DE3202898A1

DE3202898A1 - Antriebseinheit fuer fluegel, insbesondere schiebefluegel von tueren o.dgl.

Info

Publication number: DE3202898A1
Application number: DE19823202898
Authority: DE
Inventors: Lajos 7252 Weil der Stadt Jäger
Original assignee: Geze GmbH
Current assignee: Geze GmbH
Priority date: 1982-01-29
Filing date: 1982-01-29
Publication date: 1983-08-11

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für
mindestens einen Flügel, insbesondere Schiebeflügel, von Türen od.dgl. mit einem den Flügel antreibenden, von einer Steuereinheit ansteuerbaren Elektromotor, welcher sowohl beim öffnen als auch beim Schließen des Flügels zunächst mit hoher Geschwindigkeit (schnelles offenen bzw. Schließen) und bei Annäherung an die Offen- bzw. Schließstellung des Flügels mit verminderter Geschwindigkeit (öffnungs- bzw. Schließdämpfung) läuft.
Bei bekannten Antriebseinheiten muß in der Regel die Bewegungsgeschwindigkeit des Flügels beim schnellen Schließen aus Sicherheitsgründen gegenüber der Geschwindigkeit beim schnellen oeffnen vergleichsweise klein sein, um beispielsweise Verletzungen von Passanten beim Schließen einer Tür zu verhindern.
Bei sehr schnellen Schließgeschwindigkeiten, beispielsweise in der Größenordnung der öffnungsgeschwindigkeit, müssen besondere Sicherungsvorrichtungen wie Rutschkupplungen od.dgl. angeordnet werden, die jedoch einen unerwünscht großen Konstruktions- und Wartungsaufwand erfordern.
Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, eine bezüglich der Herstellungs- und Wartungskosten günstige Antriebseinheit zu schaffen, welche auch bei hohen Schließgeschwindigkeiten sicherheitstechnisch unbedenklich ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der mittels der Steuereinheit sowohl bei hoher als auch bei geringer Geschwindigkeit von einem Betriebszustand mit hohem Drehmoment auf einen Betriebszustand mit geringem Drehmoment umsteuerbare Motor in öffnungsrichtung des Flügels zumindest während der schnellen Bewegungsphase mit hohem Drehmoment und in Schließrichtung des Flügels zunächst in einer kurzen Anlauf- bzw. Beschleunigungsphase mit hohem Drehmoment und bei der nachfolgenden schnellen sowie langsamen Schließbewegung des Flügels mit geringem Drehmoment läuft, derart, daß der Elektromotor nach Anhalten während einer Bewegungsphase mit geringem Drehmoment nicht oder nur kriechend anläuft.
Dabei ist als Motor vorzugsweise ein Induktionsmotor mit zu- und abschaltbaren Motorkondensatoren unterschiedlicher Kapazitäten angeordnet, wobei für hohes Drehmoment bei hoher Geschwindigkeit in öffnungsrichtung sowie während der Anlaufsphase in Schließrichtung eine große Kapazität und für geringes Drehmoment bei hoher Geschwindigkeit in Schließrichtung eine geringe oder mittlere Kapazität zuschaltbar ist. Während der Betriebsphasen mit geringer Geschwindigkeit kann eine geringe Kapazität zugeschaltet werden, so daß der Motor ein mittleres Drehmoment aufweist.
Die Erfindung nutzt die Erkenntnis, daß das Drehmoment eines Elektromotors mit preisgünstigen elektrischen bzw. elektronischen Elemente elektrisch steuerbar ist, so daß mechanische Mittel zur Drehmomentbegrenzung, wie Rutschkupplungen od.dgl., entfallen können.
