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Vorrichtung zum selbsttätigen Öffnen und Schließen der Flügel von
Türen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum selbsttätigen Öffnen und Schließen
der Flügel von Türen.
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Es sind bereits Vorrichtungen bekannt, bei denen das Öffnen bzw. Schließen
der Flügel von Türen üb°r ein mit einem Motor gekuppeltes Getriebe erfolgt, wobei
der Flügel in den Endstellungen seines Schwenkbereiches mit End- oder Anschlagschaltern
zusammenwirkt, die ihrerseits den Motor abstellen. Diese Ausführungen haben den
Nachteil, daß der Flügel mit groß-.r Wucht gegen die Anschläge trifft, so daß neben
der damit verbundenen, z. B. für Glastüren empfindlichen Erschütterung die Gefahr
einer Beschädigung der Endschalter und der Anschlagstellen selbst besteht. Durch
einen zu starken Aufprall des Flügels gegen den Anschlag kann sie sich verwinden,
insbesondere dann, wenn die Anschläge so angeordnet sind, daß sie einen zu großen
Hebelarm bilden. Auch ist dadurch eine Beschädigung der Sperrsicherungen an der
Tür möglich. Man hat versucht, diesen Mangel durch den Einbau von Rutschkupplungen
zu beheben und damit den Anprall des Flügels gegen die Anschläge vermindert. Dies
ist jedoch insofern nicht genügend, da der Aufschlag von der Kupplung nicht ganz
aufgehoben werden kann. Insbesondere wirkt sieh dies bei vielfach erwünschtem schnellem
und häufigem Schwenken von Flügeln, beispielsweise für Aufzüge od. dgl., ungünstig
aus. Hinzu kommt, daß insbesondere bei schweren Flügeln wegen der schnellen Beschleunigung
die Getriebeteile sehr stark beansprucht werden und daher einen starken Verschleiß
unt°rliegen.
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Es sind weiterhin Vorrichtungen zum selbsttätigen Öffnen oder Schließen
der Flügel von Türen bekannt, bei denen die Größe des Türschwenkwinkels durch das
die Schwenkung erzeugende Getriebe festgelegt ist und bei denen die Schwenkgeschwindigkeit
im Mittelbereich der Bewegung gegenüber der Schwenkgeschwindigkeit in den Endbereichen
größer ist, und zwar dadurch, daß zwischen dem Antriebsmotor und dem Türflügel ein
Kurbelschleifengetriebe eingeschaltet ist. Die bekannten Vorrichtungen dieser Art
beanspruchen jedoch einen derartig großen Raum, daß sie bei den heute gebräuchlichen
dünnen Boden- und Wandstärken nicht für einen in den Boden oder in die Wand eingelassenen
Einbau geeignet sind, und vor allen Dingen würde ein nachträglicher Einbau derartiger
Vorrichtungen in den wenigsten Fällen möglich sein, selbst dann nicht, wenn der
als doppelarmiger Hebel ausgebildete Schwinghebel, bei dem ein Kurbelzapfen in die
Schlitzführung des einen Hebelarmes eingreift und das Zahnsegment des anderen Hebelarmes
mit dem Stirnrad der Türantriebsachse zusammenwirkt, gegenüber der Motorachse um
90° versetzt angeordnet ist.
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Man hat auch schon vorgeschlagen, zwei Türflügel durch eine geradverzahnte,
über ein angetriebenes Ritzel verschiebbare Zahnstange zu schwenken, indem das eine
Ende der Zahnstange über zwei zwischengeschaltete, jeweils an einem Türflügel angelenkte,
von der Mittelachse der Zahnstange sich beim Öffnen der Türflügel nach außen schwenkende
Stangen mit den Türflügeln verbunden ist. Der Raumbedarf einer solchen Anordnung
ist jedoch zu beträchtlich, als daß sie in der Praxis Verwendung finden könnte.
