DE19500844B4

DE19500844B4 - Türantrieb

Info

Publication number: DE19500844B4
Application number: DE19500844A
Authority: DE
Inventors: Jens Rothenburg; Theo Reuff; Walter Dr. Köhler
Original assignee: Geze GmbH
Current assignee: Geze GmbH
Priority date: 1994-04-28
Filing date: 1995-01-13
Publication date: 2005-06-23
Anticipated expiration: 2015-01-14
Also published as: DE19500844A1

Abstract

Türantrieb zum Schließen einer Tür mit einem elektrischen Motor und zum Öffnen der Tür unter manueller Kraftaufwendung
dadurch gekennzeichnet,
dass der Türantrieb eine automatische Steuerung aufweist, durch welche der Motor (30) beim manuellen Öffnen der Tür stromlos geschaltet ist; und dass
nach Ablauf einer vorherbestimmten Offenhaltezeit der Motor (30) automatisch derart angesteuert wird, dass die Tür in Richtung ihrer Schließlage angetrieben wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Türantrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In der DE 37 30 114 A1 wird eine Vorrichtung zum Öffnen und Schließen von Türen und Fenstern gezeigt, mit einem ersten und einem zweiten Montageteil, von denen das eine am Türblatt und das andere rahmenseitig zu befestigen ist und die untereinander durch einen Kraftübertragungsmechanismus verbunden sind. Dabei wirkt ein Umkehrantrieb auf den Kraftübertragungsmechanismus ein, wobei zwischen dem Umkehrantrieb und dem Kraftübertragungsmechanismus eine Rastkupplung mit federnden Rastnasen vorhanden ist, welche in beiden Antriebsrichtungen des Umkehrantriebs die Größe der übertragbaren Kräfte begrenzt.

Bei dieser Anordnung ist der Antrieb nicht automatisch steuerbar und weist lediglich eine Rastkupplung zur Begrenzung der übertragbaren Kräfte auf. Eine Gefährdung von im Türbereich befindlichen Personen, insbesondere von gebrechlichen oder behinderten Personen, bzw. die Beschädigung von im Türbereich befindlichen Gegenständen ist dadurch nicht zu verhindern. Ein manuelles Öffnen der Tür ist nur dadurch möglich, dass die Rastkupplung zur Begrenzung der übertragbaren Kräfte durch manuelle Kraftaufwendung überwunden wird, was gebrechliche oder behinderte Personen möglicherweise nicht bewerkstelligen können. Ein automatisches Schließen der Tür erfolgt bei dieser Anordnung nicht, sondern der Schließvorgang muss durch einen Fernbedienungsschalter manuell ausgelöst werden, wobei zuerst ein Bewegungszyklus der Schubstange zum Einkuppeln des Kraftübertragungsmechanismus erforderlich ist, bevor der Schließvorgang beginnen kann.

Die DE 31 31 324 A1 zeigt einen automatischen Türschließer für einen Schrank mit einer Tür, der einen Elektromotor an dem Schrank und eine von dem Motor wegstehende Welle aufweist. Der Türschließer weist dabei einen Arm zum Schließen der Tür auf, der sich zwischen dem Motor und der Tür erstreckt, und mit seinem einen Ende an der Welle drehbar gehalten ist und mit seinem anderen Ende zur Tür hinragt. Ferner weist der Türschließer ein Vorrichtungsteil an der Tür auf zum Bewegen des Arms um die Welle nach der einen Richtung beim Öffnen der Tür, und ein Antriebsglied auf der Welle für den Motor, das den Arm zum Schließen der Tür in eine entgegengesetzten Richtung bewegt.

Bei diese Anordnung wird der Motor des Türschließers ständig bestromt, sobald die Tür aus ihrer Geschlossenlage geführt wird, und dass der Arm mit dem Antriebsglied durch eine mechanisch gekoppelte Rasteinrichtung verrastet wird, wodurch die Tür in Richtung ihrer Schließlage angetrieben wird. Wird die Tür blockiert, muss die Verrastung überwunden werden, wobei nach einer Umdrehung des Antriebsglieds der Arm erneut einrastet. Das Einrasten ist dabei abhängig von der Öffnungsweite der Tür. Die für das Überwinden der Verrastung erforderliche Kraft gefährdet möglicherweise im Türbereich befindliche Personen, insbesondere gebrechliche oder behinderte Personen. Problematisch ist auch das wiederholte Verrasten, da die Kraftaufwendung wiederholt auftritt und überwunden werden muss.

