DE19500944A1 - Antrieb für einen Flügel einer Tür, Fenster oder dergleichen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für einen Flügel einer Tür, Fenster oder der­ gleichen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-OS 32 02 930 ist ein derartiger Antrieb mit elektromechanischem Motor und Schließfeder bekannt. Die Schließfeder ist als Spiralfederpaket auf der Antriebseinheit auf der Abtriebswelle angeordnet. Sie ist mit der Abtriebs­ welle derart gekoppelt, daß sie beim über den elektromechanischen Motor erfol­ genden Öffnen mit der Drehung der Abtriebswelle zwangsweise gespannt wird und beim Schließen, welches ebenfalls unter Wirkung des elektromechanischen Motors erfolgt, sich wieder entspannt, so daß also der Schließvorgang durch die Schließfeder unterstützt wird. Die Schließfeder ist vorgesehen, damit auch bei Stromausfall bzw. Ausfall des elektromechanischen Motors ein sicheres Schlie­ ßen gewährleistet ist. Nachteilig bei dieser Konstruktion ist, daß bei ausgeschal­ tetem elektromechanischem Motor die Schließfeder einen ungünstigen Öff­ nungswiderstand darstellt, der mit zunehmendem Öffnungswinkel der Tür er­ heblich ansteigt.

Dies bedeutet, daß die Tür von Hand bei ausgeschaltetem elektromechanischem Motor nur mit Mühe geöffnet werden kann. Ferner ergeben sich aufgrund des Momentenverlaufs der Schließfeder besondere Anforderungen an den elektro­ mechanischen Motor beim motorischen Betrieb.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb der Eingangs genannten Art so weiterzuentwickeln, daß die Schließfeder ein sicheres Schließen auch bei ausgeschaltetem bzw. ausgefallenem Elektromotor gewährleistet und der von der Schließfeder verursachte Momentenverlauf beim Öffnen und/oder Schließen jedoch günstiger oder weniger störend ist. Der Flügel soll z. B. bei ausgeschalte­ tem Motor ohne Mühe von Hand geöffnet werden können.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit dem Gegenstand des Anspruchs 1. Über den sich ändernden wirksamen Hebelarm wird der Momentenverlauf an der Ab­ triebswelle bestimmt. Abhängig von der Montageart des Antriebs und der geo­ metrischen Anordnung der Lagerpunkte am Flügel bzw. am Blendrahmen wird ein bestimmtes Übersetzungsverhältnis auf den Flügel und damit ein bestimmter Momentenverlauf am Flügel erhalten. Es wird in der Praxis meist angestrebt, daß das Schließmoment bei minimalem Türöffnungswinkel maximal ist und mit steigendem Öffnungswinkel der Tür kontinuierlich abfällt. Bei bevorzugten Ausführungen ist vorgesehen, daß der wirksame Hebelarm im Bereich der Schließstellung bzw. Null-Grad-Stellung des Flügels, d. h. bei minimalem Türöff­ nungswinkel, maximal ist. Der wirksame Hebelarm kann vorteilhafterweise mit steigendem Türöffnungswinkel kontinuierlich abfallen.

Besonders bevorzugte Ausführungen verwenden eine Kurvenscheibe, an der die Schließfeder angreift. Die Kurvenscheibe kann über den Umfang unterschiedli­ chen Hebelarm aufweisen. Sie kann in ihrem Umfang beispielsweise spiralför­ mig, jedoch auch eine beliebig andere Kurvenform aufweisen, um den ge­ wünschten variablen Verlauf des wirksamen Hebelarms bzw. Momentenverlauf zu erhalten.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den übrigen Patentansprüchen und den speziellen beschriebenen Ausführungsbeispielen.

Im nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel in Verbindung mit Figuren erläu­ tert. Die Figuren zeigen:

Fig. 1 eine schematische Frontansicht einer Tür mit Schwenktür mit Antrieb;

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf das Antriebsaggregat, teilweise geschnitten;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang Linie III-III in Fig. 2.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Antrieb an einer Tür mit Schwenkflügel 1 eingesetzt. Die Antriebseinheit 2 ist am oberen Holm des Blendrahmens 3 montiert. Die Abtriebswelle 4 der Antriebseinheit ist mit einem kraftübertragenden Gestänge 5 drehfest gekoppelt, welches mit seinem freien Ende am Flügel 1 abgestützt ist. Als kraftübertragendes Gestänge 5 ist, wie an sich bekannt, ein Gleitarm 5a mit Gleitschiene 5b verwendet. Alternativ kann aber auch ein anderes Gestänge, z. B. Scherengestänge, Teleskopgestänge oder dergleichen eingesetzt werden, wie grundsätzlich bei derartigen Türantrieben und Türschließern an sich bekannt. Ferner kann der Antrieb auch so montiert werden, daß die Antriebseinheit am Flügel 1 und das Gestänge 5 am Blendrah­ men 3 abgestützt ist.