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Durch die Erfindung sollen die vorbeschriebenen Mängel beseitigt und
eine Vorrichtung zum selbsttätigen Öffnen und Schließen der Flügel von Türen geschaffen
werden, die sich durch gedrungenen, raumsparenden und geschlossenen Aufbau auszeichnet
und hierdurch vielseitig verwendbar ist, und zwar sowohl in bezug auf die Größe
der zu betreibenden Anlage als auch auf die Häufigkeit und Geschwindigkeit der einzelnen
aufeinanderfolgenden Türbewegungen, und die auch zum nachträglichen Einbau Verwendung
finden kann. Dies wird im wesentlichen dadurch erreicht, daß das zum Öffnen und
Schließen der Tür bestimmte, von einem Motor über ein als Schneckenrad ausgebildetes
Zwischenrad angetriebene, auf die Flügeldrehachse über einen mit dem Türflügel kuppelbaren
Wellenstumpf einwirkende Übertragungsglied unmittelbar auf dem Zwischenrad exzentrisch
gelagert ist und an seinem der Lagerstelle abgekehrten Ende einen geradlinig verzahnten
Bereich aufweist, der mit einem Ritzel kämmt. Das die Motorantriebswelle übergreifende
Übertragungsglied ist zweckmäßig mit seiner Längsachse gegenüber der Längsachse
der Motorantriebswelle, wie an sich bekannt, um 90° versetzt. Der Motor kann hierbei
sowohl nur in einer als auch in beiden Drehrichtungen umlaufen, und die Wahl des
Antriebes kann entsprechend den gewünschten Anforderungen
- z.
B. ob lange oder kurze Öffnungszeiten der Tür erwünscht sind od. dgl. - getroffen
werden. Ferner können durch die vorgesehene Schnekkenradübersetzung, die an sich
bekannt ist, handelsübliche -Motoren verwendet werden, so daß der Einbau sehr langsam
laufender und dementsprechend teurer Motoren nicht erforderlich und die Einrichtung
dadurch billig herstellbar ist. Es empfiehlt sich, das Ritzel auf dem mit dem Flügel
gekuppelten Wellenstumpf frei drehbar zu lagern. Es empfiehlt sich weiterhin, die
Verzahnungen des Ritzels und des Übertragungsgliedes so anzuordnen, daß sie im wesentlichen
den Türschwenkwinkel angepaßt sind. Dabei können selbstverständlich Vorkehrungen
getroffen werden, die eine Änderung des Schwenkwinkels von der Getriebeseite
her ermöglichen, um z. B. den Schw°iikwinkel oder den Anlagedruck des Türflügels
beliebig einstellen zu können.
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Zur Übertragung des Drehnioinentes auf den Türflügel ist zwischen
dem Ritzel und dein mit dem Tür-Hügel verbundenen Wellenstumpf eine Kupplung eingebaut,
und zwar vorzugsweise, wie an sich bekannt, eine Rutsch- oder Reibungskupplung,
die auf einen bestimmten Höchstwert einstellbar ist und zugleich als Cberlastungskupplung
wirkt. Der eine. vorzugsweise mit einem Reibbelag versehene Kupplungsteil wird zweckmäßig
finit dem Ritzel fest verbunden und wirkt mit dem anderen, mit dem Wellenstumpf
auf 'Mitdrehen gekuppelten und unter vorzugsweise durch Federn eintelll>aren Anpreßdruck
stehenden Kupplungsteil zusammen. Als Druckmittel können beispielsweise gleichmäßig
über die ganze Druckfläche verteilte Tellerfederpakete od. dgl. verwendet werden.
