DE19901229A1 - Drehtürantrieb - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Drehtürantrieb mit einer elektromechanischen oder elektrohydraulischen Antriebsvorrichtung, die für das Öffnen und Schließen eines angeschlossenen Drehflügels das nötige Öffnungs- und Schließmoment liefert, wobei eine elektronische Regelung/Steuerung mit mindestens einem Speicher und mindestens einem Mikroprozessor aufgrund von Sensorsignalen das Öffnungs- bzw. Schließmoment über ein auf einer Abtriebswelle angeordnetes Zahnrad abgibt, die über ein Gestänge und einen Betätigungsarm mit dem Drehflügel verbunden ist, wobei zwischen der Abtriebswelle des Drehflügelantriebes und dem Gestänge bzw. dem Betätigungsarm eine Vorrichtung 2 vorhanden ist, die eine Veränderung des Öffnungs- und Schließmomentes über den Drehwinkel des Drehflügels bewirkt.
Description
Die Erfindung betrifft einen Drehtürantrieb gemäß der in den Oberbegrif
fen der Patentansprüche 1 und 2 angegebenen Art.
Aus der DE 41 24 282 C2 ist ein gattungsgemäßer Drehtürantrieb be
kannt, bei dem das automatische Öffnen der angeschlossenen Tür über
den Drehtürantrieb in elektromechanischer Weise erfolgt. Der Schließ
vorgang wird mit Unterstützung des Motorantriebes über eine eingebaute
Schließfeder, die sich z. B. in einem handelsüblichen Türschließer befin
det, bewerkstelligt. Dabei wird der Motorantrieb mit einem reduzierten
Antriebsmoment beaufschlagt, wobei der Motor nur die Verluste des Ge
triebes ausgleicht. Ein dauerndes Schalten der Kupplung wird durch diese
Art der Steuerung vermieden, welches gleichzeitig einen geringen Ver
schleiß bedeutet, denn es braucht beim Reversiervorgang der Drehtür
nicht extra wieder die Kupplung eingekuppelt werden. Dieser Drehtüran
trieb ist mit einem sogenannten Scherengestänge ausgestattet.
Ein solcher Antrieb kann auf dem Türrahmen oder der Tür montiert wer
den. Neben der vorbeschriebenen Anordnung eines Scherengestänges
kann auch ein Parallelgestänge und eine sogenannte Gleitschiene in
Verbindung mit einem geraden Betätigungsarm verwendet werden. Wäh
rend die Schließmomente für Scheren- und Parallelgestänge den genorm
ten Vorgaben genügen, zeigen sich für den Schließvorgang bei Verwen
dung einer Gleitschiene in der Regel sehr niedrige Schließmomente.
Eine Vorrichtung zum Öffnen und Schließen von Türen zeigt die DE 37 30
114 A1, die aus zwei Montageteilen besteht. Das eine Teil wird am Tür
blatt und das andere Teil der Vorrichtung wird rahmenseitig befestigt, wo
bei beide Montageteile untereinander durch einen Kraftübertragungsme
chanismus miteinander verbunden sind. Gleichzeitig ist ein Umkehrme
chanismus mit einer Rastkupplung vorhanden, die gleichzeitig die zu
übertragenden Kräfte begrenzt. Hierzu können auch bewährte handelsüb
liche Türschließer verwendet werden. Das Abtriebsrad der Vorrichtung,
welches einerseits mit dem Kraftübertragungsmechanismus verbunden
ist, weist ein Ritzel auf, welches mit einer Zahnstange in Wirkverbindung
steht.
Ein ähnlich arbeitender Drehtürantrieb wird in der WO 89/11578 be
schrieben, wobei hier ebenfalls für den Öffnungsvorgang eine Vorrichtung
vorhanden ist und der Schließvorgang wie bei der DE 41 24 282 C2 durch
die Kraft des Türschließers bewerkstelligt wird.