Die erfindungsgemäß vorgesehene Steuerung des Motordrehmomentes auf elektrischem Wege macht es möglich, den Schließ- und öffnungsvorgang des Flügels mit gleicher Geschwindigkeit durchzuführen, so daß eine vereinfachte Geschwindigkeitssteuerung möglich wird. Beispielsweise kann der Elektromotor gemäß einer bevorzugten Ausführungsform zwei separat einschaltbare Wicklungen unterschiedlicher Polzahl aufweisen, so daß durch Zuschalten der einen und Abschalten der anderen Wicklung jeweils von einer Geschwindigkeitsstufe auf die andere umgestellt werden kann, und zwar sowohl beim Vorwärtslauf als auch beim durch Umpolung des Motors erfolgenden Rückwärtslauf.
Die Zu- bzw. Abschaltung der Kondensatoren kann mittels wegabhängiger Schalter erfolgen, die in Abhängigkeit von der Stellung des Flügels bzw. einem damit bewegungsmäßig gekoppelten Organ betätigt werden und bei einer Antriebseinheit in der Regel zur Rückmeldung der Offensowie Schließstellung ohnehin vorgesehen sind.
Um im Falle eines Stromausfalles zu gewährleisten, daß der Flügel automatisch öffnet - dies ist insbesondere bei Türen von Kaufhäusern wesentlich, um Verletzungen von Personen aufgrund einer bei Stromausfall möglicherweise entstehenden Panik zu verhindern - ist eine sogenannte Panikfeder vorgesehen, welche den Flügel bzw. ein mit demselben verbundenes Teil in Öffnungsrichtung beaufschlagt und den Flügel bei stromlosem Motor in die Offenstellung bringt. Wenn der Elektromotor kurz vor Erreichen der Schließstellung des Flügels mit langsamer Geschwindigkeit und mittlerem Drehmoment läuft, wird die Schließkraft vorteilhafterweise um die Kraft der Panikfeder vermindert, so daß eine besonders hohe Sicherheit gegen Verletzungen gegeben ist, etwa wenn mit der Hand unachtsam in einen vom Flügel noch nicht verschlossenen Spalt einer Türöffnung eingegriffen wird.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles erläutert, welches in der Zeichnung dargestellt ist. Dabei zeigen Fig. 1 eine schematisierte Ansicht einer erfindungsgemäßen, für zwei Schiebeflügel vorgesehenen Antriebseinheit mit Blickrichtung senkrecht zur Flügelebene und Fig. 2 und 3 Diagramme zur Darstellung des Betriebsablaufes in Abhängigkeit vom Weg der Flügel.
Gemäß Fig. 1 ist an einem Rahmenteil 1 ein Zahnriemen 2 auf Rollen 3 und 4 umlaufend angeordnet, welcher mittels Kupplungsstücke 5 und 6 mit Flügeln 7 einer Tür verbunden ist, wobei der linke Flügel 7 mit dem unteren und der rechte Flügel 7 mit dem oberen Trumm des Zahnriemens 2 verbunden ist, so daß die Flügel 7 zwangsläufig in Gegenrichtung zueinander verschoben werden.
Mit dem Kupplungsstück 5 ist außerdem eine Panikfeder 8 gekuppelt, die an ihrem anderen Ende an einem bezüglich des Rahmenteiles 1 festen Widerlager festgehalten wird.
Die Kraft der Panikfeder 8 reicht aus, um die Flügel 7 in deren Offenstellung zu schieben, wenn ein mit der verzahnten Rolle 4 zum Antrieb der Flügel 7 antriebsmäßig verbundener Elektromotor 9 stromlos ist bzw. geschaltet wird.
Die ebenfalls verzahnte Rolle 3 ist mit einem nicht sichtbaren Stellglied, beispielsweise einer Spindel, gekoppelt, welcherwegabhängige Schalter betätigt, so daß jeweils feststellbar ist, ob die einander zugewandten Vorderkanten 7' der Flügel 7 eine Stellung S entsprechend der Schließlage der Flügel 7, eine Stellung O entsprechend der Offenlage der Flügel oder eine der Stellung 0 benachbarte Lage a bzw. eine der Stellung S benachbarte Lage b einnehmen.
