DE1584136C2 - Betätigungsvorrichtung für Türen o.dgl - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Betätigungsvorrichtung für Türen od. dgl., bestehend aus einem im wesentlichen rotationssymmetrischen Gehäuse und einem im Gehäusedeckel geführten Türbetätigungsglied, das mit einem Mutter- und Spindelantrieb zum Öffnen in Verbindung steht und in Schließrichtung durch Federkraft bewegt wird.

Bisher bekannte Betätigungsvorrichtungen dieser Gattung erfüllen im allgemeinen die Aufgabe, Türen od. dgl. automatisch zu öffnen und zu schließen, wobei gefordert wird, daß der Schließvorgang beliebig unterbrochen werden kann, um beispielsweise das Einklemmen von Personen beim Schließvorgang zu verhindern. Weiterhin lassen die bisher unter diese Gattung fallenden bekannten Betätigungsvorrichtungen auch ein Öffnen der Türen od. dgl. zu, wenn die Antriebsvorrichtung versagt. Daß dies sowohl mit Preßluft als auch Hydraulik lösbar ist, wird in der deutschen Patentschrift 6 04 725 bereits angegeben.

wobei in dieser Patentschrift ein elektrischer Antrieb vorgeschlagen wird, der die Nachteile der Druckluft und Hydraulik vermeidet.

Die nach dieser Druckschrift vorgeschlagene Anordnung ermöglicht bei Ausfall der Stromversorgung lediglich ein Öffnen der Tür von Hand, da bei Stromausfall die Spindelmutter auf der Spindel infolge ihrer Reibung stehenbleibt. Es ist also nicht ohne weiteres möglich, diese Tür in die Schließstellung zu überführen. Ein weiterer Mangel dieser Vorrichtung

go besteht darin, daß, sofern die Schließbewegung durch eine Person unterbrochen wird, die Mutter auf der Spindel durch den Motor in die Ausgangsstellung gefahren wird, die betätigte Tür nach Entfernung des Hemmnisses durch die Federkraft schlagartig geschlossen wird.

Bei Betätigungsvorrichtungen der eingangs beschrie benen Art ist es weiterhin bekannt, als Spindelantrieb eine leichtgangige Spindel und Mutter in Form eine¹

Kugelumlaufspindelgctricbes zu verwenden. In der österreichischen Patentschrift 2 34 546 ist eine Betätigungsvorrichtung der hier betroffenen Art beschrieben, die eine leichtgängige Spindel und Mutter besitzt und ebenfalls mit Federn ausgerüstet ist, die eine Rückführung in die Sicherheits- oder Endstcllung des Kugclspindeltricbes bei Ausfall der antreibenden Energie, die von einem Elektromotor kommt, bewirken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Betätigungsvorrichtung für Türen od. dgl. der in Frage stehenden Art zu schaffen, mit der sehr große Kräfte ausgeübt werden körinen und die trotzdem in gedrängter Bauweise hergestellt werden kann.

Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß die Gewindespindel in Achsrichtung unvcrsehieblich ist, daß die Spindelmutter mit dem Türbetätigungsglied fest verbunden ist, daß das Türbetätigungsglied an seinem antriebsseitigen Ende zur Aufnahme der Gewindespindel hohl ausgebildet ist und als Abschluß einen Flansch aufweist, der mit konzentrisch um Gewindespindel und Betätigungsglied angeordneten Federn zur Erzeugung der Federkraft für die Schließbewegung in Wirkverbindung steht.

Durch die Verwendung einfacher, jedoch höchst betriebssicherer Bauelemente können trotz räumlich kleiner Abmessungen große Kräfte ausgeübt werden, so daß sich eine solche Betätigungsvorrichtung insbesondere für große und hohes Eigengewicht besitzende Türen od. dgl. eignet. Auch soll eine solche Betätigungsvorrichtung zugleich zur Verriegelung der Tür dienen, um ein ungewolltes Öffnen zu erschweren oder zu verhindern, womit außerdem die Funktion eines Türverschlusses gegeben ist.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 16.

Es versteht sich von selbst, daß die bisher für die Schließbewegung geforderten Eigenschaften in umgekehrter Weise auch für die Öffnung der Tür nutzbar gemacht werden können; dies würde bedeuten, daß die Tür bei Energieausfall geöffnet würde und durch zugeführte Energie geschlossen gehalten würde.