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Die Antriebselemente werden zweckmäßig, wie an sich bekannt, in einem
sie umgebenden Gehäuse, das gegossen oder aus Einzelteilen zusammengeschweißt werden
kann, aufgenommen. In diesem Gehäuse. dessen eine Seite durch einen Deckel verschließbar
ausgebildet werden kann, sind vorteilhaft auch die Lagerstellen für die einzelnen
Elemente vorgesehen. Der Antriebsmotor kann mit der Antriebsseite an dieses Gehäuse
angeflanscht oder auch in das Gehäuse eingebaut werden. Die entweder unmittelbar
auf der Motorantriebswelle angeordnete oder auf einer mit dieser verbundenen Zwischenwelle
vorgesehene Schnecke wirkt auf ein im Gehäuse gelagertes Schnekkenrad ein. das einen,
gegebenenfalls mit dein Schnek-. kenrad aus einem Stück bestehenden Lagerzapfen
zur Aufnahme des L`hertragungsgliedes aufweist, der exzentrisch zum Schneckenradmittelpunkt
liegt. Das Übertragungsglied kann mit einem mit einer Lagerbuchse versehenen Auge
diesen Zapfen übergreifen und an :einem freien, mit der bereits erwähnten Verzahnung
ver-sehenen Ende gabelförmig ausgebildet sein, wo]-2i der eine der beiden Gabelschenkel
mit der Verzahnung versehen ist, während der andere der Leiden Gabelschenkel eine
glatte Führungsfläche aufwcist. Das mit der Verzahnung zusammenwirkende Ritzel kann
nur über einen bestimmten Abschnitt verzahnt sein. so daß dadurch ein Zahnsegment
g"aiildet wird. Der unverzahnte Teil des Ritzels kann mit dem mit der Führungsfläche
versehenen Gabelschenkel nach Art einer Gleitführung zusammenwirken. Als Üb,2rtragungsglied
kann jedoch auch eine auf de:ii Schnekkenrad. l;eispielsweise in der oben beschriebenen
Art gelagerte Zahnstange dienen. Die Zahnstange kann dann mit dem Ritzel kämmen
und zur Sicherung der Eingriffsverhältnisse an dein der Verzahnung abgekehrten Teil
eine Führungsfl<:che anfw:i@ e-,. s#: z. B. eine Führungsrolle od. dgl. angreift.
Die Inbetriebsetzung der Einrichtung kann in verschiedener «"eise erfolgen. So können
z. B. für die Steuerung des Antriebsmotors Lichtschranken, Kontaktteppiche oder
andere gebräuchliche Einrichtungen dienen, die entsprechend den jeweils gegebenen
Einbau- und Betriebsverhältnissen vorteilhaft angewendet werden können. Zum Ausschalten
des Antriebsmotors nach einem Arbeitsspiel, d. h. nach einem Auf- und Zuschwenken
des Flügels, kann beispiels@veise ein von dem Übertragungsglied betätigter Ausschalter
angewendet werden. Der Ausschalter kann jedoch in gleicher Weise auch durch den
Türflügel selbst betätigt werden, so daß auch hierin verschiedene Abwandlungsmöglichkeiten
gegeben sind.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung liegt darin,
daß sämtliche Antriebselemente unter Flur liegen und daher keine das Schwenken des
Türflügels behindernde sowie in die lichte Türöffnung ragende Antriebs- oder Übertragungsmittel
vorhanden sind. Zum Einbau ist lediglich ein zweckmäßig unterhalb der Fliigeldrehachse
angeordneter Schacht erforderlich, der den Antriebsmotor sowie das die Antriebsimittel
enthaltende Gehäuse aufnimmt. Der Schacht kann in einfacher Weise durch einen Deckel
verschlossen werden, so daß die Antriebsmittel leicht zugänglich sind, sei es, um
sie zu überwachen, oder z. B. zur Anbringung der elektrischen Anschlüsse.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt.
Dabei zeigt Fig. 1 einen Türantrieb mit Tür in schematischer Darstellung.
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Fig. 2 einen Türantrieb im Längsschnitt.
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Fig. 3 eine Draufsicht auf die Fig. 2 bei teilweise weggebrochenem
Deckel und die Fig. 4 eine gegenüber der Fig. 2 abgewandelte Ausführungsform.
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In einem im Boden 5 eingebauten Schacht 6 ist ein die Antriebselemente
aufnehmendes Gehäuse 7 eingelassen, an das ein Antriebsmotor 8 angeflanscht ist.