Die Antriebseinheit 2 weist einen elektromechanischen Getriebemotor 6, eine Schließfedereinrichtung 7 und eine elektronische Steuereinrichtung 8 sowie die Abtriebswelle 4 und ein Kegelstirnradgetriebe 9, welches zwischen der Motorab­ triebswelle 6a und der Abtriebswelle 4 geschaltet ist.

Die Antriebswelle des Kegelstirnradgetriebes 9 wird durch die Motorabtriebswel­ le 6a gebildet, sie trägt das antriebsseitige Kegelstirnrad 9a. Die Getriebeab­ triebswelle wird durch die Abtriebswelle 4 gebildet, sie trägt das abtriebsseitige Kegelstirnrad 9b. In dem Raum zwischen den miteinander kämmenden Kegel­ stirnrädern 9a und 9b ist eine Kurvenscheibe 10 angeordnet, welche drehfest auf der Getriebeabtriebswelle, d. h. Abtriebswelle 4 gelagert ist.

Auf der Abtriebswelle 4 ist also das abtriebsseitige Kegelstirnrad 9b drehfest gelagert. Auf dem zum Getriebe 9 gewandten Ende der Abtriebswelle ist die Kurvenscheibe 10 drehfest aufgebracht. Auf dem vom Getriebe abgewandten Ende der Abtriebswelle 4 ist das Gestänge 5 angeschlossen.

An der Kurvenscheibe 10 ist ein Bowdenzug 11 gekoppelt, indem ein am Ende des Bowdenzugs ausgebildeter Nippel in die Kurvenscheibe 10 umfangsseitig eingehängt ist. Der Bowdenzug 11 ist Teil der Schließfedereinrichtung 7. Sie besteht aus einer Schraubenfeder 17, welche in einem zylinderförmigen Feder­ aufnahmeraum 18 angeordnet ist. Sie ist mit ihrem linken Ende an einem im Fe­ deraufnahmeraum 18 angeordneten gehäusefesten Anschlag 19 und mit ihrem anderen Ende an einem Federteller 20 abgestützt, welcher kolbenförmig ausge­ bildet ist und im Zylinderraum 18 verschiebbar geführt ist. Der Bowdenzug 11 ist mit seinem in Fig. 2 linken Ende in der Kurvenscheibe 10 und mit seinem rechten Ende in dem kolbenförmigen Federteller 20 eingehängt. Der rechte Ab­ schnitt des Bowdenzugs verläuft dabei axial im Federaufnahmeraum 18 und zwar innerhalb des von der Schraubenfeder 17 umgebenen Raumes zentral fluchtend mit der Federachse.

Die Kurvenscheibe 10 ist in ihrem Umfang spiralförmig, mit einer entlang des Umfangs verlaufenden rillenförmigen Aufnahme 10a ausgebildet. In der rillen­ förmigen Aufnahme 10a ist der Bowdenzug 11 geführt. Bei Drehung der Kur­ venscheibe 10 beim Öffnen der Tür - in Fig. 2 Drehung der Kurvenscheibe 10 bzw. Abtriebswelle 4 in Gegenuhrzeigersinn - wird der Bowdenzug 11 auf die Kurvenscheibe 10 umschlingend aufgewickelt. Bei Drehung der Kurvenscheibe bzw. der Abtriebswelle beim Schließen der Tür - in Fig. 2 in Uhrzeigersinn - wird der Bowdenzug 11 abgewickelt. Aufgrund des spiralförmigen Umfangs er­ gibt sich je nach Drehstellung der Kurvenscheibe 10 ein bestimmter wirksamer Hebelarm a, mit dem der Bowdenzug an der Kurvenscheibe 10 angreift. Bei der Null-Grad-Stellung ist der Hebelarm a maximal und nimmt mit zunehmendem Drehwinkel, d. h. mit zunehmendem Öffnungswinkel der Tür, kontinuierlich ab.

Die Kurvenscheibe 10 besteht aus drei konzentrischen Kurvenscheiben 101, 102, 103, welche jeweils unterschiedlichen Umfangsdurchmesser aufweisen und an deren Umfangsrand jeweils eine Aufnahmerille 10a für den Bowden­ zug 11 sowie eine Einhängeaufnahme für den Nippel 11a des Bowdenzugs aus­ gebildet ist. Der Bowdenzug 11 kann nach Wahl in eine der Kurvenscheiben 101-103 eingelegt werden, um damit die Stärke der Schließergröße zu wählen.

Bei Anbringung an der größten Kurvenscheibe 101 wird die größte Schließer­ stärke, bei Anbringung an der mittleren Kurvenscheibe 102 die mittlere Schlie­ ßerstärke und bei Anbringung an der kleinsten Kurvenscheibe 103 die kleinste Schließerstärke erhalten.