Als Elektromotor 9 dient ein Induktionsmotor mit zwei Wicklungen unterschiedlicher Polzahl, beispielsweise mit einer zweipoligen und einer zwölfpoligen Wicklung, so daß durch Umschalten von einer Wicklung auf die andere unterschiedliche Geschwindigkeiten und durch Umpolung des Motors jeweils unterschiedliche Laufrichtungen erzielbar sind. Außerdem kann der Motor mit unterschiedlichen Motorkondensatoren 10 betrieben werden, von denen einer eine hohe Kapazität, beispielsweise 10 kcF aufweist, während die beiden anderen Kondensatoren eine geringe bzw.
mittlere Kapazität von beispielsweise 4>«F bzw. S>xF besitzen. Der Induktionsmotor besitzt ein von der Kapazität der Motorkondensatoren abhängiges Drehmoment.
Die erfindungsgemäße Antriebseinheit wird mittels einer Steuereinrichtung 11 gesteuert, wie anhand der Fig. 2 und 3 erläutert wird. In Fig. 2 ist die Bewegungsgeschwindigkeit der Flügel 7 in Abhängigkeit von der jeweiligen Lage der Flügel zwischen der Offenlage 0 und der Schließlage S dargestellt.
Fig. 3 zeigt in entsprechender Weise, welche Kapazität der jeweils dem Elektromotor 9 zugeschaltete Motorkondensator 10 aufweist.
Die Steuereinrichtung 11 erhält z.B. von einem nicht dargestellten Kontaktgeber oder Schalter ein Signal zum öffnen der Flügel. Daraufhin wird die Wicklung geringer Polzahl des Elektromotors 9 unter gleichzeitiger Zuschaltung des Motorkondensators 10 mit der höchsten Kapazität unter Strom gesetzt, vgl. den Kurvenabschnitt 12 in Fig. 3. Der Motor beschleunigt daraufhin die Flügel 7 gemäß Kurve 13 in Fig. 2, bis nach kurzer Zeit, etwa wenn sich die Vorderkanten 7' der Flügel 7 im Bereich der Punkte b in Fig. 1 befinden, eine maximale Geschwindigkeit von beispielsweise 50 cm/s erreicht ist. Diese Geschwindigkeit wird unverändert beibehalten, wobei der Elektromotor 9 weiterhin unter Zuschaltung des Motorkondensators 10 mit der größten Kapazität und somit mit maximalem Drehmoment läuft. Sobald die Vorderkanten 7.' der Flügel 7 die Punkte a in Fig. 1 erreichen, erhält die Steuereinrichtung 11 von einem der wegabhängigen Schalter ein Signal und schaltet den Motor von einem Betrieb mit der Wicklung geringer Polzahl auf einen Betrieb mit der Wicklung hoher Polzahl, beispielsweise auf einen Betrieb mit einer 12-poligen Wicklung, um. Gleichzeitig wird unter Abschaltung des zuvor zugeschalteten Motorkondensators 10 der Motorkondensator 10 mit der niedrigsten Kapazität zugeschaltet, vgl. den Kurvenabschnitt 14 in Fig. 3. Wie Fig. 2 zeigt, erniedrigt sich die Drehzahl des Elektromotors 9 aufgrund der Umschaltung auf die Wicklung mit hoher Polzahl, so daß die Flügel 7 mit einer Endgeschwindigkeit von beispielsweise 8 cm/s in ihre Offenstellung O (vgl. Fig. 1) geschoben werden. Aufgrund der geringen Kapazität des bei dieser Bewegungsphase zugeschalteten Motorkondensators 10 ist das Drehmoment des Elektromotors 9 gering, jedoch ist zu beachten, daß die Panikfeder 8 (vgl. Fig. 1) die öffnungsbewegung der Flügel unterstützt, so daß vergleichsweise große öffnungskräfte zur Verfügung stehen.