Mit dem Wellenstumpf 9 des Motors 8 ist eine mit diesem gleichachsig liegende Welle
10 gekuppelt, deren zweites Ende in einem in dem Gehäuse 7 vorgesehenen Lageransatz
11 gelagert ist. Auf der Welle 10 ist eine Schnecke12 befestigt, die mit einem gleichfalls
in Ansätzen 13 des Gehäuses 7 gelagerten Schneckenrad 14 zusammenwirkt. Das Schneckenrad
14 ist mit beidseitigen Lagerzapfen 14' versehen, die in die Innenringe von Wälzlagern
15 eingeschoben sind. Die Außenringe der Wälzlager 15 sind in die Ansätze 13 des
Gehäuses 7 eingepaßt. Das Schneckenrad 14 trägt auf einer Seite einen exzentrisch
zu seinem Mittelpunkt angeordneten Zapfen 16, der als Lagerzapfen für ein Übertragungsglied
17 ausgebildet ist. Das Übertragungsglied 17 ist mit einem Lagerauge unter Zwischenschaltung
einer Lagerbuchse 16' auf den Zapfen 16 aufgeschoben und kann gegebenenfalls gegen
Axialbewegung gesichert werden. An seinem freien Ende ist das Übertragungsglied
17 gabelförmig ausgebildet, wobei der eine Gabelschenkel 18
mit einer Verzahnung
versehen ist und der andere Gabelschenkel 19 eine glatte Führungsfläche aufweist.
Die Gabelschenkel 18 und 19 erstrecken sich etwa bis zur Mitte oder auch über diese
hinaus eines segmentartig verzahnten Ritzels 20, das frei drehbar auf einem mit
einem Ende in dem Gehäuse 7 gelagerten Wellenstumpf 21 gelagert ist. Zur Aufnahme
des Lagerendes 21' des Wellenstumpfes 21 weist das Ge häuse 7 einen weiteren mit
einer Büchse 24 ausgekleidet:nAnsatz 25 auf, auf dessen flacher Stirnfläche ein
Drucklager 26 aufliegt. Der Wellenstumpf 21 ist mit
einem Bund 22
versehen, der einerseits auf dem Drucklager 26 aufliegt und somit das Gewicht des
Türflügels 4 auf diesen überträgt, und auf dem Bund 26 liegt andererseits das Ritze120
auf. Der Wellenstumpf 21 ragt mit seinem anderen Ende 23 aus dein mit einem Deckel
27 nach oben verschlossenen Gehäuse 7 heraus und dient zur Aufnahme des Türflügels
4 und zur Übertragung des Drehmomentes auf diesen. Die Kupplung mit dem Türflügel
kann in verschiedener Weise erfolgen. Die zweite Lagerstelle für den ZVell-enstumpf
21 ist in dem Gehäusedeckel 27 vorgesehen, und zwar in der Weise, daß ein auf den
Wellenstumpf 21 aufgeschobenes Druckglied 28 mit einem Wälzlager 29 versehen ist,
dessen Außenring in dem Gehäusedeckel 27 eingepaßt ist. Der finit Schrauhen 30 mit
dein Gehäuse 7 verbundene Gehäusedeck-°1 27 ist im Bereich des Durchtrittes des
Wellenstumpfendes 23 erhöht, so d_aß in dieser Erhöhung 27' das Wälzlager 29 und.
um das Eindringen von Fremdkörpern oder Feuchtigkeit in das Gehäuse zu verhindern,
eine Manschettendichtung 31 angeordnet werden können. Der Deckel 27 kann weiterhin
Schmierlöcher oder Nippel aufweisen, die aber in der Zeichnung nicht dargestellt
sind. Zwischen dem Druckglied 28 und dein Wellenstumpf 21 findet nur beim Verstellen
des Druckgliedes 28 eine Axialverschiebung statt. Als Verstellmittel dienen zwei
an einem abgesetzten Gewindeteil des Wellenstumpfes 21 verschraubbare und gegeneinander
feststellbare Muttern 32, die auf das Druckglied 28 einwirken.
