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Die Erfindung betrifft eine elektrisch angetriebene, bewegliche Türklinke und eine Tür mit einer solchen Türklinke, d. h. einen Griff in Form einer Klinke, welche mit einem Mittel zur Bestrahlung kombiniert wird, wobei die Türklinke zu deren Desinfektion mit UVC-Strahlen beaufschlagt wird.
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Allgemein ist bekannt, dass sehr kurzwelliges Licht, d. h. UVC-Strahlen im Wellenlängenbereich von 100–280 nm, insbesondere UVC-Strahlung von 253,7 nm keimabtötend sowohl in Flüssigkeiten als auch in Gasen und auf Festkörpern ist und zu diesem Zweck bereits eingesetzt wird. Das energiereiche Licht löst eine photochemische Reaktion aus. Das Licht dieser Wellenlänge wird von Zell-Nukleinsäuren absorbiert und führt, je nach Bestrahlungsdosis, zur Abtötung bzw. Schädigung von Bakterien, Pilzsporen, Hefen und Viren. Die benötigte Dosis, um die jeweiligen Mikroorganismen zu schädigen bzw. abzutöten, wird nach der Formel nW·s/cm2 berechnet und ist organismusspezifisch in Tabellen zusammengestellt („Erhöhte Arbeitssicherheit durch UVC-Desinfektion in der Kryomikrotomie", Maier, Ingo; Nickl, Verena; GIT Labor-Fachzeitschrift 12/2005, S.1016–1017, GIT Verlag GmbH & Co. KG, Darmstadt).
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Aus
DE 10 2008 063 887 A1 sind sowohl eine Türgarnitur als auch eine Türanordnung bekannt, welche einen Beschlag und eine UV-Strahlungsquelle zur Desinfektion des manuell bedienbaren Teils, insbesondere des Griffs, aufweisen, bei dem sich die Strahlungsquelle wahlweise im oder in der Nähe des Griffs befindet. In der
DE 10 2008 063 887 A1 ist jedoch nicht die Möglichkeit vorgesehen, dass der Griff um die eigene Achse rotiert wird. Der Nachteil dieser Ansatzes besteht ferner darin, dass nicht ausgeschlossen werden kann, dass die gewebeschädigenden Strahlen auf Benutzer des Türgriffs einwirken können.
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Aus
DE 10 2011 001 100 A1 ist sowohl eine Türgarnitur als auch eine Türanordnung bekannt, die ebenfalls eine UV-Strahlungsquelle beinhaltet, um auf der Außenfläche des Griffs eine bakterizide Wirkung zu erzielen. Dabei handelt es sich allerdings um einen Stangengriff, der zum Zweck des Desinfizierens in Rotation versetzt wird. Ein Nachteil dieser Anordnung ist, dass bei Erkennen des Benutzers durch den Sensor die emittierte UV-Strahlung lediglich reduziert und nicht vollständig verhindert wird. Ein weiterer Nachteil dieser Türhandhabe besteht darin, dass die UV-Strahlungsquelle in einem Grundkörper auf dem Türblatt liegt, wodurch diese Anordnung mehr Raum einnimmt. Ein weiterer Nachteil ist, dass ein konventioneller Stangengriff nicht ohne besonderen mechanischen Aufwand zum Bewirken der Rotation durch eine geeignete, ebenfalls rotierende Klinke zu ersetzen ist.
