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Die Erfindung betrifft eine Feststellvorrichtung für ein Türblatt zum Vermitteln einer Information an einen Benutzer beim Öffnen oder Schließen des zu einer Tür gehörenden Türblattes, wobei die Feststellvorrichtung an dem Türblatt befestigbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Türschließer zum Schließen einer Tür.
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Aus dem Stand der Technik sind Türschließer bekannt, welche als pneumatische oder hydraulische Vorrichtung das Zufallen einer Tür steuern und/oder dämpfen und unter Umständen, beispielsweise bei einer Feuerschutztür, erzwingen. Ebenso sind Türöffner bekannt, bei welchen eine elektromagnetische Schlossfallen-Entriegelung im Türrahmen angeordnet ist und welche mittels einer Fernbedienung zum Öffnen der Tür gesteuert werden. Während Türschließer üblicherweise ein gedämpftes und/oder sicheres Schließen der Tür gewährleisten sollen, handelt es sich bei einer Türfeststellanlage um eine spezielle Einrichtung zum Offenhalten von Brandabschlüssen, beispielsweise einer Brandschutztür zwischen Brandabschnitten, welche dafür sorgt, dass Brandabschlüsse offen gehalten werden, jedoch im Falle eines Brandes und/oder Rauchentwicklung sicher schließen. Hierzu weist die Feststellanlage beispielsweise einem an dem Türblatt angebrachten Türhaftmagneten sowie einer zugehörigen Ankerplatte zur Wand- beziehungsweise Bodenmontage auf. Diese Magnetkupplung dient hierbei nur zur definierten Feststellung des Türblattes in einer fest vorgegebenen Position.
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Allgemein sind Magnetkupplungen im Stand der Technik lediglich zum Feststellen der Tür und/oder zum Auslösen des Schließens der Tür sowie zum Entriegeln der Schlossfalle bekannt.
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Aus der
US 2017/0328100 A1 ist ein Türschließer bekannt, welcher mindestens einen Sensor zum Erfassen einer Betriebscharakteristik oder eines Betriebszustandes im Bezug auf den Türschließer umfasst. Die gesammelten sensorischen Informationen des Türschließers werden an weiterverarbeitende Software-Systeme einer Verriegelungseinrichtung eines Eingangssteuerungssystems und weiter an ein Zugangskontrollsystem übermittelt.
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Des Weiteren ist die elektronische aktorische Stellung von Türschließern bekannt, beispielsweise beschreibt die
US 2011/0254657 A1 einen Türschließer, welcher durch die aktorische Stellung von Ventilen die Funktionscharakteristika beeinflusst.
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Als Eingabeanordnung zur Identifikation der Türnutzung wird in der
US 2015/0091311 A1 ein kapazitiver Annäherungssensor im Türgriff einer Fahrzeugtür zur berührungslosen Identifikation von Nutzern beschrieben.
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Aus der
US 2016/0179089 A1 ist ein Händehygienesystem mit einem Händedesinfektionsspender bekannt, welcher mit einem automatischen Türöffner einer Tür über eine Signalverbindung verbunden ist, wobei beim Benutzen des Händedesinfektionsspenders ein Aktivierungssignal an den automatischen Türöffner gegeben wird, woraufhin die Tür automatisch geöffnet wird. Alternativ kann ein Benutzer ohne Verwendung des Händedesinfektionsmittelspenders die Tür durch Benutzung eines manuellen Eingriffsgerätes an der Tür öffnen, wobei das manuelle Eingriffsgerät einen höheren Widerstand beim Zugriff auf den automatischen Türöffner bereitstellt, als dieser bei der Verwendung des Händedesinfektionsmittelspenders vorliegt.
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Die
US 7,310,911 B1 beschreibt einen motorisierter Türöffnermechanismus, bei dem der motorisierte Türöffner einen Motor und einen Kupplungsschluss zum Entkuppeln von einem mit der Tür verbundenen Öffnerarm aufweist, um zu verhindern, dass der Motor eine Verletzungsgefahr auf eine Person bewirkt, welche die Bewegung der Tür blockiert, und dadurch die Person leicht die Tür gegen die Antriebsbewegung des Motors zurückbewegen kann.
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In der
DE 10 2015 119 505 A1 ist eine Türkomponente mit einer steuerbaren Dämpfereinrichtung zum Dämpfen der Schwingbewegung der Tür eines Fahrzeuges offenbart, wobei die Dämpfungseinrichtung ein elektrisch einstellbares und in seinem eingestellten Zustand stromlos haltendes Dämpfungsventil umfasst.