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Zwischen dem Druckglied 28 und dem Ritzel 20 ist eine die Drehbewegung
übertragende. aus zwei Kupplungshälften 33. 34 bestehende Rutschkupplung angeordnet,
deren eine Hälfte 33 mit einem Reibbelag 35 versehen ist. Der untere, mit dem Belag
35 versehene Kupplungsteil 33 ist mit dem Ritzel 20 durch mehrere Madenschrauben
36 festverbunden. Der Belag 35 ist in der üblichen Weise durch Niet 37 od.dgl. an
dem Kupplungsteil 33 befestigt. Der obere Kupplungsteil 34, dessen Längsachse
mit der des Wellenstumpfes 21 zusammenfällt, ist mittels eines Kupplungsstiftes
38, der in einem Längsschlitz 39 des Wellenstumpfes 21 verschiebbar aufgenommen
ist, mit dem Wellenstumpf 21 derart verbunden, daß ein Gegeneinanderdrehen durch
den Kupplungsstift 38 verhindert ist, daß jedoch eine axiale Verstellung der beiden
Teile - des oberen Kupplungsteiles 34 und des Wellenstumpfes 21 - möglich ist. Der
obere Kupplungsteil 34 weist ferner mehrere mit ihm verbundene und gleichmäßig über
den Umfang verteilte Stifte 40 auf, die als Schrauben od. dgl. ausgebildet sein
können, die zur Aufnahme und Zentrierung von den Kupplungsdruck erzeugenden Druckfedern,
im dargestellten Ausführungsbeispiel Tellerfedern 41, dienen. Die Stifte 40 treten
in Bohrungen des Druckgliedes 28 ein und verbinden es mit dem oberen Kupplungsteil
34. Die zu je einem Paket übereinander angeordneten Tellerfedern 41 stützen sich
einmal gegen den oberen Kupplungsteil 34 und zum anderen gegen das Druck-' c or
'lied 28 ab, das, wie bereits erwähnt, der Einstellung des Anpreßdruckes der beiden
Kupplungsteile 33, 34 dient.
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Die Einstellungerfolgt in der Weise, daß die untere Mutter der beiden
auf den Wellenstumpf 21 aufgeschraubten Muttern 32 nach vorherigem Lösen beider
'futtern 32 angezogen wird. Dadurch wird das Druckglied 28 nach unten bewegt und
drückt die Tellerfedern 41 zusammen. wodurch der Druck der beiden Kupplungsteile
33. 34 gegeneinander größer wird. Ist der er@viiiisclite Druck erreicht, wird die
zweite Mutter gegen die erste Mutter angezogen, damit unbeabsichtigtes Lösen oder
eine unbeabsichtigte Veränderung des Anpreßdruckes verhindert wird. Zur Verstellung
des Anpreßdruckes bei eingebauter Anlage ist es nur notwendig, den den Schacht 6
verschliAenden Deckel abzunehmen und mit einem Schlüssel die außerhalb des Gehäusedeckels
27 liegenden Muttern 32 zu drehen.
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Bei der in der Fig. 4 gezeigten Ausführungsform ist gleichfalls ein
mit einem Gehäuse 7 verbundener Antriebsmotor 8 vorhanden, dessen @V ,ellenstumpf
oder Wellenverlängerung 9 eine Schnecke 12 trägt. Diese arbeitet mit einem in dem
Gehäuse 7 gelagerten Schnekkenrad 14 zusammen, das seinerseits das Übertragungsglied
17 auf einem mit dem Schneckenrad 14 fest verbundenen oder an diesem angeforinten
Lagerzapfen 16, aufnimmt, der exzentrisch zu dem Schnekkenradmittelpunkt liegt.
Das Übertragungsglied 17 ist mit einem Lagerauge 17' versehen und gegebenenfalls
unter Zwischenschaltung einer Lagerbuchse auf dem Zapfen 16 geführt und dort, wenn
dies erforderlich erscheint, gegen Axialverschiel)uiig gesichert. Das L'h.:rtragungsglied
17 ist als Zahnstange ausgebildet, die mit ihrem freien verzahnten Ende 47 mit einem
Ritzel 20' kämmt. das auf einem im Gehäuse 7 gelagerten und in der oben beschriebenen
Weise finit d.2m Türflügel 4 verbundenen Wellenstumpf 21 gela-°rt ist.
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Wie bei den in den Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungsformen kann zwischen
dem Ritz-2120' und dein Wellenstumpf 21 noch eine Kupplung eingeschaltet werden,
die, wie bereits erwähnt, bei einem einen gewissen Höchstwert überschreitenden Wert
anspricht. wobei dieser Höchstwert in der ohenerwähnten Weise einstellbar ist. Um
den Eingriff der Zahnstange 47 konstant zu halten, ist auf der der Verzahnung 47
des Übertragungsgliedes 17 gegenül)erlieg-end°n Seite eine Führungsrolle 48 angeordnet.