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Beim Öffnen und Schließen von Türen in Toiletten oder im medizinischen Umfeld ist man zumeist einer Infektionsgefahr mit gesundheitsschädigenden Keimen ausgesetzt, wenn die Hand des Benutzers mit den Griffen in Berührung kommt. Durch die zunehmende Automatisierung in öffentlichen, sanitären Bereichen, wie vollautomatische Toilettenspülungen, Wasserhähne oder Händetrockner, die meist mit Sensoren zum Ein- oder Ausschalten ausgestattet sind, besteht bei der Türhandhabe, wie z. B. Türklinke, Türgriff, Stange, Drehknopf die Gefahr, dass Benutzer mit Pilzen, Keimen, Viren oder anderen schädlichen Stoffen, wie chemischen Desinfektionsmitteln, kontaminiert oder geschädigt werden. Daher scheint es sinnvoll, auch diese Schwachstelle in der möglichen Infektionskette zu beseitigen. Es ist generell zweckmäßig, den direkten Kontakt entweder zu reduzieren oder gar zu vermeiden, oder das Berühren so sicher wie möglich zu machen.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen vollautomatischen, sich ohne Einsatz von Chemie selbstdesinfizierenden Türgriff in Form einer Klinke zur Verfügung zu stellen. Die Türgarnitur soll nicht nur, wie aus dem Stand der Technik bekannt, die Hand eines Benutzers vor jeglichen Keimen oder Chemikalien schützen, sondern darüber hinaus soll sichergestellt sein, dass das schädigende UVC-Licht nicht die Haut und andere Gewebe des Benutzers in Mitleidenschaft ziehen kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Türgriffgarnitur, die aus mindestens einer UVC-Strahlenquelle und einem manuell bedienbaren Türgriff für einen Tür- oder Fensterflügel besteht. Der Türgriff ist mit einer geeigneten Mechanik in der Klinke ausgestattet, die nach Auslösung eines Signals durch einen kapazitiven Sensor, im kontaktierbaren Griff eine Drehbewegung in Gang setzt und dadurch das Aufleuchten der Bestrahlungsmittel für einen festgesetzten Zeitraum einschaltet. Der Sensor reagiert auf jegliche Annäherung bzw. auf Inabstandgehen der Hand des Benutzers. Nach Beendigung des Kontaktes der Klinke durch den Benutzer wird die Klinke in Rotation versetzt und gleichzeitig wird die UVC-Strahlungsquelle aktiviert, so dass das auf die Klinke scheinende Licht alle vorgenannten Keime abtötet, ohne den Benutzer der Klinke mit schädigenden UVC-Strahlen zu beeinträchtigen. Das Mittel zum Bestrahlen ist derart angeordnet, dass ausschließlich der Türgriff bestrahlt wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass Benutzer von Tür und Türgriff nicht durch UVC-Bestrahlung geschädigt werden.
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Durch die folgend beschriebene erfindungsgemäße Türgriffgarnitur ist es gelungen, eine einfache, preiswerte und nachrüstbare Möglichkeit für den schädigungssicheren Umgang mit Türgriffen zur Verfügung zu stellen. Die nachträgliche Montage an bereits vorhandenen Türklinken ist besonders unkompliziert und kann mit geringem, technischen Aufwand durchgeführt werden. Der beschriebene Türgriff erfüllt die üblichen Anforderungen an die Sterilität, wie sie in sanitären Einrichtungen oder im medizinischen Umfeld gefordert werden. Dies wird durch die spezielle Art des verwendeten Sensors sichergestellt.
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Wenn die für den Kontakt mit der Hand des Benutzers vorgesehene Oberfläche des Türgriffs berührt wird und sogar schon, wenn sich eine Hand der Oberfläche nähert, löst der kapazitive Sensor ein Signal aus. Die Oberfläche des Türgriffs stellt eine der beiden Elektroden dar, die die Platten eines elektrischen Kondensators bilden, dessen Kapazität oder Kapazitätsänderung gemessen wird. Die zweite Elektrode wird durch den Boden, auf dem die die Türklinke berührende Person steht, gebildet. Das Signal des kapazitiven Sensors wird an die speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) gegeben. Sobald sich die Hand des Benutzers wieder von der Türklinke entfernt, wird auch dieses Ereignis durch einen Sensor erfasst und der kontaktierbare Teil der Griffoberfläche einer beweglichen Türklinke wird durch die Mechanik, d. h. Motor, Kupplung und Getriebe, in der Türklinke angetrieben, d. h. er wird in eine rotierende Bewegung versetzt. Gleichzeitig wird die UVC-Strahlungsquelle eingeschaltet, sodass eine Strahlungsexposition über den ganzen Umfang des durch die Hand des Benutzers kontaktierbaren Teils der Griffoberfläche der Türklinke erfolgt.
