DE4431789C1 - Electric drive for revolving door with rack-and-pinion linear motor - Google Patents

Electric drive for revolving door with rack-and-pinion linear motor

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Abstract

The closer (1) has an internal energy store recharged whenever the door is opened and a pinion (5) rotatable on an axis (6) protruding from both sides. The protrusion (12) on the far side transmits its rotation to a pivot arm (10) fixed (11) to the door.The pinion meshes with the teeth (3) of a rack (4) constituting the 'rotor' of the linear motor (2) which moves (7) horizontally under the control of a regulator (8) and a movement detector (9) which may respond to either displacement or rotation.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehtürantrieb gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a swing door drive according to the preamble of claim 1.

Ein Drehtürantrieb, welcher als Öffnungshilfe für einflügelige bzw. mehrflügelige Türen verwendet wird, die über Bänder an einer Zarge angeschlossen sind. Geöffnet wird die Tür über einen Impuls eines Sensors bzw. durch ein Tastensignal, dergestalt, daß ein motori­ scher Antrieb die Tür in die Offenstellung verbringt. Gleichzeitig wird mit dem Öffnen der Tür ein Türschließer betätigt d. h., daß durch den Öff­ nungsvorgang der Kraftspeicher innerhalb des Türschließer mit der ent­ sprechenden Energie versorgt wird, um nach Abschluß des Öffnungsvor­ ganges die Tür ohne motorische Kraft wieder in die Schließlage zu ver­ bringen. Dabei sorgen Drehtürantriebe dieser Gattung für einen zuverläs­ sigen und sicheren Betrieb, wo es notwendig ist, eine Unterstützung beim Öffnungsvorgang als Hilfeleistung zu geben und gleichzeitig für einen aus­ reichenden Komfort beim Begehen einer Tür Sorge zu tragen. Sie sind an Außen- und Innentüren anzutreffen, in Supermärkten, Hotels, Restaurants, Warenhäusern, Seniorenheimen und insbesondere in Pflegestätten und Krankenhäusern, in Verwaltung und Industrie.A swing door operator, which acts as an opening aid for single-leaf or multi-leaf doors is used, which hinges on a frame are connected. The door is opened with an impulse a sensor or by a key signal, such that a motori drives the door into the open position. At the same time with a door closer is actuated when the door is opened d. that is, through the public process of the energy storage within the door closer with the ent speaking energy is supplied to after completion of the opening would move the door back to the closed position without motor power bring. Swing door drives of this type ensure reliable safe and secure operation, where necessary, support with To give opening process as an aid and at the same time for one sufficient comfort when entering a door. You are on External and internal doors can be found in supermarkets, hotels, restaurants, Department stores, retirement homes and especially in nursing homes and Hospitals, administration and industry.

Ein Drehtürantrieb der vorgenannten Art ist aus der DE 41 24 282 C2 zu entnehmen. Eine Vorrichtung dieser Art arbeitet störungs- und wartungsfrei und ist darüber hinaus modular aufgebaut. Auch der in dieser Patentschrift beschriebene Drehtürantrieb ist in der Lage, bei Energieausfall bzw. nach Abschaltung des Drehtürantriebes die Tür im spannungslosen Zustand sicher zu schließen. Für eine sichere Funktion der elektronischen Steue­ rung sorgt eine Datenverarbeitungsanlage sowie gleichzeitig für einen op­ timalen Betrieb bei hinreichender Sicherheit für den Benutzer im Rahmen eines Ablaufprogrammes.A swing door drive of the aforementioned type is known from DE 41 24 282 C2 remove. A device of this type works trouble-free and maintenance-free and is also modular. Also the one in this patent Swing door drive described is able to in case of power failure or after Switching off the swing door drive the door in the de-energized state close securely. For a safe function of the electronic control a data processing system and an op Maximum operation with sufficient security for the user in the frame a sequence program.

Die DE 24 13 410 A1 offenbart einen Synchron-Linear-Motor, der in der Lage ist, bei einer Ansteuerung mit kleinen Frequenzen die sonst auftre­ tenden rückartigen Bewegungen eines Linear-Motors zu eliminieren. DE 24 13 410 A1 discloses a synchronous linear motor which in the Is able to control with low frequencies that otherwise occur tendency to eliminate backward movements of a linear motor.  