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Bekannte Ausgabenanordnungen von Informationen im Kontext von Auf-/Schließvorgängen beschränken sich weitgehend auf eine visuelle, auditive sowie audio-visuelle Vermittlung von Informationen. Hierzu sind vor allem Displays zur Darstellung von raumbezogenen Informationen bekannt. Beispielsweise offenbart die
US 2009/0113311 A1 eine auf das Türblatt aufgebrachte Informationsanzeige zur Darstellung persönlicher raumbezogener Daten. Die
US 6,614,450 B1 beschreibt eine in der Nähe der Tür und/oder auf dem Türblatt aufgebrachte visuelle Informationsanzeige zur unterstützenden Planung von Raumressourcen. Weiterhin wird in der
US 2012/0285089 A1 ein transparentes LCD-Display als Tür zu einer Kühleinheit vorgeschlagen. Wie auch in der
DE 101 00 273 A1 , welche eine auf einer Flugzeugkabinentür aufgebrachte gestensensitive Anzeige zur Manipulation und Kontrolle von Flugzeugkabinentüren offenbart, wird hier lediglich eine audio-visuelle Kommunikation genutzt. Weiterhin werden in der Domäne von Schließsystemen mit Möglichkeiten der Statusabfrage des Schließvorgangs audio-visuelle Indikatoren und Anzeiger zur Vermittlung dieser Statusinformationen in unmittelbarer Nähe zur Tür erwähnt. Beispielsweise zeigt die
US 2002/0095957 A1 ein vernetztes Schloss mit einer solchen Statusanzeige in der Türdrückergarnitur.
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Diese bekannte visuelle, auditive und audio-visuelle Vermittlung von Informationen, beispielsweise mittels Warnhinweisen, Warnschilder und/oder Warntönen, betrifft vor allem die einem Auf-/Schließvorgang nachgestellten Handlungen, jedoch nicht den Auf-/Schließvorgang der Tür an sich. Somit wird die Vermittlung von mit dem Auf-/Schließvorgang zusammenhängenden Informationen bislang lediglich visuell beziehungsweise audio-visuell durch textuelle und symbolische Warnhinweise und Warntöne sowie durch eine binäre Einflussnahme auf den Auf-/Schließvorgang, beispielsweise durch Zugangsverweigerung, vorgenommen. Diese Reduktion auf audio-visuelle textuelle und symbolische Hinweise und Töne verursachen in etlichen Anwendungsszenarien Probleme oder werden vollständig ignoriert. Beispielsweise werden Informationen in Kontexten starker visueller und auditiver Reize nicht optimal wahrgenommen, mit zunehmender Exposition übersehen oder überhört und folglich nicht optimal berücksichtigt. Die Vermittlung und die Aufnahme der Information hängen bei den bekannten Systemen immer von der Aufnahmefähigkeit, der Benutzerentscheidung sowie der Fähigkeit des Benutzers ab. So werden in dieser Form der Kommunikation die Voraussetzungen in ihrem Seh- und/oder Hörvermögen beeinträchtigter Nutzer nicht angemessen berücksichtigt. Unter anderem resultiert hieraus eine vermeidbare Häufung von Arbeitsunfällen, in denen insbesondere Menschen mit eingeschränktem Seh- und/oder Hörvermögen involviert sind.
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Letztendlich besteht die Gefahr, dass die kontinuierliche Aufforderung durch Hinweise und insbesondere Zugangsverweigerung durch den Benutzer als äußere Einschränkung seiner persönlichen Freiheit wahrgenommen wird, gegenüber welches ein ablehnendes, renitentes Verhalten aufgebracht wird. Hieraus resultierendes fahrlässiges Fehlverhalten, wie das aktive Außerkraftsetzen von Arbeitsschutzvorrichtungen oder des notwendigen Offenhaltens von Türen, wird als maßgebliche Ursache von Arbeitsunfällen beobachtet.
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Aufgabe der Erfindung ist es, den Stand der Technik zu verbessern.
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Gelöst wird die Aufgabe durch eine Feststellvorrichtung für ein Türblatt zum Vermitteln einer Information an einen Benutzer beim Öffnen oder Schließen des zu einer Tür gehörenden Türblattes, wobei die Feststellvorrichtung an dem Türblatt befestigbar ist, aufweisend:
- - ein bewegliches Verbindungselement, welches mit einer Zarge der Tür oder einer die Tür umgebenden Fläche verbindbar ist,
- - eine Empfangseinheit zum Empfangen der Information,
- - eine Krafteinstellungseinrichtung zum Einstellen einer Kraft zum Öffnen oder Schließen des Türblattes und
- - eine Steuer- und Recheneinheit zum Verarbeiten der empfangenen Information und zum Ansteuern der Krafteinstelleinrichtung,
wobei die Steuer- und Recheneinheit derart ausgeführt und eingerichtet ist, dass in Abhängigkeit der empfangenen Information an der Krafteinstelleinrichtung die Kraft beim Bewegen des Türblattes eingestellt wird, sodass der Benutzer beim Öffnen oder Schließen des Türblattes einen mechanischen Widerstand propriozeptiv wahrnimmt, wodurch die empfangene Information an den Benutzer weitergegeben wird, wobei die Krafteinstelleinrichtung einen Rotor und eine Spule aufweist, wobei ein Stromfluss durch die Spule einen Reibschluss zwischen Spule und Rotor bewirkt.
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Somit wird eine ausreichende und optimale Vermittlung von unmittelbar und/oder mittelbar mit dem muskelkraftbetriebenen Bewegen des Türblattes zusammenhängenden Informationen ermöglicht und die Aufnahme und Umsetzung dieser Informationen durch den Benutzer verbessert.
