ende an dem Druckelement 46 und andererseits über ein dem Schließkolben 14 zugewandtes Ende an dem Schließkolben 14 oder mit diesem verbundenen Anlagescheibe 15 abgestützt.
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An dem Druckelement 46 ist zur Abstützung der Hilfsfeder 38 ein Stützkragen 42 mit einer daran ausgebildeten Stützfläche 44 ausgebildet. Ferner kann an dem Druckelement 46 eine Anlagefläche 47 zur Anlage an dem Anschlag 30 beziehungsweise der Anschlagsfläche 36 ausgebildet sein kann. Die Anlagefläche 47 ist insbesondere der Anschlagsfläche 36 zugewandt.
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Wie voranstehend beschrieben, ist das Druckelement 46 grundsätzlich im Gehäuse 12 bewegbar angeordnet. Die Bewegbarkeit kann jedoch durch Wahl der Stellung des Anschlags 30 begrenzt oder vollständig unterbunden werden. So kann die Beweglichkeit des Druckelements 46 im Gehäuse 12 wahlweise arretiert und wieder freigegeben werden, nämlich durch mechanische Verstellung des Anschlags 30 im Gehäuseverschluss 13. Die Verstellung des Anschlags 30 kann beispielsweise durch Ein- und Ausschrauben des als Schraube ausgebildeten Anschlags 30 vorgenommen werden, wodurch der Bewegungsspielraum des Druckelements 46 im Gehäuse vorgegeben wird. Die Hilfsfeder 38 kann hierdurch zwischen einem wirksamen und einem unwirksamen Zustand eingestellt werden.
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Ferner kann ein Zugmittel 48 vorgesehen sein, über das die Hilfsfeder 38 mit dem Schließkolben 14 gekoppelt ist. Das Zugmittel 48 kann dabei insbesondere als Zugstange ausgebildet sein. Weiterhin kann das Zugmittel 48 einstückig mit dem Stützkragen 42 und/oder dem Druckelement 46 ausgebildet oder fest mit dem Stützkragen 42 und/oder dem Druckelement 46 verbunden sein.
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Das Zugmittel 48 ist über eine Mitnehmereinrichtung 50 mit dem Schließkolben 14 gekoppelt. Durch die Mitnehmereinrichtung 50 ist eine Relativbewegung zwischen Schließkolben 14 und Zugmittel 48 in einer Relativorientierung freigegeben und in der jeweils entgegengesetzten Relativorientierung begrenzt. Hierzu kann am Zugmittel 48 ein Vorsprung 52 vorgesehen sein, der sich an einem Stützabschnitt des Schließkolbens 14 abstützt. Der Stützabschnitt des Schließkolbens 14 kann durch die Anlagescheibe 15 gebildet sein. Dementsprechend kann auf einer Seite der Anlagescheibe 15 die Hilfsfeder 38 abgestützt sein und auf der gegenüberliegenden Seite der Vorsprung 52 der Mitnehmereinrichtung 50. Der Vorsprung 52 kann insbesondere als Mutter ausgebildet sein, die auf ein Ende des Zugmittels 48 aufgeschraubt ist. Die Scheibe 15 kann ferner eine Führung für das Zugmittel 48 definieren, sodass das Zugmittel 48 in geeigneter Weise relativ zum Schließkolben 14 bewegt werden kann.
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In der in der 1A gezeigten Betriebsstellung ist der Schließkolben 14 in einer Ausgangslage angeordnet, welche einer geschlossenen Position eines mit dem Schließkolben 14 gekoppelten Türflügels entspricht. Ferner befindet sich die Hilfsfeder 38 in einem wirksamen Zustand, da das Druckelement 46 aufgrund der Stellung des Anschlags 30 arretiert ist. In der in 1A gezeigten Stellung kann die Hilfsfeder 38 vorgespannt oder aber auch vollständig entspannt sein.
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In 1B ist nun eine Betriebsstellung der Antriebseinrichtung 10 gezeigt, nachdem der Schließkolben 14 in Richtung des Gehäuseverschlusses 13 beziehungsweise in Richtung des Anschlags 30 bewegt worden ist. Durch die Bewegung des Schließkolbens 14 ist die Schließfeder 26 gespannt beziehungsweise deren Komprimierungsgrad erhöht worden. Gleichzeitig wird auch die Hilfsfeder 38 gespannt beziehungsweise deren Komprimierungsgrad erhöht, da die Position des Druckelements 46 durch die Stellung des Anschlags 30 festgelegt ist. Das Druckelement 46 kann dementsprechend einer Bewegung des Schließkolbens 14 nicht nachgeben. Die Hilfsfeder 38 ist damit durch die Stellung des Anschlags 30 in einem wirksamen Zustand.