In der FR 594 259 wird ein Antrieb für ein Tor beschrieben. Der Antrieb besteht dabei aus einer Zahnstange, die in einem mittleren Teilbereich auf einer Ankerstange befestigt ist. Die Ankerstange ist so angeordnet, daß an ihren Enden jeweils eine Spule vorhanden ist, die bei einer Bestromung, aufgrund der mit der Zahnstange zusammenwirkenden Zahnräder, ent­ weder eine Öffnung bzw. eine Schließung des Tores bewirkt. Gleichzeitig ist an einem der Ankerstangenenden eine Dämpfungsvorrichtung ange­ bracht. Installiert ist die gesamte Antriebsvorrichtung unterhalb eines Tores unter einer Abdeckung im Boden. Sowohl für die Öffnung als auch für die Schließung des Tores ist eine Bestromung der Spulen notwendig. FR 594 259 describes a drive for a gate. The drive consists of a rack that is in a central section an anchor rod is attached. The anchor rod is arranged so that at each end there is a coil which, when energized, due to the gearwheels interacting with the rack, ent does not open or close the gate. At the same time a damping device is attached to one of the anchor rod ends brings. The entire drive device is installed below a gate under a cover in the floor. Both for the opening and for the When the gate is closed, the coils must be energized.  

Einen Linear-Asynchron-Motor beschreibt die DE 28 51 110 C2 für Elek­ troantriebe mit einer geradlinigen Hin- und Herbewegung.A linear asynchronous motor is described in DE 28 51 110 C2 for Elek tro drives with a straight forward and backward movement.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Drehtürantrieb so klein wie möglich zu bauen, wobei der Drehtürantrieb lediglich als Öffnungshilfe zu verste­ hen ist, d. h. nur für den Öffnungsvorgang wird die elektromotorische Kraft benötigt. Den Schließvorgang soll dabei ein handelsüblicher Türschließer übernehmen.The object of the invention is to make a swing door drive as small as possible build, with the swing door drive to understand only as an opening aid hen is d. H. The electromotive force is only used for the opening process needed. The closing process should be a standard door closer take.

Die Aufgabe wird gemäß den in Anspruch 1 wiedergegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is achieved according to the features set out in claim 1. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Gelöst wird dies dadurch, daß zum Antrieb des Tür­ schließers für den Öffnungsvorgang ein Linearmotor verwendet wird. Linear­ motoren sind in ihren geometrischen Abmaßen sehr klein und lassen sich kostengünstig herstellen. Dabei soll vorzugsweise als Kopplung zwi­ schen dem beweglichen Rotor des Linearmotors und der Antriebswelle des Türschließers eine Verzahnung in Form eines Zahnrades und einer Zahn­ stange gewählt werden. Die Zahnstange führt die lineare, horizontale Be­ wegung aus. Durch diese horizontale Bewegung der Zahnstange wird da­ bei das auf der Antriebsachse des Türschließers befindliche Ritzel ver­ dreht, was wiederum bewirkt, daß das auf der anderen Seite des Tür­ schließers befindliche Gestänge, welches einerseits mit dem Türschließer, andererseits mit dem Türflügel verbunden ist, bewegt wird, und die Tür sich öffnet oder schließt. Gesteuert wird der Linearmotor durch eine Steuer- und Regeleinheit, die je nach Verwendung des Motortyps, der als Synchron- sowie auch als Asynchronmotor ausgeführt sein kann, ausge­ legt ist. Um den genauen Öffnungswinkel der angeschlossenen Tür zu ermitteln, ist eine entsprechende Wegerfassung entweder am Türschließer oder aber ersatzweise an der Zahnstange bzw. am Türflügel vorhanden. Durch diese Maßnahme ist es möglich, den genauen Öffnungswinkel der Tür zu bestimmen und gleichzeitig den Motor in seinem Laufverhalten zu steuern und zu regeln.This is solved by the fact that to drive the door a linear motor is used for the opening process. Linear In their geometrical dimensions, motors are very small and do not produce themselves inexpensively. It should preferably be used as a coupling between rule the movable rotor of the linear motor and the drive shaft of the Door closer has a toothing in the form of a gear and a tooth rod can be selected. The rack guides the linear, horizontal loading move out. This horizontal movement of the rack is there ver on the pinion located on the drive axle of the door closer turns, which in turn causes that on the other side of the door linkage located closer, which on the one hand with the door closer, the other hand is connected to the door leaf, is moved, and the door opens or closes. The linear motor is controlled by a Control and regulating unit, depending on the use of the engine type, which as Synchronous and can also be designed as an asynchronous motor sets is. To the exact opening angle of the connected door too determine, is a corresponding path detection either at the door closer or alternatively available on the rack or on the door leaf. This measure makes it possible to determine the exact opening angle of the Door to determine and at the same time the engine in its running behavior control and regulate.

Die Erfindung wird anhand eines möglichen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt:The invention is illustrated schematically using a possible one Embodiment explained in more detail. It shows:

Fig. 1 Anordnung eines Drehtürantriebes. Fig. 1 arrangement of a swing door drive.