Ähnliche Drehtürantriebe werden in der US 1,684,704 sowie 2,256,613
wiedergegeben. Auch hier sind Antriebe in Verbindung mit Türschließern
wiedergegeben, wobei jedoch der Türschließer als separates Bauteil auf
dem Flügel montiert ist und der Drehflügelantrieb oberhalb des Türflügels
sich befindet. Die Verbindung zwischen Drehtürantrieb und Türschließer
wird durch ein Scherengestänge bewerkstelligt. Die US 4,333,270 offen
bart einen Drehtürantrieb, der elektromechanisch arbeitet. Dabei wirkt ein
Antriebsrad mit einer Zahnstange derart zusammen, daß eine Feder für
die Schließung der Tür beim Öffnungsvorgang gespannt wird.
Einen elektromechanischen Drehtürantrieb, der einen Gleichstrommotor
in Verbindung mit einem Planetengetriebe zum Antrieb verwendet offen
bart die DE 32 02 930 A1. Zwischen der Abtriebswelle und der ange
schlossenen Tür ist ein Kniehebelgestänge vorhanden. Dieser Drehtüran
trieb wird sowohl für den Öffnungs- als auch für den Schließvorgang der
angeschlossenen Tür verwendet.
Ein elektrohydraulischer Drehtürantrieb mit der Typenbezeichnung ED
200 wird in dem Firmenprospekt der DORMA GmbH + Co. KG als ein
kompakter Antrieb, der die Tür gegen eine Feder öffnet und mechanisch
durch die Rückstellkräfte der Feder wieder in seine Schließlage geht,
wiedergegeben. Dabei kann der Antrieb auf dem Türrahmen oder auf der
Tür montiert werden. Dabei wird durch einen Elektromotor eine Pumpe
angetrieben, die ein entsprechendes Ölvolumen in einen Hydraulikzylin
der pumpt, der sich wiederum gegen eine Feder ausdehnt. Dabei ist der
Kolben des Hydraulikzylinders mit einer Zahnung versehen, die ein Ritzel
antreibt, an das der Hebelmechanismus zur Betätigung der Tür ange
bracht ist. Um die angeschlossene Tür nun wieder in ihre Schließlage zu
bringen, werden entsprechende Ventile geöffnet und das Ölvolumen kann
in den Tank der Antriebseinheit wieder zurückfließen. Die Feder schiebt
dabei den Kolben zurück und schließt durch seine Bewegung, die auf das
Ritzel übertragen wird, die Tür.
Die Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Drehtürantrieb gemäß
dem Stand der Technik derart weiterzubilden, daß unter Verwendung der
genannten Nachteile eine einfache Konstruktion sowie eine problemlose
Anpassung an gewünschte Drehmomentverläufe über den Öffnungswinkel
ermöglicht werden.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche
1 und 2 in Verbindung mit ihren Oberbegriffsmerkmalen gelöst. Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Erfindung bilden die Merkmale der
Unteransprüche.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß der sich über den Öff
nungswinkel einer Tür (Drehflügel) ändernde Kraftverlauf/Drehmomenten
verlauf sowohl beim Öffnen als auch beim Schließen über ein Getriebe in
Form einer Vorrichtung mit einem sich über den Öffnungswinkel ändern
den Übersetzungsverhältnis beeinflußt werden kann, das sich durch
exentrisch angeordnete und einen kreisförmigen Zahnkranz aufweisende
Zahnräder ergibt, die sich einfach herstellen lassen.
Nach der Erfindung weist daher das sich über den Öffnungswinkel
(Drehwinkel) der Tür in seinem Übersetzungsverhältnis ändernden Ge
triebe ein erstes und ein zweites miteinander kämmendes, jeweils durch
einen kreisförmigen Zahnkranz gebildetes Zahnrad auf, die unter Beibe
haltung ihres Achsabstandes exzentrisch zu ihren Mittelpunkten gelagert
sind und denen das erste Zahnrad mit einer Abtriebswelle und das zweite
Zahnrad mit einem Zahnrad der Antriebsvorrichtung verbunden ist, wobei
die Drehachse der Abtriebswelle durch den Drehpunkt des ersten Zahn
rades verläuft, dies alles in derartiger Anordnung, daß die sich jeweils
durch den Mittelpunkt eines Zahnrades und dem neuen Drehpunkt erge
bende Exzentrizität der Zahnräder punktsymmetrisch zu deren Wälzpunkt
liegt.