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Durch die elektronische Veränderung einer zum Öffnen oder Schließen einer Tür zu überwindenden Kraft mittels der Feststellvorrichtung, welche durch den Nutzer in der Betätigung der Tür propriozeptiv durch den Kraftsinn wahrgenommen wird, ermöglicht diese wahrgenommene Veränderung im Widerstand des Türflügels die Vermittlung von einer Information in der ausgeführten Handlung beim Öffnen oder Schließen des Türblattes. Hierbei wird die Intensität des Widerstandes genutzt, um eindeutig und individuell, das bedeutet ohne die Offenlegung der Information für Außenstehende, die Information an den Nutzer zu übermitteln. Somit wird nur dem Benutzer der Tür ein Fehlverhalten, beispielsweise aufgrund fehlender Desinfektion der Hände vor dem Durchtritt durch die Tür, durch die propriozeptive Wahrnehmung vermittelt, ohne dass Dritte dieses wahrnehmen oder feststellen.
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Somit beschreibt die erfindungsgemäße Feststellvorrichtung eine Neuerung im Bereich der Human-Computer-Interaction (HCI) und/oder der Human-Machine-Interaction (HMI) in Form einer Eingabeanordnung zum Übertragen von Daten und weiterhin einer Ausgabeanordnung von Daten in Form von propriozeptiven Reizen für die Interaktion im Kontext von Auf-/Schließvorgängen der Tür zwischen dem Benutzer und der Steuer- und Recheneinheit. Diese Ausgabeanordnung wird insbesondere zur Unterstützung sowie zum Ersetzen von visuellen und/oder auditiven Reizen genutzt.
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Folglich ist die erfindungsgemäße Feststellvorrichtung in Mediensystemen und/oder in vorhandene Türschließanlagen integrierbar. Durch die propriozeptive Vermittlung von Informationen werden dadurch Arbeitsprozesse, beispielsweise in Krankenhäusern und Pflegeeinrichtungen, unterstützt und optimiert.
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Es ist besonders vorteilhaft, dass der veränderte Widerstand direkt für den Benutzer beim Bewegen des Türblattes wahrnehmbar ist, wodurch die empfangene Information direkt in die ausgeführte Handlung bei dem Betätigen der Tür eingebracht wird. Dabei wird die Stärke des Widerstandes genutzt, um individuell, dass heißt für an der Handlung Unbeteiligte nicht einsehbar und/oder wahrnehmbar, diese dem Benutzer zu vermitteln. Dadurch werden bisherige visuelle, audio-visuelle, auditive und/oder haptische Reize an den Benutzer durch einen zusätzlichen oder ersetzenden propriozeptiven Reiz an den Benutzer aufgrund der Veränderung des Widerstandes unterstützt oder ersetzt. Folglich wird eine eindeutige und direkt wahrnehmbare Vermittlung, insbesondere von kritischen Informationen, wie Warnungen und/oder Hinweisen, ermöglicht.
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Die Propriozeption, Propriorezeption, propriozeptive Wahrnehmung oder auch Tiefensensibilität bezeichnet die Wahrnehmung von Körperbewegung und -lage im Raum oder bei der Lage einzelner Körperteile zueinander. Diese ist Teil der Interozeption und unterscheidet sich von der Oberflächensensibilität, insbesondere der taktilen oder haptischen Wahrnehmung. Insbesondere wird der Kraftsinn zur Propriozeption gerechnet, welcher Informationen über den Spannzustand von Muskeln und Sehnen liefert.
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Es ist besonders vorteilhaft, dass mittels der Steuer- und Recheneinheit und der Krafteinstelleinrichtung eine zum Öffnen oder Schließen der Tür aufzubringende Kraft in einem Bereich von 1,0 N bis 80,0 N, bevorzugt 2,5 N bis 65,0 N einstellbar ist. Somit ist die empfangene Information vom Benutzer beim Öffnen oder Schließen der Tür aufgrund des mechanischen Widerstandes propriozeptiv wahrnehmbar.
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Zudem liegt ein Vorteil der Erfindung darin, dass mittels der Feststelleinrichtung bereits bei einem sehr geringen Öffnungswinkel der Tür eine Information an den Benutzer übermittelbar ist. Insbesondere ist mittels der Krafteinstelleinrichtung die Kraft bei einem Öffnungswinkel des Türblattes in einem Bereich von 0° bis 180°, bevorzugt von 2° bis 90° einstellbar und/oder veränderbar. Es ist besonders vorteilhaft, dass eine Veränderung der zum Öffnen oder Schließen des Türblatts aufzubringenden Kraft bereits bei einem sehr geringen Öffnungswinkel des Türblattes von < 30°, bevorzugt < 10°, insbesondere < 5° erfahrbar ist. Beispielsweise ist die Krafteinstellungseinrichtung so eingerichtet, dass nach einem ersten Öffnen der Tür die Öffnungsdämpfung stetig ansteigt, sodass der Benutzer einen zunehmend stärkeren Widerstand propriozeptiv wahrnimmt. Dadurch, dass die Tür sich zwar zunächst öffnet, aber beispielsweise nicht so weit öffnet, dass der Benutzer durch die Tür durchtreten kann, wird direkt die Information an den Benutzer weitergegeben und dieser darauf aufmerksam gemacht, dass für das Durchtreten durch die Tür beispielsweise zunächst eine vorherige Desinfektion der Hände notwendig ist. Da mit der Krafteinstelleinrichtung auch ein sehr geringer Öffnungswinkel realisiert wird, kann der Benutzer zudem eine Fehlfunktion oder Blockade der Feststellvorrichtung oder einer Schließvorrichtung der Tür ausschließen und wird somit direkt auf einen anderen Grund für die Zutrittsverweigerung beim beabsichtigten Durchtreten durch die Tür hingewiesen.