In der Regel wird ein solcher Drehtürantrieb oberhalb des Sturzes einer Tür montiert. Zum einen aus Platzgründen und aus ästhetischen Gründen ist man bestrebt, einen solchen Drehtürantrieb so klein wie möglich zu bauen, um selbst auch bei kritischen Montagesituationen einen Drehtüran­ trieb der gattungsgemäßen Art noch montieren zu können. Gleichzeitig ist man darauf bedacht, den Drehtürantrieb modular aus wenigen Bauteilen aufzubauen. Dieses ist mit dem erfindungsgemäßen Gedanken möglich, weil hier nur ein Türschließer 1 und ein Linearmotor 2 im wesentlichen als Antriebsmittel zum Einsatz kommen. Die üblicherweise verwendeten Ge­ triebe und Kupplungen können entfallen. Der Türschließer 1 hat in seinem Inneren einen Kraftspeicher, in welchem die nötige Kraft beim Aufmachen der Tür gespeichert wird, und diese im Nachhinein beim anschließenden Schließgang wieder freigegeben wird. Der Aufbau eines solchen Tür­ schließers ist hinlänglich bekannt, so daß hier nicht weiter näher darauf eingegangen werden muß. Der im vorliegenden Falle verwendete Tür­ schließer 1 ist mit einer Antriebsachse 6 ausgestattet, die auf beiden Sei­ ten des Gehäuses einen Achsaustritt hat. An dem Achsaustritt 12 ist ein Schwenkarm angelenkt, welcher über die Befestigung 11 an der Drehtür befestigt ist. Wird durch den Linearmotor 2 die Antriebsachse 6 des Tür­ schließers 1 verdreht, so wird die Drehbewegung über den Achsaustritt 12 auf den Schwenkarm 10 übertragen und die nicht dargestellte Tür macht eine Drehbewegung entsprechend dem eingestellten Drehmoment bzw. auch der Linearverschiebung des Antriebsmotors 2.Such a swing door drive is usually installed above the lintel of a door. On the one hand for reasons of space and for aesthetic reasons, efforts are being made to build such a swing door drive as small as possible in order to be able to install a swing door drive of the generic type even in critical installation situations. At the same time, care is taken to build the swing door drive modularly from a few components. This is possible with the idea of the invention, because here only a door closer 1 and a linear motor 2 are used essentially as drive means. The Ge usually used gearboxes and clutches can be omitted. The door closer 1 has an energy store in its interior, in which the necessary force is stored when the door is opened, and this is subsequently released again when the door is closed. The construction of such a door closer is well known, so that it does not need to be discussed in more detail here. The door closer 1 used in the present case is equipped with a drive shaft 6 which has an axis exit on both sides of the housing. A pivot arm is articulated to the axis exit 12 and is fastened to the revolving door via the fastening 11 . If the drive axis 6 of the door closer 1 is rotated by the linear motor 2 , the rotary movement is transmitted via the axis exit 12 to the swivel arm 10 and the door, not shown, makes a rotary movement in accordance with the set torque or the linear displacement of the drive motor 2 .

Dem Achsaustritt 12 gegenüberliegend befindet sich auf der Antriebsachse 6 ein Zahnrad 5 außerhalb des Türschließers 1, welches über eine Zahn­ stange 4 mit seinen Zähnen 3 im Eingriff mit diesem steht. Diese Zahn­ stange 4 ist der Rotor des Linearmotors 2. Die Zahnstange 4 ist dabei so gelagert, daß sie eine Horizontalbewegung ausführen kann. Durch diese Horizontalbewegung in der Bewegungsrichtung 7 wird gleichzeitig eine Drehbewegung auf die Antriebsachse 6 des Türschließers 1 ausgeübt.The axis exit 12 is located on the drive axis 6, a gear 5 outside the door closer 1 , which is a rack 4 with its teeth 3 in engagement with this. This rack 4 is the rotor of the linear motor 2nd The rack 4 is mounted so that it can perform a horizontal movement. This horizontal movement in the direction of movement 7 simultaneously exerts a rotary movement on the drive axis 6 of the door closer 1 .

Der Linearmotor 2 wird von einer Steuer/Regeleinheit 8 in seinem Laufver­ halten geregelt bzw. gesteuert. Der Linearmotor 2 hat den entscheidenden Vorteil, daß er in seiner Bauform wesentlich kleiner auszuführen ist, als herkömmliche Rotationsmotoren. The linear motor 2 is regulated or controlled by a control unit 8 in its Laufver. The linear motor 2 has the decisive advantage that it is much smaller in design than conventional rotary motors.