Die Antriebseinheit 2 weist eine gemeinsame Grundplatte 30 auf, auf der der elektromechanische Getriebemotor 6, die Schließfedereinrichtung 7, die elektri­ sche Steuereinheit 8 und das Kegelstirnradgetriebe 9 gelagert sind. Die aus die­ sen Bauteilen bestehende Antriebseinheit 2 ist über eine gemeinsame im we­ sentlichen quaderförmige Abdeckkappe 31 abgedeckt. Die Antriebseinheit 2 weist damit im wesentlichen quaderförmige längliche Gestalt auf. Sie ist wie in Fig. 1 dargestellt horizontal ausgerichtet montiert. Die Abtriebswelle 4 ist dabei vertikal gerichtet und liegt zusammen mit dem Kegelstirnradgetriebe 9 in der Mitte der Antriebseinheit 2. Die Einheit 2 ist in ihren Abmessungen im wesentli­ chen symmetrisch zur Abtriebswelle 4. Auf der rechten Seite der Abtriebswel­ le 4 sind der Motor 6 und die Schließfedereinrichtung 7, auf der linken Seite die elektronische Steuerungseinrichtung 8. Die Schließfedereinrichtung 7 und der Motor 6 sind parallel zueinander in einer gemeinsamen horizontalen Ebene ange­ ordnet. Dabei liegt die Federeinrichtung 7 unmittelbar an der Grundplatte bzw. in dieser integriert, der Motor 6 liegt frontseitig davor. In derselben gemeinsamen horizontalen Ebene ist auch die Kurvenscheibe 10 angeordnet und der zentral durch die Schließfeder 17 hindurchgeführte an der Kurvenscheibe 10 einge­ hängte Bowdenzug 11. Zwischen Schließfeder 17 und Kurvenscheibe 10 ist fer­ ner eine Umlenkrolle 25 angeordnet zur Führung des Bowdenzugs im Bereich zwischen seinem Austritt aus der Schließfeder 17 und seinem Angriff an der Kurvenscheibe 10. Die Umlenkrolle 25 ist in der Grundplatte 30 drehbar gela­ gert, wobei ihre Achse parallel versetzt zur Abtriebswelle 4 vertikal angeordnet ist.

Der Antrieb funktioniert wie folgt:

Der Öffnungsvorgang erfolgt entweder unter Wirkung des Motors 6 oder durch manuelles Drücken bzw. Ziehen am Flügel 1.

Bei der Öffnungsbewegung dreht die Schließerwelle in Fig. 2 in Gegenuhrzei­ gersinn. Dabei wird die Schließfeder 17 komprimiert, indem der mit der Kurven­ scheibe 10 zusammenwirkende Bowdenzug 11 den kolbenförmigen Federtel­ ler 20 nach links verschiebt. Die Schließbewegung erfolgt sodann unter Wirkung der Schließfeder 17, indem der von der Schließfeder 17 beaufschlagte Bowdenzug die Kurvenscheibe 10 zurückdreht. Die Abtriebswelle 4 dreht dabei in Fig. 2 in Uhrzeigersinn. Dabei kann vorgesehen sein, daß der Motor 6 in Ge­ genrichtung zwangsweise mitgedreht wird und als Generator wirkt. Die Schließ­ geschwindigkeit ist über Regelung des Generators einstellbar.

Aufgrund der Kurvenscheibe 10 mit ihrem über den Umfang variierten Hebelarm erzeugt die Schließfeder 17 an der Abtriebswelle 4 einen speziellen Öffnungs­ momentenverlauf bzw. Schließmomentenverlauf. In Verbindung mit dem ver­ wendeten kraftübertragenden Gestänge mit der jeweiligen geometrischen Anord­ nung der Angriffspunkte an Flügel und Blendrahmen ergibt sich ein bestimmter Momentenverlauf am Flügel 1. Angestrebt ist bei kleinem Türöffnungswinkel maximales Moment und bei größeren Öffnungswinkeln abfallendes Moment am Flügel. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Kurvenscheibe spiralförmig, sie kann jedoch für andere Montagearten oder andere Gestänge auch beliebig anders ausgebildet sein, um einen gewünschten Momentenverlauf zu erhalten.