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Des Weiteren ist mittels der Steuer- und Recheneinheit und der Krafteinstelleinrichtung die Kraft zum Öffnen oder Schließen der Tür derart einstellbar, dass der Benutzer die notwendige Kraft in jedem Öffnungswinkel des Türblattes nicht mehr aufwenden kann und somit das Türblatt in einem spezifischen, individuell einstellbaren Öffnungswinkel im Stillstand verbleibt.
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Zudem weist die erfindungsgemäße Feststellvorrichtung übliche Maßen auf und ist somit kompatibel zu Montageplatten vorhandener Schließsysteme. Folglich können auch vorhandene Schließsysteme mit der erfindungsgemäßen Feststellvorrichtung nachgerüstet oder erweitert werden.
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Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung beruht darauf, dass mittels der Krafteinstelleinrichtung der Feststellvorrichtung eine elektronische Veränderung des mechanischen Widerstandes und somit der aufzubringenden Kraft durch einen Benutzer beim Bewegen des Türblattes gezielt eingestellt und zur Herstellung eines propriozeptiven Reizes für die Vermittlung einer Information im Zusammenhang mit dem muskelbetriebenen Bewegen des Türblattes verwendet wird.
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Folgendes Begriffliche sei erläutert:
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Eine „Feststellvorrichtung“ ist insbesondere eine Vorrichtung zum Vermitteln einer Information an einen Benutzer beim Öffnen oder Schließen einer zum Türblatt gehörenden Tür. Mit der Feststellvorrichtung wird insbesondere gezielt das Öffnen oder Schließen des Türblattes beeinflusst. Eine Feststellvorrichtung verändert insbesondere eine zum Öffnen oder Schließen der Tür zu überwindende Kraft. Somit hält die Feststellvorrichtung nicht nur, wie bei konventionellen Feststellanlagen, die Tür in einem vorgegebenen Öffnungswinkel offen oder vollständig geschlossen, sondern die Feststellvorrichtung beeinflusst gezielt den Öffnungs- oder Schließvorgang an sich und somit die Bewegung des Türblattes. Die Feststellvorrichtung wird insbesondere an dem Türblatt montiert und/oder befestigt.
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Ein „Türblatt“ (auch „Türflügel“) ist insbesondere der bewegliche Teil einer Tür.
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Eine „Tür“ ist insbesondere eine drehbare Einrichtung zum Schließen einer Öffnung in einer Wand, einer Mauer, in einem Durchgang oder in einem Einstieg. Bei einer Tür kann es sich insbesondere um eine Außen- oder Innentür handeln.
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Bei einer Tür kann es sich insbesondere um eine Anschlagtür handeln, bei der das Türblatt an einer Seite angeschlagen und/oder befestigt ist. An dieser Seite befinden sich insbesondere die Anschläge und/oder Scharniere, welche die Tür halten. Die Anschläge oder Scharniere sind insbesondere an der Zarge befestigt. An der gegenüberliegenden Seite, auch Schlossseite genannt, sind insbesondere ein Schloss und/oder ein Türgriff angeordnet. Die Position der Anschläge von der Seite aus betrachtet, zu der hin sich das Türblatt öffnet, beschreibt die Bändigkeit der Tür. Hierbei wird insbesondere zwischen linksbändigen und rechtsbändigen Türen unterschieden. Bei Sichtbarkeit des Türscharniers auf der rechten Seite des Türblatts wird die Tür als rechtsbündige Tür oder Rechtstür bezeichnet, dementsprechend liegt bei einer Position des Türscharniers auf der linken Seite des Türblatts eine linksbändige Tür oder eine Linkstür vor. Eine Anschlagstür wird aufgrund der Rotationsbewegung um die Anschläge auch als Drehtür bezeichnet. Bei einer Tür kann es sich auch um eine Karusselltür handeln, welche insbesondere aus zwei bis vier an einer vertikalen Mittelachse angebrachten Türflügeln besteht, die in einem runden Gehäuse rotieren. Im Falle einer Karusselltür ist die Feststellvorrichtung bevorzugt an der vertikalen Mittelachse angeordnet.
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Eine „Zarge“ (auch „Türfutter“ genannt) bildet insbesondere einen dreiseitigen Rahmen um die Tür mit einer unten angeordneten Schiene (Schwelle). Die drei Seiten der Zarge (links, rechts, oben) werden üblicherweise gleich ausgeführt. Bei einer Stahlzarge ist die Zarge üblicherweise einstückig ausgeführt.