Der konstruktive Aufbau und die Wirkungsweise der neuen Betätigungsvorrichtung für Türen od. dgl. werden an Hand der in den Zeichnungen wiedergegebenen Ausführungsbeispiele nachfolgend beschrieben, wobei die Beschreibung zugleich die Reihenfolge der einfachen Montage der Betätigungsvorrichtung wiedergibt, und zwar zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung in vereinfachter Bauweise mit Zugfedern als Schließfedern und

F i g. 2 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer solchen Vorrichtung für noch stärkere Federkräfte.

Ein Gehäuse 5 ist an beiden Enden durch je einen Gehäusedeckel 4 und 6 verschlossen, wobei der Gehäusedeckel 4 das Türbetätigungsglied 3 in Gestalt einer Schub-Zugstange und der Gehäusedeckel 6 die Gewindespindel 1 lagernd aufnimmt, die über eine Spindelmutter 2 innerhalb des hohlen Betätigungsgliedes 3 mit diesem verbunden ist. Um diese herum sind gehäuseinnenseitig Federn 10 bzw. 20 für die Schließbewegung vorgesehen.

Der Gehäusedeckel 6 ist als rotationssymmetrischer Topfkörper ausgebildet, in dem ein Druckkugellager 7 eingepreßt ist. Von diesem Druckkugellager 7 wird die Gewindespindel 1 drehbar und unverschieblich lagernd aufgenommen. Die Gewindespindel 1 trägt ihrerseits die Spindelmutter 2, eine Kugelumlaufmuttcr. Diese Mutter 2 sitzt unverschieblich und undrehbar in dem Endteil 3;; des Betätigungsgliedes 3, das über die Länge der Gewindespindel 1 als Hohlwelle ausgebildet ist. Die Gewindespindel 1 ist zwecks Erzielung eines ruhigen Laufes über ein Gleitlager 8 in dem hohlen Teil des Betätigungsgliedes 3 gelagert, wobei das Gleitlager 8 durch eine Nut und einen Keil 9 auf der Gewindespindel 1 gegen Verdrehung und gegen Verschiebung gesichert ist.

An den Endteil 3<-f des Betätigungsgliedes 3 schließt sich ein rotationssymmetrisch ausgebildeter Flansch 3b an. Die Federn 10 sind symmetrisch auf dem Umfang verteilt angeordnet und durch Schrauben und dazugchörige Einlagestücke 11, die das Ende der Feder formgerecht erfassen, befestigt. Für die Federn ist eine Führung nicht erforderlich. Nachdem die Federn 10 zwischen dem oberen Gehäusedeckel 4 und dem Flansch 3b befestigt sind, wird durch Drehen der Gewindespindel 1 die Spindelmutter 2 mitsamt dem Betätigungsglied 3, dem Endteil 3.'i und dem Flansch 3b nach unten eingefahren, wobei durch eine Montagevorrichtung der obere Gehäusedeckel 4 festgehalten wird. Nach Erreichen der Endstellung des Betätigungsglicdes 3 wird dann das Gehäuse 5 als Schutzrohr übergeschoben und mittels der Schrauben 13 an den Gehäusedeckeln 4 und 6 festgeschraubt. Ein Verdrehungsschutz des Betätigungsgliedes 3 ist in dieser Ausführung nicht erforderlich, da durch seine Befestigung, die zweckmäßig über einen Gabelkopf mit der zu betätigenden Hebelübersetzung mit der Tür drehfest verbunden ist, dieser erreicht wird. Die Lagerung der Betätigungsvorrichtung erfolgt zweckmäßig durch Drehzapfen, die zusätzlich am Gehäusedeckel 4 angebracht werden können und der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt sind.