Auf einfache Weise können nunmehr die Drehmomentenverläufe durch
Wahl der Exzentrizität, der Wälzkreisdurchmesser und des sich daraus
ergebenden Abstandes der Drehachsen der beiden Zahnräder festgelegt
und ohne weiteres bestimmt werden. Hierdurch ergeben sich vielfältige
Übersetzungsverhältnisse und somit Anpassungsmöglichkeiten an ge
wünschte Drehmomentencharakteristika über den Öffnungswinkel, ohne
das Sonderanfertigungen von Zahnkurvenscheiben notwendig sind. Viel
mehr können im Handel erhältliche Zahnräder verwendet werden, wo
durch die Fertigungskosten erheblich gesenkt werden. Zudem können die
Zahnräder insbesondere eine Normalverzahnung aufweisen.
Die Größe der Exzentrizität wird durch das Verhältnis vom Betrag dersel
ben zum Grundkreisdurchmesser beschrieben. Insbesondere sollte die
ses Verhältnis einen Wert von 0,137 für Verzahnungen nach DlN 867
nicht überschreiten. Das Übertragungsverhalten des Getriebes wird je
doch bei einer Überschreitung dieses Verhältnisses deutlich verschlech
tert, da die Profilüberdeckung unter 1 sinken kann.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Drehtürantrieb als
Obenantrieb mit einem zwischen einem Anlenkpunkt des drehbewegli
chen Drehflügels der zugeordneten Tür und einem weiteren Anlenkpunkt
außerhalb des Drehflügels über den Drehbereich sich ändernden wirksa
men Hebelarm ausgebildet, der an die Abtriebswelle angreift.
Vorzugsweise wird der wirksame Hebelarm durch ein Gleitschienenge
stänge und ein Kniehebelgestänge gebildet.
Alternativ hierzu kann der Drehflügelantrieb auch als Unterflurantrieb
ausgebildet sein, bei dem die Abtriebswelle mit dem Lager des Drehflü
gels in diesem Falle zusammenwirkt.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der folgenden Beschrei
bung einer Ausführungsform der Erfindung im Zusammenhang mit den
Zeichnungen. Es zeigen:
Fig. 1 schematischer Ausschnitt einer Vorrichtung des
Drehflügelantriebes.
Fig. 2 die beiden Zahnräder der Vorrichtung von Fig. 1
hinsichtlich der Lage von Dreh- und Mittelpunkt.
Das in der Fig. 1 ausschnittsweise wiedergegebene Getriebe der Vor
richtung 2 ist mit einem Zahnrad 1, welches sich auf einer nicht darge
stellten Welle des Drehflügelantriebes befindet angeschlossen. Mit die
sem Zahnrad 1 steht in Wirkverbindung ein weiteres Zahnrad 4, wobei die
Drehachse 3 des Zahnrades 4 und die Drehachse eines Zahnrades 13
identisch sind.
Das Zahnrad 13 kämmt mit einem weiteren Zahnrad 8, das mit einer aus
der Vorrichtung austretenden Abtriebswelle 6 verbunden ist. Die Ab
triebswelle 6 ist koaxial zu einer Drehachse 7 des Zahnrades 8 angeord
net.
Die beiden Zahnräder 13 und 8 sind mit einer Normalverzahnung verse
hen und im Hinblick auf ihre Mittelachse 12 bzw. 9 um einen vorbestimm
ten Betrag a exzentrisch drehbar gelagert. Die Drehachse 3 des Zahnra
des 13 ist somit von ihrer Mittelachse 12 und die Drehachse des Zahnra
des 8 von ihrer Mittelachse 9 jeweils um den Betrag a beabstandet.