Bekannt sind auch hydraulische oder pneumatische Türschließer, die ein Kolben-Zylindersystem mit Schließerfeder aufweisen. Bei manuellem Öffnen der Tür wird die Schließerfeder vorgespannt. Das Schließen erfolgt sodann selbsttätig unter Wirkung der Schließerfeder hydraulisch bzw. pneumatisch gedämpft ( DE 36 38 353 A1 ).

Bei diesen bekannten Türschließern muss beim manuellen Öffnen jeweils die Schließerfeder überwunden bzw. vorgespannt werden. Um diesen Nachteil auszuschalten, ist es bekannt, das kraftübertragende Gestänge des Türschließers als sogenanntes Free-Swing-Gestänge auszubilden. Es handelt sich dabei um ein Spezialgestänge, welches einen Freilauf aufweist. Beim ersten manuellen Öffnen der Tür wird die Schließerfeder gespannt und über eine Feststelleinrichtung in diesem vorgespannten Zustand arretiert. Gleichzeitig wird der Freilauf des Ge stänges eingeschaltet, so dass im Nachfolgenden die Tür ohne Wirkung des Türschließers manuell geschlossen und geöffnet werden kann ( DE 25 59 061 A1 ). Problematisch bei diesem mit Free-Swing-Gestänge ausgestatteten Türschließer ist, dass bei eingeschaltetem Freilauf die Schließertunktion außer Wirkung ist.

Ferner sind Türschließer mit Öffnungsmotor bekannt, z.B. elektrohydraulische Türschließer mit Schließerfeder und Hydraulikmotor zum Öffnen ( DE 32 02 966 A1 ). Ferner sind reine elektromotorische Türantriebe bekannt, die elektromechanisch Öffnen und Schließen ( DE 32 02 930 A1 ). Diese elektrohydraulischen oder elektromechanischen Antriebe sind Automatikantriebe, die selbsttätig Öffnen und Schließen und daher eine komplizierte Ansteuerung erfordern. Um den Öffnungsvorgang ausreichend schnell zu realisieren, sind leistungsstarke Öftnermotoren erforderlich.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Türantrieb der eingangs genannten Art zu schaffen, der ein manuelles Öffnen der Tür ohne großen Widerstand ermöglicht und die Tür jeweils automatisch schließt.

Die Erfindung löst die Aufgabe mit dem Gegenstand des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Das Schließen der Tür erfolgt mit Hilfe des elektrischen Motors. Die elektrische Versorgung des Motors kann über das Netz oder Batterie erfolgen. Dies bedeutet, dass eine Schließerfeder nicht erforderlich ist. Es entfällt der bei herkömmlichen Türschließern aufgrund der Schließerfeder auftretende Öffnungswiderstand beim Öffnen der Tür.

Das Öffnen der Tür erfolgt wie bei herkömmlichen manuellen Türschließern durch manuelle Kraftaufwendung. Ansteuerelemente zum Initiieren des Öffnungsvorgangs sind nicht erforderlich.