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Ein „bewegliches Verbindungselement“ ist insbesondere ein Element, welches die Feststellvorrichtung mit der Zarge der Tür oder einer die Tür umgebenden Fläche verbindet. Das bewegliche Verbindungselement ist insbesondere derart eingerichtet, dass es sich dem Bewegen der Tür beim Öffnen oder Schließen der Tür und somit dem Öffnungswinkel anpasst. Bei einem beweglichen Verbindungselement handelt es sich beispielsweise um ein Gestänge, welches in einer Gleitschiene laufend an der Zarge oder einer die Tür umgebenden Fläche befestigbar ist. Bei einem beweglichen Verbindungselement kann es sich auch um einen hydraulischen oder pneumatischen Türöffnungsdämpfer und/oder -begrenzer handeln.
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Bei einer „umgebenden Fläche“ handelt es sich insbesondere um die Wand um eine Tür und/oder um den Fußboden in der Nähe der Tür.
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Eine „Information“ ist insbesondere eine Information an den Benutzer, welche unmittelbar und/oder mittelbar mit dem muskelbetriebenen Bewegen des Türblattes und somit dem Öffnen oder Schließen der Tür zusammenhängend ist. Diese Information wird insbesondere von der Steuer- und Recheneinheit empfangen und mittels der Krafteinstelleinrichtung propriozeptiv an den Benutzer weitegegeben.
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Unter „mittelbarer Information“ wird insbesondere verstanden, dass die Information in keinem aktuellen zeitlichen Zusammenhang mit dem durch den Auf- oder Schließvorgang erschlossenen Bereich steht. Diese Information kann beispielsweise ein Warnhinweis bezüglich empfohlener oder einzuhaltender Arbeitsschutzmaßnahmen im erschlossenen Bereich sein. Die in dem Hinweis vermittelte Information betrifft weniger den Auf- oder Schließvorgang an sich, sondern eine dem Auf- oder Schließvorgang nachgelagerte Handlung. Eine unmittelbar mit dem Auf- oder Schließvorgang zusammenhängende Information steht in einem zeitlichen Zusammenhang mit dem durch den Auf- oder Schließvorgang erschlossenen Bereich. Bei einer „unmittelbaren Information“ kann es sich insbesondere um einen Hinweis zur Zugangsberechtigung, Raumnutzung und/oder biologische und/oder chemische Verunreinigung des durch den Auf- oder Schließvorgang erschlossenen Bereiches handeln. Eine unmittelbar mit dem Auf- oder Schließvorgang zusammenhängende Information betrifft den Benutzer aktuell vor und/oder in Ausführung der Bewegung des Türblattes selbst. Die Information kann insbesondere aus einer lokalen Quelle oder einer entfernten Quelle stammen. Bei einer lokalen Quelle wird die Information sensorisch in einem der anliegenden Räume erfasst, wie beispielsweise durch ein Bilderkennungssystem, Kohlenmonoxid- oder Raumluftsensor, sowie durch die Zustandsmessungen von Maschinen und Apparaten oder ähnliches. Als entfernte Quellen dienen insbesondere Datenbanken, Programmierschnittstellen zu Diensten, wie Kalendern, sowie sensorisch erfasste Informationen aus Bereichen, die nicht an der Tür anliegen. Dies schließt auch Informationen des Öffnungszustandes anderer Türen mit der erfindungsgemäßen Feststellvorrichtung ein.
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Eine „Empfangseinheit“ (auch „Empfänger“ genannt) ist insbesondere ein Empfangsgerät oder ein Bauteil, mit welchem insbesondere elektromagnetische Signale empfangen werden können. Die Empfangseinheit empfängt insbesondere digitale Signale, wie beispielsweise über Bluetooth, Wireless LAN, RFID und ähnliches. Bei einer Empfangseinheit kann es sich auch um eine Netzwerkschnittstelle handeln.
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Eine „Krafteinstelleinrichtung“ ist insbesondere eine Einrichtung, welche zum Einstellen einer Kraft zum Öffnen oder Schließen der Tür und somit zum Bewegen des Türblattes dient. Bei der „Kraft“ handelt es sich insbesondere um diejenige Kraft, welche beim Öffnen oder Schließen der Tür muskulär überwunden werden muss und die propriozeptiv erfahren wird.
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Unter einer „Steuer- und Recheneinheit“ wird insbesondere ein elektronisches Steuer- und Rechenwerk verstanden. Bei einer Steuer- und Recheneinheit kann es sich beispielsweise um eine Steuer- und Regeleinrichtung oder um einen Prozessor handeln. Bei der Vorgabe einer Information an die Krafteinstelleinrichtung dient die Steuer- und Recheneinheit auch der elektronischen Datenverarbeitung. Insbesondere verarbeitet die Steuer- und Recheneinheit Daten von zugeordneten Sensoren und steuert die Krafteinstelleinrichtung gezielt zum Einstellen einer Kraft zum Betätigen der Türklinke an. Statt einer Steuereinheit kann auch alternativ oder ergänzend eine Regeleinheit verwendet werden.
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Erfindungsgemäß weist die Krafteinstelleinrichtung einen Rotor und eine Spule auf, wobei ein Stromfluss durch die Spule einen Reibschluss zwischen Spule und Rotor bewirkt.