In bezug auf die Einbauv erhältnisse und die Wartung des Antriebes des Ausführungsbeispieles
gemäß Fig.4 gilt ini wesentlichen das gleiche wie bei dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten
Ausführungsbeispiel.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Wird -der den Motorstromkreis
schließende Kontakt, sei es eine Lichtschranke od. dgl., betätigt, so beginnt der
Motor 8 in dem vorgegebenen Drehsinn zu lau``.2n. Die mit der Motorwelle 9 verbundene
Schnecke 12 treibt das Schneckenrad 14 an, das die Drehbe-,vegung über den auf dem
Schneckenrad 14 angeordneten Lagerzapfen 16 dem Übertragungsglied 17 mitteilt. Die
an dem freien Ende des Übertragungsglieds 17 angeordnete Verzahnung kämmt mit den
Zähnen des auf dem Wellenstumpf 21 drehbar gelagerten Ritz?ls 20, so daß das Ritzel
20 über die Kupplung 33. 34 und den Wellenstumpf 21, 23 den mit diesem verbundenen
Türflüge14schwenkt. Der Verlauf der Schwenkgeschwindigkeit erfolgt im wesentlichen
sinusförinig. Der Türflügel 4 wird also zunächst langsam bis zu einem im mittleren
Schwenkbereich liegenden Höchstwert beschleunigt und sodann wieder verzögert, bis
er in seiner Endstellung angelangt ist. In dieser Endstellung verharrt der Türflügel
4 etwas, um dann erneut bis auf einen Höchstwert beschleunigt und wieder verzögert
zu werden, bis er wieder in die Anfangsstellung zurückgekehrt ist. Der Stromfluß
wird dann durch einen Ausschalter, der durch den Türflügel, das Übertragungsglied
oder ein anderes Element betätigt werden kann, unterbrochen. In dieser Stellung
kann dann wieder erneut eingeschaltet werden, und das oben beschriebene Spiel wiederholt
sich. Die Größe und Leistunsfähigkeit der elektrischen Schalt- und Ant'
triebselemente
wird in den meisten Fällen von der voraussichtlichen Schalthäufigkeit abhängen und
dadurch bestimmt werden.
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Wenn der Türflügel während der Schwenkung auf einen Widerstand stößt,
spricht die Kupplung 33.34 an, so daß der Türflüge14 sofort zum Stillstand kommt.
Durch das langsame Anlaufen und durch das Verzögern des Türflügels 4, das, wie schon
erwähnt, ein hartes Aufschlagen verhindert, werden auch die Antrieliseleinente weitgehend
geschont, so daß diese nun einem geringen Verschleiß unterliegen.
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Wie bereits erwähnt, sind die in der Zeichnung dargestellten Ausführungen
nur beispielsweise Verwirklichungen der Erfindung, und es ist die Erfindung nicht
darauf beschränkt. Vielmehr sind noch mancherlei andere Ausführungen und Anwendungen
möglich. So könnte z. B. an dem Übertragungsglied 17 ein \'erriegeluitgsstift angeordnet
werden, der den Türflügel im geschlossenen Zustand verriegelt und beim Öffnen der
Tür diese Verriegelung aufhebt. Ferner könnte als Übertragungsglied auch ein mit
einem an dem `Vellenstumpf befestigten Arm zusammenwirkender, vorzugsweise verstellbarer
Hebel dienen, der in der gleichen Weise exzentrisch gelagert ist wie das mit einer
Verzahnung versehene Übertragungsglied 17. Eine derartige Hebelübertragung würde
ein leichtes Verstellen des Türschwenkwinkels ermöglichen.
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Auch die Anordnung und Wahl der Kupplung ist verschieden abwandelbar.
Sie kann, wenn die Schwenkgeschwindigkeiten bei gleichbleibender Motordrehzahl und
gleichbleibenden Zähnezahlen der Antriel)smitteI geändert werden sollen, auch nach
Art der bekannten stufenlos regelbaren Reibradantriebe ausgeführt werden, wobei
der Anpreßdruck der beiden Scheiben -zueinander z. B. durch verstellbare Federn
regelbar sein kann. Auch die Art der elektrischen Schaltmittel ist, wie bereits
erwähnt, mannigfach abwandelbar, und es wird von den jeweils vorhandenen Bedingungen
abhängen, ob Lichtschranken, Druckkontakte oder ähnliche Schaltmittel verwendet
werden.