Im Nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Schnittdarstellung eines Antriebs mit elektromechanischem Motor.
Der wesentliche Vorteil des dargestellten Türschließers ist, dass er ohne Schließerfeder arbeiten kann und daher beim manuellen Öffnen der Tür kein Öffnungswiderstand der Schließerfeder vorhanden ist. Ferner erfolgt der Öffnungsvorgang rein manuell, so dass Ansteuereinrichtungen zum Initiieren einer motorischen Öffnung nicht erforderlich sind.
Von besonderem Vorteil ist es, dass lediglich der Schließvorgang motorisch erfolgt, wodurch relativ leistungsschwache Motoren eingesetzt werden können, welche kleine Baugröße aufweisen und kostengünstig sind.
Grundsätzlich können Kraftspeicher, wie vorgespannte Federn oder elektrische Batterien eingesetzt werden, um ein selbsttätiges Schließen auch bei Ausfall der Stromversorgung oder des Motors sicherzustellen.
Der in der Figur dargestellte Antrieb entspricht in seinem Aufbau im Wesentlichen dem in der DE 32 02 930 A1 beschriebenen elektromechanischen Türantrieb. Er weist ebenfalls einen elektromechanischen Motor 30, und zwar einen Getriebemotor mit einem Gleichstrommotor 30a und einem Planetengetriebe 30b auf.
Die Motorabtriebswelle 4 ist mit der Abtriebswelle 2 des Antriebs über ein Kegelstirnradgetriebe 6 verbunden, wobei das antriebsseitige Kegelstirnrad 6a auf der Motorabtriebswelle 4 und das abtriebsseitige Kegelstirnrad 6b auf der Abtriebswelle 2 drehfest angeordnet ist. Die Abtriebswelle 2 ist mit einem kraftübertragenden Gestänge 16 gekoppelt, welches wie bei herkömmlichen Türschließern, z.B. als Scherengestänge oder Gleitarm mit Gleitschiene ausgebildet sein kann. Der Antrieb weist ferner eine elektronische Steuerungseinrichtung 10 und ein Netzteil 11 auf.
Die Bauteile des Antriebs, Getriebemotor 30, Kegelstirnradgetriebe 6 und Steuerungseinrichtung 10 mit Netzteil 11, sind in einem Gehäuse 1 des Antriebs nebeneinander angeordnet. Der Antrieb wird wie ein herkömmlicher obenliegender Türschließer so angeordnet, dass das Gehäuse auf dem Türrahmen oder dem Türblatt aufliegend montiert ist, und das freie Ende des kraftübertragenden Gestänges an dem Türblatt bzw. am Türrahmen angreift. Alternativ kann der Antrieb auch im Türrahmen, im Boden oder im Türblatt versenkt angeordnet sein. In diesem Falle kann die Abtriebswelle 2 auch unmittelbar mit dem Türblatt bzw. dem Rahmen bzw. Boden zusammenwirken, ohne kraftübertragendes Gestänge 16.
Die Steuerungseinrichtung 10 ist mit dem elektromechanischen Motor 30 verbunden. Es handelt sich um eine intelligente Mikroprozessorsteuerung. Sie ist so programmiert, dass der in seinem Aufbau an sich bekannte Antrieb neuartig als elektromechanischer Türschließer funktioniert. Die Steuerung und die Funktionen des Antriebs werden im folgenden erläutert:
Der Antrieb wirkt als elektromechanischer Türschließer, d. h, er schließt die Tür jeweils selbsttätig elektromechanisch indem der elektromechanische Motor 30 die Abtriebswelle 2 in Schließrichtung antreibt. Das Öffnen der Tür erfolgt durch Aufdrücken der Tür von Hand. Der Motor ist dabei stromlos geschaltet. Die Motorwelle 4 wird beim Öffnen zwangsweise in Gegenrichtung mitgedreht. Dabei entsteht nur ein sehr geringer Öffnungswiderstand aufgrund des Motors.
Zur Weg- oder Geschwindigkeitserfassung der Tür ist ein Tachogenerator an der Motorabtriebswelle 4 angeschlossen, vorzugsweise ist der Tachogenerator an einem aus dem Motor 30 auskragenden Ende der Abtriebswelle 4 an dem von dem Kegelstirnradgetriebe 6 abgewandten Stirnende des Motors 30 aufgebracht. Der Tachogenerator läuft beim Öffnen und Schließen jeweils mit, da die Motorwelle 4 sowohl beim Öffnen als auch beim Schließen jeweils zwangsweise mit der Abtriebswelle 2 und damit mit der Bewegung der Tür mitbewegt wird. Der Tachogenerator erfaßt so den Türweg bzw. die Türgeschwindigkeit und damit Türzustände wie Schließlage, Offenlage, Endstellung in Offenlage, Auftreffen auf ein Hindernis, Winddruck oder Überschreiten einer maximalen Türgeschwindigkeit. Die Weg- bzw. Geschwindigkeitserkennung über den Tachogenerator erfolgt durch Impulszählung und wird mit der elektronischen Steuerung zur Steuerung des Motors 30 verwendet.