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Somit weist die Krafteinstelleinrichtung eine elektromagnetische Kupplung zur Herstellung eines propriozeptiven Reizes auf. Dabei wird die Veränderung des mechanischen Widerstandes durch das Einbringen einer elektromagnetischen Bremse, bestehend aus Spule und Rotor, und den Aufbau einer schaltbaren reibschlüssigen Verbindung dieser Bauteile realisiert. Hierbei schaltet die Steuer- und Recheneinheit den Stromdurchfluss der Spule.
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Die elektromagnetische Bremse und/oder elektromagnetische Kupplung bezieht ihre Antriebskraft insbesondere von einem Elektromagneten. Der Elektromagnet besteht insbesondere aus einem eisenhaltigen Kern, welcher beispielsweise als Welle und/oder Achse ausgebildet sein kann und mit einem Draht (Spule) umwickelt ist. Hierbei wird bei Stromfluss durch die Spule ein Magnetfeld erzeugt. Durch Reibschluss zwischen Spule und Rotor bei Stromfluss wird die elektromagnetische Bremse ausgebildet und resultiert somit in einer Veränderung der aufzubringenden Kraft für das Öffnen oder Schließen des Türblattes. Der Rotor als rotierendes Teil ist insbesondere mit einer Welle verbunden, beispielsweise über eine Passfederverbindung auf der Welle montiert und axial gesichert. Die Welle ist wiederum mit dem beweglichen Verbindungselement verbunden.
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Somit ist eine Veränderung der aufzubringenden Kraft beim Bewegen des Türblattes und somit des mechanischen Widerstandes in einfacher Art und Weise und direkt zu erzielen.
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Um die Drehbewegung des Türblattes um das Scharnier und/oder den Anschlag auszunutzen, ist oder sind die Spule und/oder der Rotor um eine Welle angeordnet, wobei der Rotor mit der Welle und die Welle mit dem beweglichen Verbindungselement verbunden sind.
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Somit findet zeitgleich mit der Drehbewegung des Türblattes am Scharnier und/oder Anschlag eine Drehbewegung der Welle der Feststellvorrichtung statt. Somit erfolgt über das bewegliche Verbindungselement, beispielsweise das Gestänge, eine Übersetzung der radialen Bewegung des Türblattes um ihren Anschlagspunkt auf eine radiale Bewegung des Rotors in der Spule der elektromagnetischen Bremse.
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In einer weiteren Ausführungsform der Feststellvorrichtung ist oder sind die Spule und/oder der Rotor koaxial mit der Welle angeordnet.
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Dadurch, dass die Spule und/oder der Rotor zentriert um die Welle und somit die Spule und der Rotor koaxial zueinander angeordnet sind, wird eine einfache Konstruktion erreicht und gleichzeitig eine optimale physikalische Kopplung erzielt. Folglich wird mittels der koaxial zueinander angeordneten Spule und dem Rotor eine gleichmäßige Bremskraft auf die Wellenachse aufgebracht.
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„Koaxial" (auch „gleichachsig“) bedeutet insbesondere, dass die Spule und/oder der Rotor und die Wellenachse eine übereinstimmende Rotationsachse aufweisen. Koaxial bedeutet auch, dass die Spule und die Welle zumindest eine gemeinsame Achse aufweisen.
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Zur gezielten Ansteuerung der Krafteinstelleinrichtung weist die Steuer- und Recheneinheit einen Mikrokontroller auf.
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Somit ist die Steuer- und Recheneinheit in einfacher Weise mit einem Standardbauteil realisiert.
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Ein „Mikrokontroller“ ist insbesondere ein Halbleiterchip, welcher einen Prozessor und/oder eine Peripheriefunktion aufweist.
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Um die Bewegungsrichtung des Türblattes zu identifizieren und somit zu erfassen, ob es sich um einen Öffnungs- oder Schließvorgang der Tür handelt, weist die Feststellvorrichtung einen Magnetencoder auf.
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Dadurch kann entsprechend der identifizierten Bewegungsrichtung der Stromdurchfluss der Spule aufgrund der empfangenen Informationen derart geschaltet werden, dass der mechanische Widerstand beim Öffnen oder Schließen der Tür entsprechend verändert wird.
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Ein „Magnetencoder“ (auch „magnetischer oder magnetoresistiver Drehgeber“) ist insbesondere ein Sensor für den Drehwinkel. Mittels des Magnetencoders wird insbesondere kontinuierlich die radiale Position des Rotors gemessen und dadurch bei Auslösung der Bewegung des Türblattes durch den Benutzer diese identifiziert. Der Magnetencoder dient insbesondere dazu, die Richtung der Bewegung des Türblattes und somit das Öffnen oder Schließen des Türblattes zu identifizieren.
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Damit die Information oder eine andere Information empfangbar und/oder sendbar ist, ist der Feststellvorrichtung eine Netzwerkschnittstelle zugeordnet oder die Feststellvorrichtung weist eine Netzwerkschnittstelle auf.
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Somit können neben der empfangenen Information auch andere Informationen von lokalen oder entfernten Quellen, beispielsweise ein Raumplan mit gekennzeichneten Zugangsbeschränkungsbereichen an die Feststellvorrichtung und somit die Steuer- und Recheneinheit übermittelt und für die Veränderung der aufzubringenden Kraft mittels der Krafteinstelleinrichtung verwendet werden.