Wie ersichtlich, besitzt die Betätigungsvorrichtung nach Fig. 1 einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser. In einer praktischen Ausführungsform besitzt die Gewindespindel 1 beispielsweise einen Durchmesser von 30 mm mit einer Gewindesteigung von 5 mm. Der Außendurchmesser der Spindelmutter 2 beträgt 52 mm, so daß die Befestigung der Federn 10 mit dem Flansch 3b auf einem Teilkreisdurchmesser von 110 mm erfolgen kann. Unter Verwendung von Federn mit einem Durchmesser von 15 mm lassen sich daher, auf den gesamten Umfang verteilt, zehn Federn anbringen; das ergibt bei einer ausgezogenen Federlänge von .270 mm einen Schub- oder Zugweg von 100 mm, wobei möglicherweise abgebbare Schub- oder Zugkräfte von etwa max. 1000 kp erreicht werden können, ohne die Federn zu überlasten. Es ist einleuchtend und nicht besonders dargestellt, daß durch das Umklappen des Endteiles 3a mit Flansch 36 nach oben die Federn zwischen dem unteren Gehäusedeckel 6 und dem Flansch 3b befestigt werden können, so daß an dem Betätigungsglied 3 eine nach außen wirksame Zugkraft entsteht, während in der gezeichneten Ausführung sich eine nach außen wirkende gleich große Schubkraft bildet.

Um bei Erreichen der beiden möglichen Endstellungen des Betätigungsgliedes 3 Schläge abzufangen, dienen die elastischen Ringpuffer 12 und VZa, die aus elastischem Kunststoff oder Gummi bestehen können.

Eine weitere Ausführung einer Betätigungsvorrichtung für noch stärkere Federkräfte ist in F i g. 2 dargestellt. Die Gehäusedeckel 4 und 6 sind über mehrere auf dem Umfang verteilte Bolzenl5 als Stützen

gegeneinander unverschieblich gehalten, wozu ein Anschlag 16 auf den Bolzen 15 vorgesehen ist. Auf diesen Bolzen 15 gleitet eine kreisrunde Führungs-Tragscheibe 18, die mit dem Betätigungsglicd 3 eine einstückige Einheit bilden kann. Die Bohrungen, durch die die Bolzen 15 treten, sind mit Gleitkugeln 19 ausgerüstet, um die Reibungsverluste klein-zu halten. Die Bolzen 15 wirken zugleich als Verdrehungsschutz für das Betätigungsglied 3.

Auf dem Umfang der Tragscheibe 18 sind gleichmäßig verteilt hülsenförmige Aufnahmen, z. B. Rohre 18.·; aufgesetzt, deren unteres Ende verschlossen ist. In diese gleichmäßig auf dem Umfang der Tragscheibe 18 verteilten Rohre 18a werden Federn 20 gesetzt, die durch diese Rohre 18a und ihnen zugeordnete Zentrierstifte 22 gegen Ausknicken geschützt sind. Die Stifte 22 sind im Gehäusedeckel 4 befestigt. Nach Einstecken der Federn 20 und Aufsetzen des Gehäusedeckels 4 und Befestigung desselben mittels Muttern 14 wird zum äußeren Schutz das runde Gehäuse 5 übergeschoben und am Gehäusedeckel 4 mittels Schrauben 13 verschraubt. Um Schläge in den Endstellungen abzufangen, sind über die Bolzen 15 zwischen der Führungstragscheibe 18 und dem Hohlraum 6a des Gehäusedeckels 6 Pufferfedern 21 vorgesehen. In der anderen Endlage schützt der elastische Ringpuffer 12.

Die Betätigungsvorrichtung gemäß Fig.2 ergibt in ihrem Aufbau einen größeren Durchmesser bei gleicher Baulänge und gestattet daher die Unterbringung einer größeren Anzahl von Federn und die Erreichung stärkerer nach außen abzugebender Federkräfte. Auch bei dieser Bauform ist es möglich und nicht besonders dargestellt, daß durch Umkehrung der Rohre 18a nach oben und Anbringung der Bolzen 22 in dem unteren Gehäusedeckel 6 eine Umkehr der Kraftrichtung nach außen erfolgt. Die Lagerung der Betätigungsvorrichtung erfolgt zweckmäßig ebenfalls mit Drehzapfen in der vorerwähnten Weise.