In der Schließlage ist der Motor stromlos oder erzeugt einen konstant einstellbaren Zudruck. Sobald die Tür in Öffnungsrichtung von Hand angeschoben wird, wird der Motor stromlos geschaltet, d. h. die Tür kann nun von Hand ohne weiteres geöffnet werden. Wenn nun die Tür nicht mehr weiter in Öffnungsrichtung angeschoben wird, beginnt die Offenhaltezeit zu laufen. Wenn die Tür nun weiter in Öffnungsrichtung von Hand geschoben wird, beginnt die Offenhaltezeit erneut zu laufen. Solange die Offenhaltezeit läuft, bleibt der Motor stromlos. Nach Ablauf der Oftenhaltezeit wird der Motor schließlich so angesteuert bzw. bestromt, dass er die Tür in Schließrichtung antreibt und die Tür automatisch schließt.
Beim Von-Hand-Öffnen der Tür wird der Motor als Bremse zugeschaltet, sobald beim Öffnen eine vorbestimmte maximale Öffnungsgeschwindigkeit erreicht wird. Der Motor wirkt dabei also zur Öffnungsdämpfung. Diese Zuschaltung des Motors erfolgt automatisch unter Wirkung der Steuerung. Sobald der Tachogenerator das Erreichen der vorbestimmten maximalen Öffnungsgeschwindigkeit erkennt, wird der Motor entsprechend zugeschaltet. Kurz vor Erreichen der Endlage in Offenstellung stoppt der Motor die Öffnungsbewegung der Tür ab. Die Speicherung der Endlage erfolgt bei der Inbetriebnahme oder jeweils beim vorangehenden Öffnen, wenn die Tür in der Endlage anschlägt. Die Funktionen Dämpfen und Stoppen können mit bremsendem Betrieb des Motors oder Antrieb des Motors in Gegenrichtung realisiert werden, d. h. der Motor wird in der entsprechenden Betriebsweise jeweils zugeschaltet.
Wenn der Motor die Tür in Schließrichtung antreibt, erfolgt eine Hinderniserkennung, welche zwischen einem starren unbewegten Hindernis, z. B. einem im Türbereich stehenden Koffer, und einer Person, welche die Tür beim Auftreffen – zumindest kurzzeitig – in Öffnungsrichtung zurückdrückt, unterscheidet.
Wenn die Tür also auf ein starres Hindernis auftrifft, stoppt der Motor den Schließvorgang für eine einstellbare vorzugsweise kurze Zeit ab, anschließend wird weiter zugefahren. Wenn das Hindernis nicht entfernt wird, stoppt der Motor die Schließbewegung endgültig oder öffnet die Tür wieder.
Wenn die Tür auf eine Person aufläuft, die die Tür beim Auftreffen in Öffnungsrichtung zurückdrückt, stoppt der Motor beim Auftreffen und reversiert sofort, d. h. es erfolgt der Antrieb der Tür in Öffnungsrichtung, oder der Motor wird sofort abgeschaltet, so dass die Tür ohne Öffnungswiderstand ohne weiteres geöffnet werden kann.
Die Unterscheidung zwischen dem Auftreffen auf ein starres Hindernis und dem Auftreffen auf eine Person wird über den Tachogenerator aufgrund der spezifisch beim Auftreffen auftretenden Türbewegungen erkannt und mit der elektronischen Steuerung zu der spezifischen Ansteuerung des Motors verarbeitet.
Ferner wird mit der Steuerung eine an der Tür auftretende Windbelastung berücksichtigt. Wenn in der Schließlage der Tür eine zusätzliche Last aufgrund der Windlast auftritt, die die Tür über einen vorbestimmten Zeitraum, z. B. mehr als eine Minute, aus der Schließlage herausdrückt, stellt der Motor die Tür selbsttätig zurück. Die Windlast wird auch in diesem Fall über die Weg- bzw. Geschwindigkeitserkennung mit dem Tachogenerator erfasst.
Bei einer abgewandelten Weiterbildung des Ausführungsbeispiels in 3 ist zusätzlich ein Schließaggregat, z. B. in Form einer Schließfeder vorgesehen, welches bei Normalbetrieb vorgespannt gehalten wird und nur im Notfall zuschaltbar ist. Das Schließaggregat bildet damit einen Notmotor. Vorzugsweise ist das Schließaggregat z. B. über eine schaltbare Kupplung mit der Schließerwelle 2 kuppelbar. Wenn bei Normalbetrieb das Schließaggregat vorgespannt gehalten ist, bildet es keinen Öffnungswiderstand beim manuellen Öffnen. Der Schließvorgang erfolgt bei Normalbetrieb über den elektromechanischen Motor. Im Notfall, z. B. bei Stromausfall, schließt die Tür über das zusätzliche Schließaggregat.