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Somit stellt die Feststellvorrichtung eine Eingabe-/Ausgabeanordnung von Informationen dar, wobei als Eingabe insbesondere der Öffnungswinkel und das Öffnungsverhalten und als Ausgabe der propriozeptiv wahrnehmbare mechanische Widerstand der Human-Machine-Interaction verwendet werden.
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Eine „Netzwerkschnittstelle“ ist insbesondere eine Schnittstelle, welche einem Computer, Prozessor, Mikrokontroller oder einer Netzwerkkomponente den Zugang zu einem Rechnernetz ermöglicht.
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In einer weiteren Ausführungsform der Feststellvorrichtung ist oder sind mittels der Krafteinstelleinrichtung die Kraft und/oder der mechanische Widerstand schrittweise oder stufenlos einstellbar.
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Dadurch kann die aufzubringende Kraft entsprechend des Öffnungs- und/oder Schließvorganges individuell und spezifisch an die empfangene Information auch zeitlich angepasst werden.
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Zum unmittelbaren und schnellen Einstellen der aufzubringenden Kraft weist die Krafteinstelleinrichtung eine Stellzeit kleiner 50 ms, bevorzugt kleiner 30 ms, auf.
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Eine „Stellzeit“ ist insbesondere der Zeitraum, in dem eine Veränderung der Kraft und/oder des mechanischen Widerstandes mittels der Feststelleinrichtung eingestellt wird.
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Hierbei ist es besonders vorteilhaft, dass die Betätigung der Krafteinstelleinrichtung akustisch unterhalb der akustischen Absolutschwelle liegt. Somit ist diese weder für den Benutzer noch für andere sich in der Nähe befindende Personen akustisch wahrnehmbar.
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In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch einen Türschließer zum Schließen einer Tür, wobei der Türschließer eine zuvor beschriebene Feststellvorrichtung aufweist.
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Somit ist auch bei einem Türschließer, welcher insbesondere ein selbsttätiges Schließen einer Tür bewirkt, die aufzubringende Kraft beim Öffnen oder Schließen der Tür beeinflussbar und über die propriozeptive Wahrnehmung des Benutzers eine entsprechende Information vermittelbar. Im Falle eines selbsttätigen Türschließers kann beim Schließen der Tür die Beeinflussung der Kraft alternativ oder ergänzend zum selbsttätigen Schließen erfolgen. Im Notfall, beispielsweise im Brandfall, kann hierbei das selbsttätige Schließen Priorität über die Krafteinstellung erhalten.
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Ein „Türschließer“ bewirkt insbesondere das selbsttätige Schließen einer Tür, beispielsweise durch Nutzung von Schwerkraft oder einer eingebrachten Federkraft. Die im Rahmen des Schließvorgangs genutzte Kraft muss insbesondere zur Öffnung der Tür manuell oder elektrisch beim Türschließer überwunden werden. Diese auch als „Öffnungsmoment“ bezeichnete Kraft darf für ein barrierefreies Bauen ein Maximum von 47 Nm nicht überschreiten. Um zu einer formalen Anforderung an die Funktionsweise des sicheren Verschließens von Türen, sowie die Gebrauchstauglichkeit von Türschließern im Verbau in diversen Türzargenkonstellationen zu genügen, verfügen Türschließer insbesondere über die Möglichkeit der Veränderung der Federspannung und/oder des resultierenden Schließ- und Öffnungsmomentes. Zusätzlich können diese bei dem erfindungsgemäßen Türschließer durch die Feststellvorrichtung und/oder Krafteinstelleinrichtung gezielt verändert werden. Bei einem Türschließer handelt es sich auch um einen Türfeststellanlage.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt
- 1 eine schematische Explosionszeichnung einer Feststellvorrichtung mit einer elektromagnetischen Kupplung an einem Türblatt.
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An einem rechtsbändigen Türblatt 103, welches mittels Scharnieren an einer Türzarge 105 drehbar angeordnet ist, ist eine Feststellvorrichtung 101 montiert. Die Feststellvorrichtung 101 weist eine elektromagnetische Kupplung 113 mit einem Rotor 115, welcher an einer Welle 111 befestigt ist, und eine Spule 117 auf. Die Welle 111, der Rotor 115 und die Spule 117 sind koaxial zueinander angeordnet.
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Des Weiteren weist die Feststellvorrichtung 101 eine DC-Stromversorgungseinheit 119, einen Magnetencoder 121, einen Mikrokontroller 123 und eine Netzwerkschnittstelle 125 auf. Der DC-Stromversorgungseinheit 119 dient zur Stromversorgung der vorgenannten Bauteile der Feststellvorrichtung für einen Stromfluss durch die Spule 117.