Aus der Beschreibung geht die Wirkungsweise der Anordnung wie folgt hervor: Da die Spindelmutter 2 als Kugelumlaufmutter einen Wirkungsgrad von über 90% besitzt, stellt sie praktisch keinen Widerstand für die Arbeit der Federn dar. Sieht man daher zunächst von der Spindelanordnung ab, dann arbeiten die Federn auf das Betätigungsglied 3 so, wie die Türlänge es ergibt, d. h., sie halten die Tür geschlossen und bewirken ein Schließen der aufgeschlagenen Tür. Die Befestigung des Betätigungsgliedes 3 kann in bekannter Weise mit der Tür über einen Hebelmechanismus erfolgen, wobei durch die Kraft, die bei etwa 1 t liegen kann, und bei einem Weg von 100 mm sich auch bei großen Türen noch ein genügender Schließdruck ergibt.

Da die Größe der nach außen wirkenden Federkräfte vom Federweg in bekannter Weise abhängt und es nicht in allen Fällen aus Platzgründen möglich ist, die Richtung der angreifenden Federkräfte auf die Tür so wirken zu lassen, daß der größeren Federkraft ein kleinerer Hebelweg entspricht und damit ein Ausgleich der unterschiedlichen Federkräfte erreicht werden kann, ist gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung vorgesehen, in beiden Ausführungsformen einen Teil der Zug- bzw. Druckfedern durch Druckbzw. Zugfedern zu ersetzen und so aufeinander abzustimmen, daß die sich ergebende Gcsamtfcclereharakteristik über den Weg eine weniger große Abhängigkeit zeigt.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ergeben sich durch die Anordnung einer sehr leichtgängigen Spindel samt Spindelmulter mit niedriger Steigung, d. h. hohem Übersetzungsverhältnis, besonders neue Betätigungsmöglichkeiten. Es ist leicht möglich und daher nicht besonders dargestellt, auf den Endteil la der Gewindespindel 1 eine Seiltrommel zu befestigen. Ein auf dieser Trommel befestigtes und aufgewickeltes Seil, das durch ein gestrichelt gezeichnetes Rohr 23 zwischen den Federn hindurch nach außen geführt wird, läßt sich ohne besonderen Kraftaufwand von Hand ziehen und versetzt damit die Gewindespindel 1 in Umdrehung, spannt die Federn und bewegt gleichzeitig die Spindelmutter 2 und das Betätigungsglied 3 axial entgegen der Federspannung.

Durch einfaches Einhängen des Handgriffes am unteren Seilende, an dem gezogen wird, in eine Öse kann die Tür in Offenstellung gehalten werden. Es ist aber außerdem ohne weiteres möglich, das Endteil la der Gewindespindel! mit einem Motor zu verbinden, der eine Fernsteuerung der Betätigungsvorrichtung ermöglicht. Über die mit 17 bezeichneten Endkontaktc kann der ferngesteuerte Motor automatisch stillgesetzt werden, wenn die Arbeitsbewegung des Betätigungsgliedes in der einen Bewegungsrichtung beendet werden soll. Da außerdem Motoren bekannt sind, die bei Stillstand eine zusätzliche Bremse gegen Verdrehungsschutz besitzen, ergibt sich bei Verwendung eines solchen Motors, daß die Tür in allen Stellungen unverrückbar festgehalten werden kann, insbesondere ist sie dann als zuschlagende Tür gleichzeitig verriegelt. Verwendet man als Stillstandsbremse bei derartigen Motoren eine Bremse, die bei Ausfall der Energieversorgung sich öffnet, dann wird in diesem Fall die vorher festgehaltene Gewindespindel 1 freigegeben, und die Betätigungsvorrichtung kann in die bei Ausfall der Energie gewünschte Stellung laufen.

Es ist auf diese Weise möglich, c!>~ Betätigungsvorrichtung mit einer zusätzlichen Sicherungseinrichtung zu versehen, die im Gefahrenfalle entweder zuschlagende Türen öffnet oder offene schließt.

Statt eine sehr leichtgängige Spindelmutter mit Kugelumlauf zu verwenden, kann auch jede andere Art von leichtgängiger Spindelmutter Verwendung finden. Auch ist es bei den geringeren erforderlichen Federwegen möglich, die Spindelmutter langer zu bauen und statt mit einem Kugelumlauf mit nur einem Teil Kugeln auszustatten, die nicht die gesamten Gewindegänge ausfüllen, sondern eine leichte Bewegung der Mutter in den gewünschten Grenzen gestatten.