Claims (19)

1. Antrieb für einen Flügel einer Tür, Fenster oder dergleichen mit einem elek­ tromechanischen Motor, z. B. elektrischen Getriebemotor, mit dem der Flü­ gel mindestens in Öffnungsrichtung über eine Abtriebswelle antreibbar ist und mit einer Schließerfeder, mit der der Flügel in Schließrichtung über die Abtriebswelle antreibbar ist,
wobei das Öffnen des Flügels wahlweise unter Wirkung des Elektromotors oder von Hand erfolgt und dabei die Schließfeder vorgespannt wird und wobei das Schließen des Flügels selbsttätig unter Wirkung der Schließfeder erfolgt, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schließfeder (17) mit über die Drehwinkelstellung der Abtriebs­ welle (4) sich ändernden wirksamen Hebelarm (a) an der Abtriebswelle (4) angreift.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wirksame Hebelarm (a) bei Schließstellung des Flügels bzw. bei Null- Grad-Stellung des Flügels maximal ist.

3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der wirksame Hebelarm (a) bei größerem Öffnungswinkel minimal ist, insbesondere mit steigendem Öffnungswinkel kontinuierlich abfällt.

4. Antrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine mit der Abtriebswelle (4) kuppelbare Kur­ venscheibe (10) vorgesehen ist, an der die Schließfeder (17) angreift.

5. Antrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibe über ihren Umfang unterschiedlichen Hebelarm (a) auf­ weist.

6. Antrieb nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibe (10) rund und exzentrisch gelagert oder unrund und vorzugsweise exzentrisch gelagert ist.

7. Antrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, vorzugsweise nach ei­ nem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließfeder über ein vorzugsweise flexibles oder gelenkiges Kraft­ übertragungselement (11), z. B. Kette, Bowdenzug, Hebelmechanismus oder dergleichen, an der Abtriebswelle (4) bzw. an der Kurvenscheibe (10) angreift.

8. Antrieb nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kurvenscheibe (10) eine im Bereich ihres Umfangs angeordnete Aufnahme, z. B. Aufnahmerille (10a) aufweist, in der das Kraftübertragungselement, vorzugsweise Bowdenzug (11) angeordnet ist, vorzugsweise umschlingend geführt ist.

9. Antrieb nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß unterschiedliche Kurvenscheiben (10) vorgesehen sind zur wahlweisen Einstellung des Momentenverlaufs und/oder der Schließ­ stärke.

10. Antrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere unterschiedliche Kurvenscheiben (101, 102, 103) koaxial neben­ einander, vorzugsweise in einer einstückigen Kurvenscheibe (10) ausgebil­ det sind und daß das Kraftübertragungselement, vorzugsweise Bowden­ zug (11), wahlweise mit je einer der Kurvenscheiben (101, 102, 103) kup­ pelbar ist.

11. Antrieb nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen der Schließfeder (17) und der Kurven­ scheibe (10) eine Umlenkung, z. B. Umlenkrolle (25) angeordnet ist, über die das Kraftübertragungselement, vorzugsweise Bowdenzug (11), geführt ist.

12. Antrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schließfeder (17) und der elektromechani­ sche Motor (6) parallel nebeneinander mit gegenseitigem Abstand oder mit fluchtender Achse koaxial ineinander bzw. hintereinander angeordnet sind.

13. Antrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schließfeder (17) als Druck- oder Zugfeder oder als Torsionsfeder, insbesondere als Schraubenfeder ausgebildet ist.

14. Antrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Motorabtriebswelle (6a) über ein Getriebe, vorzugsweise Umlenkgetriebe, z. B. Kegelstirnradgetriebe (9), an der Ab­ triebswelle (4) angreift und die Schließfeder (17) an der Abtriebswelle des Getriebes (4) angreift.

15. Antrieb nach Anspruch 14 in Verbindung mit einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibe (10) mit der Abtriebswelle des Getriebes (9) drehfest gekuppelt ist und vorzugs­ weise im Bereich des Umlenkgetriebes angeordnet ist.

16. Antrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schließfeder (17) und/oder die Kurven­ scheibe (10) als nachrüstbares Bauteil ausgebildet ist.

17. Antrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Grundplatte (30) vorgesehen ist, auf der der elektromechanische Motor (6) und/oder eine die Schließfeder (17) aufnehmende Einrichtung (18) und/oder ein Umlenkgetriebe (9) und/oder ein Lager der Abtriebswelle (4) und/oder eine elektronische Steuerungs­ einrichtung befestigt, vorzugsweise über Schraubverbindung befestigt ist.

18. Antrieb nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (30) als Strangpreßprofil ausgebildet ist, vorzugsweise als ein Strangpreßprofil, welches einen die Schließfeder (17) aufnehmenden Federaufnahmeraum, z. B. einen zylindrischen Federkanal (18), aufweist.

19. Antrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (4) zwischen dem elektromechanischen Motor (6) bzw. der Schließfeder (17) und der elektronischen Steuerungseinheit (8) angeordnet ist, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, daß die Abtriebswelle (4) eine Symmetrie-Mittellinie der Antriebseinheit bildet, hinsichtlich der die Abtriebseinheit in ihren Ab­ messungen symmetrisch ist.