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Dabei erlaubt die Ausgestaltung der Mitnehmereinrichtung 50 ausgehend von der in der 1A gezeigten Stellung eine Bewegung des Schließkolbens 14 in Richtung des Gehäuseverschlusses 13 und/oder des Anschlags 30, ohne dass sich das Zugmittel 48 aus seiner Stellung heraus bewegen müsste. Das Zugmittel 48 ist hierzu in dem Schließkolben 14 beweglich geführt, so dass die in der 1B angedeutete Relativbewegung sicher erfolgen kann.
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In dem in den 1A und 1B gezeigten wirksamen Zustand der Hilfsfeder 38 wird dementsprechend die auf den Schließkolben 14 aufgebrachte Schließkraft gemeinsam durch die Schließfeder 26 und die Hilfsfeder 38 erzeugt.
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Unter Bezugnahme auf die 2A und 2B wird nun die Funktionsweise der Antriebsvorrichtung 10 mit einer im unwirksamen Zustand befindlichen Hilfsfeder 38 beschrieben. Die Wirksamkeit der Hilfsfeder 38 wird durch ein Herausschrauben des Anschlags 30 relativ zu der in den 1A und 1B gezeigten Stellung erzielt. Hierdurch wird die Beweglichkeit des Druckelements 46 im Gehäuse 12 freigegeben. Das Druckelement 46 ist folglich frei innerhalb des Gehäuses 12 beweglich, insbesondere entlang eines definierten Bewegungsspielraums. Da die Hilfsfeder 38 über eines ihrer Enden an dem Druckelement 46 abgestützt ist, kann durch bewegliche Anordnung beziehungsweise Freigabe des Druckelements 46 eine Verschiebung des Schließkolbens 14 ohne Veränderung des Komprimierungsgrads der Hilfsfeder 38 erfolgen.
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Ausgehend von der in der 2A gezeigten Betriebsstellung kann der Schließkolben 14 durch Öffnen eines mit dem Schließkolben 14 gekoppelten Türflügels in Richtung des Gehäuseverschlusses 13 beziehungsweise in Richtung des Anschlags 30 bewegt werden. Wie voranstehend beschrieben, wird hierdurch die Schließfeder 26 gespannt und erzeugt dadurch eine auf den Schließkolben 14 wirkende Schließkraft. Die Bewegung des Schließkolbens 14 hat jedoch bei einer verhältnismäßig weit herausgeschraubten Stellung des Anschlags 30 keine Veränderung des Komprimierungsgrads der Hilfsfeder 38 zur Folge. Denn die Hilfsfeder 38 ist über ein Ende an dem Druckelement 46 abgestützt, welches aufgrund der Beweglichkeit der Bewegung des Schließkolbens 14 folgen kann.
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So erzeugt die Hilfsfeder 38 bei einer Bewegung des Schließkolbens 12 in Richtung des Gehäuseverschlusses 13 beziehungsweise in Richtung des Anschlags 30 eine entsprechend wirkende Kraft auf das Druckelement 46, welches aufgrund der nun vorliegenden Beweglichkeit in Ihrer Position verschoben wird. Die Spannung der Hilfsfeder 38 bleibt demnach unverändert. Die Verschiebung des Druckelements 46 mit unveränderter Komprimierung der Hilfsfeder 38 ist in der 2B gezeigt. Die Hilfsfeder 38 hat somit keinen Einfluss auf die Schließkraft und befindet sich aufgrund der Stellung des Anschlags 30 somit in einem unwirksamen Zustand.
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Wird nun ausgehend von der in der 2B gezeigten Stellung durch die Schließfeder 26 der Federanordnung 24 eine Schließbewegung des Schließkolbens 14 initiiert, also in einer von dem Anschlag 30 abgewandten Richtung, stellt die Mitnehmereinrichtung 50 gleichzeitig sicher, dass das Druckelement 46 ebenfalls von dem Anschlag 30 wegbewegt und wieder die in 2B gezeigte Stellung eingenommen wird.
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Bei der Ausgangsstellung des Schließkolbens 14, wie in den 1A und 2A gezeigt, ist der Anschlag 30 nicht oder kaum durch Federkräfte der Hilfsfeder 38 beaufschlagt, sodass eine Verstellung mit nur geringem Kraftaufwand erfolgen kann. Beispielsweise ist es möglich, den als Schraube ausgebildeten Anschlag 30 händisch in den Gehäuseverschluss 13 ein- und auszuschrauben, um dadurch die Position der Anschlagfläche 36 zu verstellen. Hierzu ragt der Schraubenkopf des als Schraube ausgebildeten Anschlags 30 aus dem Gehäuseverschluss 13 heraus und ist damit für einen Bediener leicht zugänglich und einfach greifbar.