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Die Feststellvorrichtung 101 ist mittels einer Montageplatte obenliegend und bandseitig auf dem Türblatt 103 aufgebracht und über die mit dem Rotor 115 verbundene Welle 111 und einem beweglichen Gestänge 109 mit einer an der Türzarge 105 befestigten Gleitschiene 107 verbunden. Das der Welle 111 gegenüberliegende Ende des beweglichen Gestänges 109 ist in der Gleitschiene 107 frei linear bewegbar. Durch das Gestänge 109 wird eine Übersetzung einer radialen Bewegung des Türblattes 103 um seinen Anschlagspunkt beim Öffnen oder Schließen des Türblattes 103 auf eine Übersetzung einer radialen Bewegung mittels der Welle 111 auf den befestigten Rotor 115 in der Spule 117 der elektromagnetischen Kupplung 113 bewirkt. Hierbei wird die Koaxialität von Spule 117 und Rotor 115 über die Verbindung durch die Welle 111 gewährleistet, wobei die Spule 117 über einen Flansch orthogonal zum Türblatt 103 und parallel zur Rotationsachse der Scharniere durch die Montageplatte kopf- und bandseitig an dem Türblatt 103 aufgebracht ist.
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Mittels eines nicht gezeigten Bilderkennungssystems ist eine lokale Information über das fehlende Tragen von Arbeitsschutzkleidung eines Benutzers der Türblattes 103, welche mittelbar mit einem Öffnen des Türblattes 103 zusammenhängt, an die Netzwerkschnittstelle 125 der Feststellvorrichtung 101 übermittelt worden. Da der Benutzer, welcher gerade die Tür des Türblattes 103 betätigen will, entsprechend der Informationen des Bilderkennungssystems keine Arbeitsschutzkleidung trägt, wird mittels des Mikrokontrollers 123 ein Stromfluss durch die Spule 117 erhöht und somit ein Reibschluss von Rotor 115 und Spule 117 der elektromagnetischen Kupplung 113 bewirkt, wodurch eine durch den Benutzer aufzubringende Kraft zum Öffnen des Türblattes 103 schrittweise erhöht wird. Somit wird der Benutzer mittels der Feststellvorrichtung 101 mit elektromagnetischer Kupplung 113 durch die Erhöhung der aufzubringenden Kraft beim Öffnen des Türblattes 103 auf die fehlende Arbeitsschutzkleidung direkt propriozeptiv hingewiesen, ohne dass andere Personen im Umfeld diese empfangene Information an den Benutzer und somit seinen Fehler wahrnehmen können, und ohne dass eine vollständige funktionale Einschränkung des Türblattes 103 und somit der Tür auftritt. Während des vorgehend beschriebenen Vorgangs wird der Drehwinkel kontinuierlich vom Magnetencoder 121 überwacht, indem kontinuierlich eine radiale Position des Rotors 115 durch den Magnetencoder 121 gemessen wird, und somit die Bewegungsrichtung des Türblattes 103 bestimmt. Eine Verarbeitung der Sensordaten des Magnetencoders 121 sowie der Schaltung des Stromflusses der Spule 117 erfolgt durch den Mikrokontroller 123.
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In einer anderen Anwendung der Feststellvorrichtung 101 wird diese zur Sensibilisierung von Besuchern und Personal für eine mögliche Kontamination mit multiresistenten Erregern (MRE) in einer stationären medizinischen Einrichtung genutzt. Hierzu wird eine lokale Information, welche unmittelbar mit einem Öffnungs- und Schließvorgang des Türblattes 103 zusammenhängt vermittelt, wobei die lokale Information von einem sensorisch Desinfektionsvorgänge überwachenden Desinfektionsspender stammt, wobei die Besucher und das Personal als durch die Tür des Türblatts 103 eintretende Raumnutzer über nicht erfolgte Desinfektionsmaßnahmen propriozeptiv mittels der Feststellvorrichtung 101 informiert werden.
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In einer weiteren Anwendung der Feststellvorrichtung 101 wird eine entfernte Information, welche unmittelbar mit dem Öffnungs- und Schließvorgang zusammenhängt zur Information von Raumnutzern über Raumbelegungen von Besprechungsräumen informiert. Hierbei wird die Information aus einem entfernten Kalender-/Raumberufungssystem bezogen und über die Netzwerkschnittstelle 125 an den Mikrokontroller 123 übermittelt. Im Falle einer Raumbelegung eines Raums, zu dem ein Benutzer sich gerade durch Öffnen des Türblatts 103 der entsprechenden Tür Zutritt verschaffen wird, wird die aufzubringende Kraft zum Öffnen dieser Tür erhöht und somit der Eintretende über eine Raumnutzung unmittelbar unterrichtet und ein nicht störender, unauffälliger Öffnungs-/Schließvorgang durch den Eintretenden unterstützt.
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Die Feststellvorrichtung 101 am Türblatt 103 stellt für derartige Anwendungen eine deutliche Verbesserung gegenüber automatisch geschlossenen Türen dar, da eine Erhöhung der aufzubringenden Kraft des Türblattes 103 weiterhin eine Einhaltung von Fluchtwegekonzepten, beispielsweise im Brandfall, erlaubt und Flucht- und Rettungswege nicht beeinträchtigt werden und sich im Ernstfall weiterhin uneingeschränkt nutzen lassen.
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Bezugszeichenliste
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- 101
- Feststellvorrichtung
- 103
- Türblatt
- 105
- Türzarge
- 107
- Gleitschiene
- 109
- Gestänge
- 111
- Welle
- 113
- elektromagnetische Kupplung
- 115
- Rotor
- 117
- Spule
- 119
- DC-Stromversorgungseinheit
- 121
- Magnetencoder
- 123
- Mikrokontroller
- 125
- Netzwerkschnittstelle