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Die Rotation und das Bestrahlen der rotierenden Türklinke werden üblicherweise für einen Zeitraum von fünf bis zwanzig Sekunden aufrechterhalten. Dieser Zeitraum ist über die Steuerung einstellbar. Danach werden diese beiden Vorgänge wieder abgeschaltet. Um die Türklinke vollständig zu desinfizieren, ist dafür mindestens eine volle Umdrehung notwendig und der maximale Aktionszeitraum wurde an die Lichtintensität angepasst eingestellt. Das Rotieren des Türgriffs und das Bestrahlen desselben werden umgehend automatisch früher abgeschaltet, falls sich eine Hand wiederrum dem Türgriff nähert. Die Rotation und Bestrahlung wird dabei erneut in Gang gesetzt, wenn sich die Hand des Benutzers wieder entfernt. Dadurch ist sichergestellt, dass die UVC-Strahlen niemals die Hand treffen können.
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Um einen Nachweis für die Wirksamkeit zu bekommen und ein Zeit-Wirksamkeitsverhältnis zu bestimmen, wurden Versuche durchgeführt. Informationen lagen darüber vor, welche Materialien man für einen mikrobiologischen Test braucht und wie er durchzuführen ist. Für genauere Informationen wurden Erkundigungen bei der Fakultät für Bio- und Chemieingenieurwesen der TU-Dortmund darüber eingeholt, wie man einen solchen Versuch durchführt. Das Kollegium des Lehrstuhls hat dabei unterstützt, indem sie uns HPG-Agar-Medien, steriles Wasser und autoklavierte Papierstreifen zur Verfügung gestellt haben.
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Das HPG-Agar-Medium setzt sich aus folgenden Bestandteilen zusammen:
- • 3 g Hefeextrakt
- • 5 g Pepton
- • 1 g Glukose
- • 1 Liter steriles Wasser mit einem pH-Wert von 7,2
- • 15% Agar
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Für das Experiment wurden zunächst einige Testobjekte, die aus dem gleichen Material, wie der Türgriff bestehen, benötigt, die bakteriell wurden. Um einen semisterilen Arbeitsplatz zu erhalten, wurde wir im chemischen Labor gearbeitet. Um auch die Verschmutzung der Proben durch Bakterien in der Luft zu verhindern, wurden zwei Bunsenbrenner aufgestellt.
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Abstriche wurden jeweils vor und nach der variierenden Bestrahlungszeit genommen, um einen Vergleich feststellen zu können, da anzunehmen ist, dass die Bakterienanzahl nicht immer gleich hoch war. Dazu wurden sterile Handschuhe benutzt, mit welchen die autoklavierten Papierstreifen in das sterile Wasser, welches zur besseren Aufnahme von Bakterien dient, eingetaucht und auf die Testobjekte aufgelegt wurde. Anschließend wurden die Papierstreifen in das Nährmedium gedrückt. Die Nährmedien wurden dann beschriftet und für 72 Stunden in einen Trockenschrank bei 37°C, was circa der Körpertemperatur eines Menschen entspricht, um ausschließlich die Bakterien zu züchten, die dem Menschen gefährlich werden könnten, gelegt.
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Ein wichtiges Ziel war es, das Aussehen einer normalen Türklinke möglichst weitgehend beizubehalten. Es wurde ein Plan entwickelt, wie der Türgriff von allen Seiten bestrahlt werden kann. Hierbei waren zwei Probleme zu lösen, zum einen, dass man den Türgriff nicht komplett von außen bestrahlen kann und zum anderen, dass die Sicherheit nicht gewährleistet war, da UVC-Licht eine schädliche Wirkung auf den menschlichen Organismus haben kann.
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Verworfen wurde die Idee, für die Bestrahlung einen Kasten über die Türklinke klappen zu lassen, welcher diese direkt bestrahlt. Eine Konstruktion mit einer Klappe wäre leicht zu manipulieren und es wäre in der Bestrahlungszeit nicht möglich ist, die Tür zu benutzen.