Zur Wegerfassung bzw. zur Drehwinkelerfassung ist eine Wegerfassung 9 vorhanden, um entsprechend der sensorischen Signale den Drehtürantrieb in seinem Öffnungswinkel zu steuern bzw. zu regeln. Dabei kann die Weg­ erfassung 9 in Wirkverbindung mit der Zahnstange 4 stehen, jedoch ist es auch möglich, daß eine Drehwinkelerfassung direkt an der Antriebsachse 6 des Türschließers 1 bzw. an der Tür erfolgt. In der Zahnstange 4, die den Rotor des Linearmotors 2 darstellt, können entweder Dauermagnete ein­ gesetzt bzw. auch außen angebracht werden. Der Linearmotor 2 kann entweder als Synchron- oder als Asynchronmotor ausgeführt werden. Auf­ grund des verwendeten Motortyps ist dann auch entsprechend die Steuer- und Regeleinheit 8 auszulegen. Die Anbindung der Tür an den Türschlie­ ßer 1 kann durch ein Gestänge bzw. einen Schwenkarm in Verbindung mit einer Führungsschiene und darin verschiebbarem Gleitstück erfolgen.A path detection 9 is provided for path detection or for angle of rotation detection in order to control or regulate the opening angle of the swing door drive in accordance with the sensor signals. The path detection 9 can be in operative connection with the rack 4 , but it is also possible that a rotation angle detection is carried out directly on the drive axis 6 of the door closer 1 or on the door. In the rack 4 , which represents the rotor of the linear motor 2 , either permanent magnets can be set or attached to the outside. The linear motor 2 can be designed either as a synchronous or as an asynchronous motor. The control and regulating unit 8 must then also be designed accordingly on the basis of the type of motor used. The door can be connected to the door closer 1 by means of a linkage or a swivel arm in connection with a guide rail and sliding element which can be moved therein.

BezugszeichenlisteReference list

1 Türschließer
2 Linearmotor
3 Zähne
4 Zahnstange (Rotor)
5 Zahnrad
6 Antriebsachse
7 Bewegungsrichtung
8 Steuer/Regeleinheit
9 Wegerfassung
10 Schwenkarm
11 Befestigung
12 Achsaustritt 1 door closer
2 linear motors
3 teeth
4 rack (rotor)
5 gear
6 drive axle
7 Direction of movement
8 control unit
9 Path detection
10 swivel arm
11 attachment
12 axis exit

Claims (6)

1. Drehtürantrieb für eine mindestens einflügelige Tür, deren Türflü­ gel von einem im Öffnungssinn wirkenden elektromechanischen Motor bewegbar ist, bei dem als Schließelement ein Türschließer verwendet wird und an einem Achsaustritt der Schließerwelle des Türschließers ein Ende eines Schwenkarmes gelagert ist und das andere Ende über ein Gleitstück zusammen mit einem an einer Führungsschiene festgelegten Widerlager eine Einheit bildet, und daß eine Steuer/Regeleinheit vorhanden ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Antriebsmotor ein Linearmotor (2) ist, dessen Rotor aus einer Zahnstange (4) gebildet wird, deren Zähne (3) mit einem Zahnrad (5) des Türschließers (1) in Wirkverbindung ste­ hen.1.Pivoting door drive for a door with at least one wing, the door wing of which can be moved by an electromechanical motor acting in the opening direction, in which a door closer is used as the closing element and one end of a pivot arm is mounted on an axis exit of the closer shaft of the door closer and the other end via one Slider together with a fixed to a guide rail abutment forms a unit, and that a control unit is present, characterized in that the drive motor is a linear motor ( 2 ), the rotor of which is formed by a rack ( 4 ), the teeth ( 3 ) are in operative connection with a gear ( 5 ) of the door closer ( 1 ). 2. Drehtürantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearmotor (2) ein Synchronmotor ist.2. Swing door drive according to claim 1, characterized in that the linear motor ( 2 ) is a synchronous motor. 3. Drehtürantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearmotor (2) ein Asynchronmotor ist.3. Swing door drive according to claim 1, characterized in that the linear motor ( 2 ) is an asynchronous motor. 4. Drehtürantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Position der Zahnstange (4) durch eine Wegerfassung (9) erfaßt wird.4. Swing door drive according to claim 1, characterized in that the position of the rack ( 4 ) is detected by a path detection ( 9 ). 5. Drehtürantrieb nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in oder an der Zahnstange (4) Dauermagnete ein­ bzw. angebracht sind.5. swing door drive according to claims 1 to 4, characterized in that in or on the rack ( 4 ) permanent magnets are attached or attached. 6. Drehtürantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehwinkel des Türflügels durch eine Wegerfassung (9) erfaßt wird.6. Swing door drive according to claim 1, characterized in that the angle of rotation of the door leaf is detected by a path detection ( 9 ).
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