Wenn nun die Flügel 7 wiederum geschlossen werden sollen, beispielsweise nach Ablauf einer vorgebbaren Offenhaltezeit von z.B. 20 bis 30 Sekunden, gerechnet ab Erreichen der Offenstellung O, so wird wiederum die Wicklung mit geringer Polzahl des Elektromotors unter entsprechender Polung desselben und unter Zuschaltung des Motorkondensators 10 mit der höchsten Kapazität, vgl. den Kurvenabschnitt 15 in Fig. 3, unter Strom gesetzt. Daraufhin läuft der Elektromotor mit hohem Drehmoment an und beschleunigt die Flügel 7 gemäß der Kurve 16 in Fig. 2 wiederum auf eine maximale Geschwindigkeit von beispielsweise 50 cm/s in Schließrichtung. Diese maximale Geschwindigkeit wird etwa dann erreicht, wenn die Vorderkanten 7' der Flügel 7 sich im Bereich der Punkte a in Fig.1 befinden. Dabei wird gleichzeitig von einem der wegabhängigen Schalter ein Signal an die Steuereinrichtung 11 gegeben, so daß dieselbe den Elektromotor 9 gemäß dem Kurvenabschnitt 17 in Fig. 3 unter Abschaltung des zuvor zugeschalteten Motorkondensators mit dem Motorkondensator 10 verbindet, der eine mittlere Kapazität, beispielsweise von 5/»F, aufweist. Da weiterhin die Wicklung mit der geringen Polzahl unter Strom bleibt, wird die bereits erreichte hohe Schließgeschwindigkeit beibehalten, da das aufgrund der geänderten Kapazität des Motorkondensators 10 verminderte Drehmoment des Elektromotors 9 zur Aufrechterhaltung der Geschwindigkeit noch ausreicht.
Sollten die Flügel 7 jedoch bei dieser Bewegungsphase angehalten werden, beispielsweise durch eine die Öffnung zwischen Flügeln 7 durchquerende Person, so reicht das Drehmoment des Elektromotors 9 nicht mehr aus, die Flügel 7 nach Freigabe wirksam zu beschleunigen, vielmehr setzen sich die Flügel 7 nur kriechend in Bewegung bzw.
bleiben stehen.
Dadurch wird eine hohe Sicherheit gegenüber Verletzungen von Personen erreicht.
Sobald die Vorderkanten 7' der Flügel 7 in die Nähe der Punkte b der Fig. 1 kommen, erhält die Steuereinrichtung 11 ein weiteres Signal eines wegabhängigen Schalters und schaltet den Elektromotor 9 auf einen Betrieb mit der Wicklung hoher Polzahl um, gleichzeitig wird der bisher zugeschaltete Motorkondensator abgeschaltet, während der Motorkondensator 10 mit der geringsten vgl. Abschnitt 20 in Fig. 3.
Kapazität zugeschaltet wird,/Daraufhin fällt die Schließgeschwindigkeit gemäß dem Kurventeil 19 in Fig. 2 auf einen Wert von beispielsweise 8 cm/s ab, außerdem wird die Schließstellung S aufgrund der geringen Kapazität des zugeschalteten Motorkondensators 10 mit geringem Motordrehmoment und entsprechend geringer Schließkraft erreicht, wobei noch zu berücksichtigen ist, daß die Spannung der Panikfeder 8, vgl. Fig. 1, zu überwinden ist.
Aufgrund der geringen Schließgeschwindigkeit und der geringen Schließkraft in der Endphase der Schließbewegung können Personenschäden, beispielsweise bei unachtsamem Eingreifen mit der Hand in den Spalt zwischen den Vorderkanten 7' der Flügel 7, verhindert werden.