Im übrigen sind die dargestellten und beschriebenen Ausführungen nur Beispiele für die Verwirklichung der Erfindung, die jedoch keinesfalls allein hierauf beschränkt sein sollen, vielmehr sind im Rahmen der Erfindung noch mancherlei andere Ausführungen und Anwendungen möglich. So könnte diese Betätigungsvorrichtung auch bei anderen Vorrichtungen mit Vorteil angewendet werden, wenn es darauf ankommt, eine von zwei Bewegungen durch die Kraft von Federn durchzuführen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (16)

Patentansprüche:

1. Betätigungsvorrichtung für Türen od. dgl., bestehend aus einem im wesentlichen rotationssymmetrischen Gehäuse und einem im Gchäuscdcckcl geführten Türbetätigungsglied, das mit einem Mutter- und Spindelantrieb zum Öffnen in Verbindung steht und in Schließrichtung durch Federkraft bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindel (1) in Achsrichtung unverschieblich ist, daß die Spindelmutter (2) mit dem Türbetätigungsglied (3) fest verbunden ist, daß das Türbetätigungsglied (3) an seinem antriebsscitigen Ende zur Aufnahme der Gewindespindel (1) hohl ausgebildet ist und als Abschluß einen Flansch (3b) aufweist, der mit konzentrisch um Gewindespindel (1) und Betätigungsglied (3) angeordneten Federn (10,20) zur Erzeugung der Federkraft für die Schließbewegung in Wirkverbindung steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Spindelmutter (2) und Gewindespindel (1) durch einen an sich bekannten Kugelumlauf erfolgt.

■ 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (10, 20) für die Schließbewegung an dem am öffnungsseitigen Ende des Gehäuses angeordneten Gehäusedeckel (4) abgestützt sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der schließseitige Gehäusedeckel (6) einen konzentrisch nach innen gezogenen zylindrischen Hohlraum (6a) aufweist, an dessen öffnungsseitigem Ende die Gewindespindel (1) in einem Druckkugellager (7) gehaltert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das schließseitige Ende des Türbetätigungsglieds (3) einen zylinderförmigen, in der Schließstellung konzentrisch über den zylindrischen Hohlraum (6a) des schließseitigen Gehäusedeckels (6) liegenden Endteil (3a) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Endteil (3a) an seinem schließseitigen Ende den Flansch (3b) zur Abstützung der Federn (10,20) aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Türbetätigungsglied (3) nahe seinem schließseitigen Ende eine stufenförmige zylindrische Verbreiterung mit einem elastischen Ringpuffer (12) als Anschlag am öffnungsseitigen Gehäusedeckel (4) zur Begrenzung der Öffnungsbewegung hat.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß am schließseitigen Gehäusedeckel (6) innen ein weiterer elastischer Ringpuffer (12a) vorgesehen ist, der als Anschlag für den Flansch (3b) zur Begrenzung der Schließbewegung des Türbetätigungsgliedes (3) dient.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nahe dem schließseitigen Ende des Türbetätigungsgliedes (3) an diesem eine ringförmige, nahezu bis an die Wand des Gehäuses (5) reichende Führungstragscheibe (18) befestigt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Federn (20) an der ringförmigen Führungstragscheibe (18) abstützen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Gewindespindel (1) über eine fest mit ihr verbundene Antriebstrommel, z. B. eine Seiltrommel, erfolgt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindel (1) von einem mit ihm gekuppelten Elektromotor angetrieben wird.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor nicht reversierbarist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Schaltung des Elektromotors Endkontakte (17) vorgesehen sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß dem Elektromotor eine automatisch mit diesem nach dessen Stillstand zusammenwirkende Stillhaltebremse zugeordnet ist, die bei Motorstillstand jede erreichte Stellung gegen die ausgeübte Zug- und Druckkraft der Federn (10. 20) sichert.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Stillhaltebremse als Elcktrobremse ausgebildet ist, die bei Stromausfall öffnet, wodurch ein selbsttätiger Rücklauf der Spindelmutter (2) durch die Rückstellkraft der Federn (10,20) erfolgt.