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Die Antriebsvorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform in den 3A und 3B unterscheidet sich von der Ausführungsform in den 1 A bis 2B lediglich durch die Ausgestaltung des Anschlags 54 beziehungsweise dessen Verstellbarkeit. Der Anschlag 54 ist ebenfalls als Schraube ausgebildet und im Gehäuseverschluss 13 durch Ein- und Ausschrauben in seiner Position einstellbar. Für die Verstellung des Anschlags 54 ist jedoch eine elektrisch betriebene Vorrichtung vorgesehen, insbesondere ein Elektromotor 56. Eine Antriebswelle 57 des Elektromotors 56 greift formschlüssig in den Schraubenkopf des als Schraube ausgebildeten Anschlags 54 ein und erlaubt somit je nach Antriebsrichtung das Ein- oder Ausschrauben des Anschlags 54. Aufgrund der geringen Kräfte, die für das Ein- oder Ausschrauben des Anschlags 54 erforderlich sind, kann eine elektrisch betriebene Vorrichtung mit nur geringer Leistung ausreichend sein. In der 3A ist der Anschlag 54 weit in den Gehäuseverschluss 13 eingeschraubt. Wie in der 3B gezeigt, kann durch Rotation des Anschlags 54 in einer durch den Pfeil 58 gekennzeichneten Rotationsrichtung, insbesondere entgegen des Uhrzeigersinns, der Anschlag 54 in eine durch den Pfeil 59 gekennzeichnete Richtung bewegt werden.
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Die Antriebsvorrichtung 200 gemäß der Ausführungsform den 4A und 4B unterscheidet sich von den Ausführungsformen der 1 A bis 3B durch die Ausgestaltung des Anschlags 60 beziehungsweise dessen Verstellbarkeit. Der Anschlag 60 ist als Rastelement ausgebildet, das im Gehäuse 12 oder im Gehäuseverschluss 13 schwenkbar gelagert ist. Durch Schwenken des Anschlags 60 kann zwischen einer Arretier- und einer Freigabestellung gewählt werden. In der in 4A gezeigten Stellung befindet sich der Anschlag in eine Arretierstellung und in der 4B in einer Freigabestellung. In der Arretierstellung gemäß 4A blockiert der Anschlag 60 die Beweglichkeit des Druckelements 46, wohingegen in der Freigabestellung gemäß 4B der Anschlag 60 die Beweglichkeit des Druckelements 46 nicht beschränkt.
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Der Anschlag 60 kann durch eine elektromagnetisch betriebene Vorrichtung 62 geschwenkt werden. In der Vorrichtung 62 kann ein elektromagnetisch angetriebener Anker 64 linear verschiebbar sein. Durch Anlage und/oder Abgleiten des Ankers 64 an einer Leitfläche 66 des Anschlags 60 kann eine durch den Pfeil 68 gekennzeichnete Rotationsbewegung erzeugt werden, wie in 4B veranschaulicht. In der hierdurch erzielten Schwenkstellung ist das Druckelement 46 freigegeben und kann in einer durch den Pfeil 70 gekennzeichneten Richtung bewegt werden.
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In den Ausführungsformen gemäß den 1A bis 4B wird in einem wirksamen Zustand der Hilfsfeder 38 die Schließkraft erhöht und in einem unwirksamen Zustand die Schließkraft verringert. Im wirksamen Zustand unterstützt die Hilfsfeder 38 die Schließfeder 26. Ebenso ist es jedoch gemäß einer hier nicht gezeigten Ausführungsform möglich, dass die Hilfsfeder 38 in einem wirksamen Zustand eine Verringerung der Schließkraft erzeugt, also der Schließfeder 26 entgegenwirkt. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die Hilfsfeder 38 - anstelle der Abstützung an dem Schließkolben 14 beziehungsweise an der Anlagescheibe 15 - an dem Gehäuse 12 oder einer fest beziehungsweise unbeweglich mit dem Gehäuse 12 verbundenen Struktur abgestützt ist. Dies gilt insbesondere für das dem Schließkolben 14 zugewandte Ende der Hilfsfeder 38.
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Bezugszeichenliste
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- 10, 100, 200
- Antriebsvorrichtung
- 12
- Gehäuse
- 13
- Gehäuseverschluss
- 14
- Schließkolben
- 15
- Anlagescheibe
- 16
- Getriebe
- 18
- Verzahnung
- 20
- Ritzel
- 22
- Schließwelle
- 24
- Federanordnung
- 26
- Schließfeder
- 28
- Stützstruktur
- 30
- Anschlag
- 32
- Außengewinde
- 34
- Innengewinde
- 36
- Anschlagsfläche
- 38
- Hilfsfeder
- 42
- Stützkragen
- 44
- Stützfläche
- 46
- Druckelement
- 47
- Anlagefläche
- 48
- Zugmittel
- 50
- Mitnehmereinrichtung
- 52
- Vorsprung
- 54
- Anschlag
- 56
- Elektromotor
- 57
- Antriebswelle
- 58
- Rotationsrichtung
- 59
- Bewegungsrichtung
- 60
- Anschlag
- 62
- Elektromagnetisch betriebene Vorrichtung
- 64
- Anker
- 66
- Leitfläche
- 68
- Rotationsrichtung
- 70
- Bewegungsrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010030914 B4 [0002]