Um zu verhindern, daß die Flügel 7 für längere Zeit in halb geöffneter Stellung stehen bleiben, wenn sie während des Schließens angehalten wurden, z.B. von Passanten, ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß der Elektromotor 9 die Flügel 7 in Offenstellung 0 bringt, wenn die Schließstellung S nicht innerhalb einer mit dem Einsetzen des Schließvorganges bzw. dem Schließbefehl beginnenden Sicherheitszeitspanne erreicht wurde, welche geringfügig, beispielsweise eine Sekunde, länger als die normale Schließzeit oder Sollschließzeit ist. Bei diesem öffnungsvorgang können die Wicklungen des Elektromotors 9 sowie die Motorkondensatoren 10 in entsprechender Weise ein- bzw. umgeschaltet werden, wie oben für den normalen öffnungsvorgang anhand der Fig. 2 und 3 erläutert wurde.

Claims

Antriebseinheit für Flügel, insbesondere Schiebeflügel von Türen od.dgl.

Ansprüche Antriebseinheit für Antriebseinheit für mindestens einen Flügel, insbesondere Schiebeflügel von Türen od.dgl., mit einem den Flügel antreibenden, von einer Steuereinheit ansteuerbaren Elektromotor, welcher sowohl beim öffnen als auch beim Schließen des Flügels zunächst mit hoher Geschwindigkeit (schnelles Öffnen bzw. Schließen) und bei Annäherung an die Offen- bzw. Schließstellung des Flügels mit verminderter Geschwindigkeit (öffnungs- bzw. Schließdämpfung) läuft, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß der mittels der Steuereinheit (11) sowohl bei hoher als auch bei geringer Geschwindigkeit von einem Betriebszustand mit hohem Drehmoment auf einen Betriebs zustand mit geringem Drehmoment umsteuerbare Elektromotor (9) in Öffnungsrichtung zumindest beim schnellen öffnen, des Flügels (7),/mit hohem Drehmoment und in Schließrichtung des Flügels (7) zunächst in einer kurzen Anlauf- bzw. Beschleunigungsphase mit hohem Drehmoment und bei der nachfolgenden schnellen sowie der daran anschließenden langsamen Schließbewegung des Flügels (7) mit geringem Drehmoment läuft, derart, daß der Elektromotor nach Anhalten während einer Bewegungsphase mit geringem Drehmoment nicht oder nur kriechend anläuft.
2. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Flügel (7) in Öffnungsrichtung beaufschlagende Panikfeder (8) angeordnet ist, welche den Flügel (7) bei stromlosem Elektromotor (9) öffnet.
3. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der an Netzspannung anschließbare Elektromotor (9) zur Geschwindigkeitsumschaltung zwei separat einschaltbare Wicklungen unterschiedlicher Polzahl aufweist und sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärtsrichtung jeweils mit gleicher Geschwindigkeit - zunächst schnell, dann langsam - läuft.
4. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Elektromotor (9) ein Induktionsmotor mit zu- und abschaltbaren Motorkondensatoren (10) unterschiedlicher Kapazitäten angeordnet ist, wobei für hohes Drehmoment bei hoher Geschwindigkeit in öffnungsrichtung sowie während der Anlaufphase in Schließrichtung eine große Kapazität und für geringes Drehmoment bei hoher Geschwindigkeit in Schließrichtung eine mittlere bzw. geringe Kapazität zuschaltbar ist.
5. Antriebseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei geringer Geschwindigkeit ein Motorkondensator (10) mit geringer Kapazität für ein geringes Drehmoment zuschaltbar ist.
6. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorkondensatoren (10) mittels wegabhängiger Schaltorgane zu- bzw. abschaltbar sind.
7. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (9) eine Wicklung mit geringer Polzahl für hohe Geschwindigkeit und eine Wicklung mit hoher Polzahl für niedrige Geschwindigkeit aufweist.
8. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Flügel (7) automatisch motorisch geöffnet wird, wenn die Schließstellung (S) beim Schließen nicht innerhalb einer Sicherheitszeitspanne erreicht wird, welche etwas länger, z.B. eine Sekunde, als die normale Schließzeit bzw. eine Sollschließzeit ist.