An die Abtriebswelle kann in bekannter Weise ein Kniehebel oder ein
Gleitschienengestänge angreifen. Der Drehtürantrieb kann aber auch als
Unterbodenantrieb ausgebildet sein, wobei die Abtriebswelle 6 dann mit
einem hier nicht dargestellten Lager eines Drehflügels zusammenwirkt.
In Fig. 2 sind die miteinander kämmenden Zahnräder 13 und 8 im Zu
sammenhang mit einem xy Koordinatensystem dargestellt, wobei die
X-Achse die beiden durch die Drehachsen 3 und 7 gebildeten Drehpunkte
18 und 15 miteinander verbindet. Die durch die Mittelachsen 12 und 9
gebildeten Mittelpunkte 17 und 16 weisen jeweils zu dem zugeordneten
Drehpunkt 18 bzw. 15 den die Exzentrizität bestimmenden Abstand auf.
Die Mittelpunkte 17 und 16 beziehen sich auf einem kreisförmigen Zahn
kranz des jeweiligen Zahnrades 13 bzw. 8 mit kreisförmigen Fußkreis,
Kopfkreis, Wälzkreis und ähnlichem.
Wie die Fig. 2 deutlich macht, ist die durch den Mittelpunkt 17 und den
Drehpunkt 18 bzw. durch den Mittelpunkt 16 und den Drehpunkt 15 gebil
dete Exzentrizität a punktsymmetrisch zu einem Wälzpunkt 11, der beiden
miteinander kämmenden Zahnräder 13 und 8, in dem sich die beiden
Wälzkreise 10 und 19 der Zahnräder 13 und 8 berühren.
Die Zahnräder 13 und 8 weisen eine einander entsprechende Bauform
auf. Hierdurch wird es ermöglicht, daß mit Drehen der Zahnräder 13 und 8
sich der Abstand vom Drehpunkt 18 zum Wälzpunkt 11 zunehmend in
dem Maße vergrößert bzw. verkleinert, wie der Abstand des Drehpunktes
15 zum Wälzpunkt 11 sich verkleinert bzw. sich vergrößert. Der Abstand
der Drehpunkte 18 und 15 der beiden Zahnräder 13 und 8 zueinander
bleibt hierbei während des Drehens der Zahnräder 13 und 8 jedoch kon
stant.
Hierdurch wird auf einfache Art ein sich Ändern des Übersetzungsver
hältnisses beim Drehen der Zahnräder 13 und 8 und somit der Abtriebs
welle 6 erreicht. Über den Öffnungswinkel eines Drehflügels kann da
durch Einfluß auf den sich beispielsweise durch ein Gleitschienenge
stänge ändernden wirksamen Hebefarm und somit auf den über den Öff
nungswinkel sich ändernden Kraft- und Drehmomentenverlauf genommen
werden. Je nach Exzentrizität und Wälzkreisdurchmesser kann das Über
setzungsverhältnis auf einfache Art und Weise an vorbestimmte Drehmo
mentenverlaufscharakteristika angepaßt werden.
1
Zahnrad
2
Vorrichtung
3
Drehachse
4
Zahnrad
5
Lager
6
Abtriebsachse
7
Drehachse
8
Zahnrad
9
Mittelachse
10
Wälzkreis
11
Wälzpunkt
12
Mittelachse
13
Zahnrad
14
Wälzkreis
15
Drehpunkt
16
Mittelpunkt
17
Mittelpunkt
18
Drehpunkt
19
Wälzkreis
a Exzentrizität
a Exzentrizität
Claims (10)
1. Drehtürantrieb mit einer elektromechanischen oder elektrohy
draulischen Antriebsvorrichtung, die für das Öffnen und Schließen
eines angeschlossenen Drehflügels das nötige Öffnungs- und
Schließmoment liefert, wobei eine elektronische Rege
lung/Steuerung mit mindestens einem Speicher und mindestens
einem Mikroprozessor aufgrund von Sensorsignalen das Öff
nungs- bzw. -Schließmoment über ein auf einer Abtriebswelle an
geordnetes Zahnrad abgibt, die über ein Gestänge und einen
Betätigungsarm mit dem Drehflügel verbunden ist, dadurch ge
kennzeichnet, daß zwischen der Abtriebswelle des Drehflügelan
triebes und dem Gestänge bzw. dem Betätigungsarm eine Vor
richtung (2) vorhanden ist, die eine Veränderung des Öffnungs-
und Schließmomentes über den Drehwinkel des Drehflügels be
wirkt.