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Aufgrund der Zweckmäßigkeit werden die UVC-Röhre direkt hinter der Türklinke platziert, vorteilhafterweise in dem Türblatt eingelassen, sodass die Strahlung nicht an der Türklinke vorbeistrahlen kann, weil das Licht durch eine Blende nur auf die Türklinke strahlt. Dies ist in unserem Ausführungsbeispiel in 1 dargestellt.
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Im Ausführungsbeispiel ist der Türgriff eine Türklinke. Um den Türgriff rundum zu bestrahlen, wurde in den Steg der Türklinke einen Planetengetriebemotor und ein 90°-Kegelradgetriebe eingebaut; so können wir den Türgriff beliebig rotieren lassen, um die benötigte Strahlungsdosis zu erreichen. Wichtig hierfür ist vor allem ein Motor mit einer niedrigen Umdrehungsfrequenz, damit die Dauer der Bestrahlung lang genug ist.
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Bei der neu entwickelten Türgriffgarnitur und der Kombination von Türgriff und dem Mittel zur UVC-Bestrahlung derselben ist sichergestellt, dass durch die UVC-Strahlen nie die Benutzer des Türgriffs geschädigt werden, weil der in der Klinke vorgesehene Sensor, der mit der Steuerung der Mittel zur Bestrahlung verbunden ist, die Berührung mit der Klinkenoberfläche und die Nähe zur Klinke kapazitiv detektiert und nur nach dem Ereignis des Berührens des Türgriffs bzw. des Öffnens oder des Schließens der Tür die UVC-Strahlungsmittel (
8) eingeschaltet werden. Es wird nicht, wie aus dem Stand der Technik (
DE 10 2011 001 100 A1 , Seite 4 [0018], Mitte des Absatzes und Seite 5 [0026], Mitte des Absatzes und Anspruch 12 ff.) bekannt, allgemein die Person detektiert, sondern bei unserer Anordnung wird sichergestellt, dass gezielt das Ereignis des Erfassens der Hand einer Person durch den kapazitiven Sensor dazu führt, dass die UVC-Strahlungsquelle ausgeschaltet wird. Dies hat den Vorteil, dass zielgenau das Kontaktieren des Türgriffs erfasst wird und nicht nur ungenau das Annähern einer Person an die Tür. Erfindungsgemäß wird ein kapazitiver Sensor in der Türgarnitur angeordnet und nicht ein Sensor an der Tür.
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Grundsätzlich kann die Türgriffgarnitur mit einem Akku betrieben werden. Da wir den Mechanismus wartungsfrei halten wollen, fällt die Idee weg. Deswegen haben wir uns dazu entschieden, eine Leitung in der Tür zu verlegen und durch den Schlosskasten in die Türklinke zu leiten.
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Im Ausführungsbeispiel erfolgt zum Zweck der elektrotechnischen Umsetzung die Energieversorgung des Schaltkastens über einen 230 V Wechselspannungsanschluss aus der Steckdose. Die Leitung von der Steckdose wird über flexible Zuleitungen mit dem Schaltkasten verbunden und wird in diesem auf einer Klemmleiste verbunden. Unsere Zuleitungen sind über Leitungsschutzschalter abgesichert, welche die Apparatur vor Kurzschlüssen und Fehlerströmen absichern. In ein Netzgerät werden die 230 V Wechselspannung eingespeist, die Ausgangsspannung beträgt 24 V Gleichspannung, welche für den Motor und unsere Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) von Nöten ist. Die UVC-Lampe wird durch ein Elektronisches Vorschaltgerät (EVG) angesteuert, welches auch mit 230 V Eingangsspannung geschaltet wird. Zudem versorgt das Netzgerät den kapazitiven Sensor, welcher die Bewegung der Türklinke erkennt, mit 24 Volt. Über die Ausgänge der SPS werden programmabhängig die 230 Volt Wechselspannung für die 9 W UVC-Lampe und zum anderen die 24 Volt Gleichspannung für den Gleichstrommotor geschaltet, welcher mechanisch mit der Türklinke verbunden ist und somit eine Drehbewegung ausführt. Man kann zudem die Drehdauer und die Drehgeschwindigkeit, sowie auch die Einschaltzeit der Lampe über die SPS steuern.