Claims

Türantrieb zum Schließen einer Tür mit einem elektrischen Motor und zum Öffnen der Tür unter manueller Kraftaufwendung dadurch gekennzeichnet, dass der Türantrieb eine automatische Steuerung aufweist, durch welche der Motor (30) beim manuellen Öffnen der Tür stromlos geschaltet ist; und dass nach Ablauf einer vorherbestimmten Offenhaltezeit der Motor (30) automatisch derart angesteuert wird, dass die Tür in Richtung ihrer Schließlage angetrieben wird.
Türantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als automatische Steuerung eine elektronische Steuerungseinrichtung (10) mit Mikroprozessor vorgesehen ist, die mit, dem Motor (30) zur Steuerung verbunden ist.
Türantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Türantrieb eine Wegerfassung und/oder Geschwindigkeitserfassung der Tür aufweist.
Türantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Wegerfassung und/oder Geschwindigkeitserfassung eine Impulszählung mit einem Inkrementalgeber vorgesehen ist.
Türantrieb nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (30) so ausgebildet ist, dass er beim manuellen Öffnen der Tür keinen wesentlichen Öffnungswiderstand bildet.
Türantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine zuschaltbare Bremse zur Dämpfung der Öffnungsbewegung vorgesehen ist.
Türantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse zur Dämpfung der Öffnungsbewegung bei Erreichen einer vorbestimmten maximalen Öffnungsgeschwindigkeit oder vor oder bei Erreichen einer bestimmten Endlage der Tür zuschaltbar ist.
Türantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse zur Dämpfung der Öffnungsbewegung mit der Tür oder mit dem Motor (30) zusammenwirkt, oder der Motor (30) als Bremse wirkt.
Türantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse oder eine Stoppvorrichtung zum Abbremsen bzw. Anhalten der Tür beim Schließen, wenn die Tür auf ein Hindernis auftrifft, vorgesehen ist, wobei die Bremse (30) bzw. die Stoppvorrichtung mit der Tür oder mit dem Motor (30) zusammenwirkt, oder der Motor (30) als Bremse bzw. Stoppvorrichtung wirkt.
Türantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reversiervorrichtung zum Reversieren der Tür in Öffnungsrichtung oder eine Freischaltvorrichtung zum Freischalten der Tür bzw. Abschalten des Motors (30) vorgesehen ist, wenn die Tür beim Schließen auf ein Hindernis trifft, wobei die Reversiervorrichtung bzw. die Freischaltvorrichtung mit der Tür oder dem Motor (30) zusammenwirkt, oder der Motor (30) als Reversiervorrichtung wirkt.
Türantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (30) als reiner Schließmotor ausgebildet ist, der die Tür ausschließlich in Schließrichtung antreibt, und dass seine Leistung oder Baugröße darauf abgestimmt ist.
Türantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein beim Öffnen und/oder Schließen beaufschlagter elektrischer Generator vorgesehen ist, wobei der Generator mit der Tür oder mit dem Motor (30) zusammenwirkt, oder der Motor (30) als Generator wirkt.
Türantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (30) eine Abtriebswelle (4) aufweist, die über ein Umlenkgetriebe mit einer Abtriebswelle (2) des Türantriebs verbunden ist.
Türantrieb nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (2) des Türantriebs über ein kraftübertragendes Gestänge (16) oder unmittelbar mit der Tür kuppelbar ist.
Türantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum selbsttätigen Schließen zusätzlich zu dem elektrischen Motor (30) ein Kraftspeicher vorgesehen ist, der über eine Auslöseeinrichtung zuschaltbar ist.
Türantrieb nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftspeicher als vorgespannte Schließfeder oder elektrische Batterie ausgebildet ist.