2. Drehtürantrieb mit einer elektromechanischen und elektrohydrau
lischen Antriebsvorrichtung, die für das Öffnen eines angeschlos
senen Drehflügels das nötige Öffnungsmoment liefert, wobei eine
elektronische Regelung/Steuerung mit mindestens einem Spei
cher und mindestens einem Mikroprozessor aufgrund von Sen
sorsignalen das Öffnungsmoment liefert, wobei mit der Antriebs
vorrichtung direkt oder indirekt ein Getriebe verbunden ist, das mit
einem Achsaustritt eines Türschließers verbunden ist und über
eine Abtriebsachse des Türschließers mit einem Gestänge oder
einem Betätigungsarm mit dem Drehflügel verbunden ist, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen der Abtriebswelle des Türschlie
ßers und dem Gestänge bzw. dem Betätigungsarm eine Vorrich
tung (2) vorhanden ist, die eine Veränderung des Öffnungs- und
Schließmomentes über den Drehwinkel des Drehflügels bewirkt.
3. Drehtürantrieb nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Vorrichtung (2) ein Getriebe ist, das sein Über
setzungsverhältnis über den Drehwinkel verändert.
4. Drehtürantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das sich über den Drehwinkel des Drehflügels in seinem Überset
zungsverhältnis ändernde Getriebe ein erstes und ein zweites
miteinander kämmendes, jeweils durch einen kreisförmigen Zahn
kranz gebildetes Zahnrad (8, 13) aufweist, die unter Beibehaltung
ihres Achsenabstandes exzentrisch zu ihren Mittelpunkten (16, 17)
gelagert sind und von denen das erste Zahnrad mit einer Ab
triebswelle (6) und das zweite Zahnrad (13) koaxial zu seinem
Drehpunkt (18) mit dem Abtriebszahnrad (1) des Drehflügelan
triebes in Wirkverbindung steht, wobei die Drehachse (7) der Ab
triebswelle (6) durch den Drehpunkt (15) des ersten Zahnrades
(8) verläuft, dies alles in derartiger Anordnung, daß die sich je
weils durch den Mittelpunkt (17, 16) eines Zahnrades (8, 13) und
dem neuen Drehpunkt (15, 18) ergebende Exzentrizität a der
Zahnräder (8, 13) punktsymmetrisch zu deren Wälzpunkt (11)
liegt.
5. Drehtürantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Zahnräder (8, 13) eine Normalverzahnung aufweisen.
6. Drehtürantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß für eine Verzahnung nach DIN 867
das Verhältnis vom Betrag der Exzentrizität a zum Grundkreis
durchmesser nicht größer als 0,137 ist.
7. Drehtürantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ge
kennzeichnet durch die Ausbildung als obenliegender Drehtüran
trieb mit einem zwischen einem Anlenkpunkt des drehbewegli
chen Drehflügels und einem weiteren Anlenkpunkt außerhalb des
Drehflügels über den Drehbereich sich ändernden wirksamen He
belarm der Abtriebswelle (6) angreift.
8. Drehtürantrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
der wirksame Hebelarm durch ein Gleitschienengestänge gebildet
wird.
9. Drehtürantrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
der wirksame Hebelarm durch ein Kniehebelgestänge gebildet
wird.
10. Drehtürantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ge
kennzeichnet durch eine Ausbildung als Unterflurantrieb, bei dem
die Abtriebswelle (6) mit dem Lager des Drehflügels zusammen
wirkt.
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