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Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels mit einer Zeichnung näher erläutert. 1 zeigt eine Türgarnitur in Draufsicht.
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Das Ausführungsbeispiel besteht für die Umsetzung der Mechanik aus einem Türblatt, in das ein Loch gebohrt ist mit dem Durchmesser der Buchse für die Türklinke. Die Buchse beinhaltet auch einen angeflanschten Ring mit Befestigungsbohrungen. Die Buchse ist aus einem Aluminium-Rundstahl gefertigt und die innere Oberfläche für bessere Gleiteigenschaften ist innengedreht. Diese ist mit drei Schrauben an dem Türblatt fixiert.
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Es ist ein Steg für die Türklinke 1 gedreht worden, in welchem der Motor 7 befestigt wird. Auch dieser ist aus einem Aluminium-Rundstahl hergestellt. Der Motor 7 wurde in dem Steg mit einem Aluminiumring und Gewindestiften angebracht, sodass er nicht durchdreht, wenn er das Getriebe und damit auch den Türgriff antreibt. Unter Gewindestiften sind Feststellschrauben zu verstehen, die benutzt werden, um die Einschubtiefe des Motors 7 in der hohlen Türklinke zu fixieren, d. h. um die Position des Motors 7 festzulegen. Die Antriebswelle des 90°-Kegelradgetriebes 4 wurde mit dem Motor 7 mit einer selbst gebauten Kupplung 5 aus Aluminium verbunden. Das Getriebe 4 sitzt in dem auf Gehrung gesägten Steg, sodass es fest verbaut ist. Wir haben die Abtriebswelle des Kegelradgetriebes 4 so mit dem Türgriff 1 verbunden, dass er sich drehen kann, trotzdem aber einen festen Sitz hat. So ist gewährleistet, dass der Griff im normalen Alltag nicht zerstört wird. Das innen hohle Klinkengehäuse 3 geht mit der Befestigungshülse 2 in den Türgriff 1 über.
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Der bevorzugt als Kontaktsensor oder Näherungssensor fungierende kapazitive Sensor besteht aus dem für das Kontaktieren vorgesehenen Teil des Türgriffs 1 und dem Boden auf dem die die Türklinke 1 berührende Person steht. Hierbei ist die Oberfläche der Klinke eine Elektrode des Kondensators und der Boden die andere.
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Das Signal des kapazitiven Sensors ist elektrisch mit der Steuerung, in unserem Ausführungsfall speziell mit der LOGO (speicherprogrammierbare Software der Firma Siemens) verbunden. Dieser dient dazu den Moment des Loslassens abzugreifen, damit danach der von uns geplante Hygienezyklus startet.
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Die UVC-Strahlungsquelle 8 ist in dem Türblatt 11 eingelassen, sodass man keinen großen Abstand von der Türklinke 1 zum Türblatt einhalten muss. Abgeschirmt wird das Licht durch ein Blech 10, in welches ein Schlitz gefräst ist, welcher das Licht auf die Klinke, fallen lässt. Dieses Blech wird in der Zeichnung als Blende mit Schlitz bezeichnet 10.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- für Kontakt vorgesehener Teil des Türgriffs
- 2
- Befestigungshülse
- 3
- Klinkengehäuse
- 4
- 90°-Kegelradgetriebe
- 5
- Kupplung
- 6
- Befestigungsring
- 7
- Motor
- 8
- UVC-Strahlungsquelle im Türblatt
- 9
- Buchse mit Flansch
- 10
- Blende mit Schlitz
- 11
- Türblatt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008063887 A1 [0003, 0003]
- DE 102011001100 A1 [0004, 0019]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- „Erhöhte Arbeitssicherheit durch UVC-Desinfektion in der Kryomikrotomie”, Maier, Ingo; Nickl, Verena; GIT Labor-Fachzeitschrift 12/2005, S.1016–1017, GIT Verlag GmbH & Co. KG, Darmstadt [0002]
