DE60117281T2

DE60117281T2 - Vorrichtung zur betätigung eines türflügels oder dergleichen und mit einer solchen vorrichtung versehene türkonstruktion

Info

Publication number: DE60117281T2
Application number: DE60117281T
Authority: DE
Inventors: Eric BÄCKMAN
Original assignee: Besam International HB
Current assignee: Besam International HB
Priority date: 2000-10-19
Filing date: 2001-10-19
Publication date: 2006-10-26
Anticipated expiration: 2021-10-20
Also published as: CA2425460C; DE60117281D1; ATE317937T1; DK1336024T3; CN1211558C; AU1113602A; ES2256307T3; US20040035057A1; EP1336024B1; CA2425460A1; CN1469961A; EP1336024A1; SE0003772L; WO2002033206A1; SE0003772D0; SE520244C2; AU2002211136B2; US7296380B2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Öffnen und Schließen eines schwenkbar angebrachten Türblatts oder dergleichen, die in der Fachsprache auch als Türöffner bezeichnet wird. Vorrichtungen dieser Art werden normalerweise durch einen Elektromotor angetrieben, müssen aber auch einen manuellen Betrieb zulassen, siehe zum Beispiel US-A-5,513,467.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
GB-A-2,020,734 offenbart einen Türöffner des bisherigen Stands der Technik, dessen Zweck es ist, sowohl einen motorangetriebenen als auch manuellen Betrieb bereitzustellen, zum Beispiel von Türblättern. Ein motorangetriebenes Öffnen und Schließen kann zum Beispiel durch jemanden initiiert werden, der an einem Erfassungssensor vorbeigeht, oder durch die Person, welche die Tür öffnen möchte, indem sie auf einen Knopf drückt, welcher den Antriebsmotor des Türöffners aktiviert. Aus Sicherheitsgründen ist es wichtig, dass das Türblatt manuell geöffnet werden kann. Wenn zum Beispiel ein Stromausfall eintritt, muss es möglich sein, das Türblatt manuell zu öffnen. Türöffner dieser Art werden häufig in Türen in öffentlichen Gebäuden verwendet, wie beispielsweise Krankenhäusern, Bibliotheken, Banken und Geschäften. Solche Türöffner werden auch verwendet, wenn Gebäude an die Bedürfnisse körperbehinderter Personen angepasst werden.
Ein Nachteil, der mit einem Türöffner dieser Art verbunden ist, besteht darin, dass er viele Komponenten aufweist. Er ist daher sowohl komplex als auch kostspielig herzustellen und ist auch sperrig, was seinen Einbau schwierig macht. Der Türöffner wird entweder direkt auf dem Türblatt oder an der Wand über dem Türblatt angebracht. Wenn der Raum zwischen der oberen Kante des Türblatts und der Decke klein ist, muss der Türöffnung in einer Aussparung in der Decke angebracht werden, was ein langwieriges und kostspieliges Verfahren ist. Des Weiteren verursacht der Betrieb der komplexen Struktur einen störenden Geräuschpegel.
Obwohl Türöffner dieser Art ein manuelles Öffnen des Türblatts zulassen, ist es ein schwieriger Vorgang, der insbesondere älteren und körperbehinderten Personen Umstände bereitet.
Wenn die Tür manuell auf gewaltsame Art geöffnet wird, entweder unbeabsichtigt oder durch zerstörerisches Eintreten und heftige Schläge, besteht des Weiteren die Gefahr, dass der Türöffner-Antriebsmotor beschädigt wird.
Weitere Beispiele für den bisherigen Stand der Technik sind Vorrichtungen, die in DE-A 3 730 114, EP-A-169 296, EP-A-632 181, US-A-3,371,336, US-A-2,075,000, US-A-3,886,425 und US-A-3,653,154 offenbart sind, die jedoch ebenfalls unter den oben beschriebenen Nachteilen leiden.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lösung für die oben genannten Probleme bereitzustellen.
Diese und andere Aufgaben, wie aus der folgenden Beschreibung hervorgehen wird, sind jetzt mittels einer Vorrichtung erfüllt worden, welche die Merkmale aufweist, die in Anspruch 1 definiert werden, mit bevorzugten Ausführungsformen in den Unteransprüchen 2–12. Die Aufgaben werden ebenfalls mittels einer Türstruktur erfüllt, welche die Merkmale aufweist, die in den Ansprüchen 13–14 im Anhang definiert sind.
Daher sind die zwei Elemente des Stellglieds, das in der erfinderischen Vorrichtung enthalten ist, mittels einer vorgespannten Federeinrichtung so miteinander verbunden, dass die Bewegung des Türblatts und die Drehbewegung des Antriebsmotors jeweils unabhängig voneinander von der Federeinrichtung aufgenommen und in dieser gespeichert werden können.
Die erfinderische Vorrichtung ist insbesondere dadurch vorteilhaft, dass sie nur aus einigen Komponenten besteht. Daher ist die Vorrichtung weniger kostspielig und weniger sperrig als Türöffner des bisherigen Stands der Technik. Dank ihrer reduzierten Abmes sungen kann die Vorrichtung leicht an dem Türblatt selbst und an dem Türrahmen darüber angebracht werden oder alternativ in das Türblatt oder den Türrahmen eingebaut werden. Demzufolge sind keine komplizierten Einbauten in die Decke oder die Wände erforderlich. Des Weiteren gibt es gemäß der Erfindung keine Verbindung zwischen der Betätigungswelle und dem Antriebsmotor, was bedeutet, dass die Kräfte, die auf die Elemente des Stellglieds wirken, unabhängig voneinander absorbiert werden können.
Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung sind die zwei Elemente teleskopisch miteinander verbunden, wobei die vorgespannte Federeinrichtung in den zwei Elementen aufgenommen ist. Dies sorgt für eine kompakte und raumsparende Lösung.
Des Weiteren ist das erste Element in dem Gehäuse axial verschiebbar, wobei das zweite Elemente in dem ersten Element aufgenommen und in diesem axial verschiebbar ist.
Vorzugsweise weist das erste Element Eingriffseinrichtungen auf, die in entsprechende Eingriffseinrichtungen einer Betätigungswelle eingreifen, die aus dem Gehäuse (10) vorsteht und so eingerichtet ist, dass sie das Türblatt betätigt, wobei der Antriebsmotor mit dem zweiten Element verbunden ist, das in dem ersten Element aufgenommen ist.
Daher ist gemäß diesem ersten Gesichtspunkt das Stellglied in dem Gehäuse axial verschiebbar. Die teleskopischen Bewegungen, die in dieser Ausführungsform zwischen den zwei Elementen auftreten, die in dem Gehäuse aufgenommen sind, implizieren zahlreiche Vorteile. Zunächst wirkt sich eine Bewegung der Betätigungswelle nicht störend auf den Motor aus. Stattdessen verursacht die Bewegung der Betätigungswelle, dass das äußere Element in Bezug auf das innere Element axial verschoben wird, welches durch seine Verbindung mit dem Motor unbeweglich bleibt. Daher wird auf den Antriebsmotor durch ein manuelles Öffnen nicht störend eingewirkt, wie dies bei Türöffnern des bisherigen Stands der Technik der Fall ist, und demzufolge ist das manuelle öffnen des Türblatts leichter. Des Weiteren wird die Gefahr beseitigt, dass der Moor beschädigt oder im schlimmsten Fall als Ergebnis eines insgesamt zu heftigen manuellen Öffnens zerstört wird. Zweitens kann die Leistung des Motors reduziert werden, da die Einwirkung des Motors nur dazu führt, dass die Elemente gemeinsam in dem Gehäuse verschoben werden, wodurch die Betätigungswelle und damit das Türblatt betätigt wird. In diesem Fall müssen keine Komponenten zusammengedrückt werden und die volle Leistung des Motors wird für den Öffnungsvorgang verwendet.
Des Weiteren umfasst die Federeinrichtung in geeigneter Weise eine axial vorgespannte Druckfeder, die in dem zweiten Element aufgenommen ist.
Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung umfasst das erste Element einen Drehzapfen, der in dem Gehäuse aufgenommen und von dem zweiten Element umschlossen ist, und wobei die Federeinrichtung dazwischen angeordnet ist, wobei die Federeinrichtung eine Torsionsfeder umfasst, die an beiden Enden mit den Elementen verbunden ist.
Daher ist das Stellglied drehbar in dem Gehäuse angeordnet, was im Wesentlichen zu den gleichen Vorteile führt wie oben beschrieben. Diese Ausführungsform gestattet es, die Abmessungen der Vorrichtung weiter zu reduzieren und ermöglicht es, die Vorrichtung direkt auf der Tür in einer besonders einfachen Weise anzubringen. In besonderen Fällen kann die Vorrichtung so angeordnet werden, dass sie direkt an die Türblattbefestigung angrenzend arbeitet, zum Beispiel angrenzend an ihre Scharniere. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Reduzierung der Abmessungen es gestattet, den Türöffner in das Türblatt oder den Türrahmen selbst einzubauen, was wiederum von einem ästhetischen Gesichtspunkt her vorteilhaft ist, da der Türöffner das gesamte Erscheinungsbild der Tür und der umliegenden Umgebung nicht beeinträchtigt.
Vorzugsweise ist die Federeinrichtung zwischen den zwei Elementen, die in dem Stellglied aufgenommen sind, angeordnet und mit diesen verbunden. Der Vorteil hiervon ist, dass eine effiziente Wirkung der erfinderischen Vorrichtung leicht erhalten wird.
Gemäß einem dritten Gesichtspunkt der Erfindung sind die Elemente des Stellglieds sowohl für axiale Verschiebung als auch Drehung bestimmt, wobei der Vorteil hiervon eine vereinfachte Herstellung ist. Des Weiteren werden die gleichen Vorteile erhalten, wie oben in Verbindung mit dem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung beschrieben.
Gemäß diesem dritten Gesichtspunkt der Erfindung dient die Federeinrichtung des Stellglieds sowohl als Druckfeder als auch als Torsionsfeder. Da die Druckfeder daher eine Drehbewegung der Betätigungswelle verursacht, werden die Konstruktion und Herstellung vereinfacht.
Vorteilhafterweise ist eine Dämpfeinrichtung in der Vorrichtung vorgesehen, um die Bewegungen des Stellglieds zu dämpfen. Dies verhindert, dass die Schließgeschwindigkeit des Türblatts zu hoch wird.
Vorzugsweise weist der Antriebsmotor eine mit einem Gewinde versehene Motorwelle auf, die sich mit einem Lager, das mit einem Gewinde versehen ist, an einem Ende des inneren Elements in Gewindeeingriff befindet. Demzufolge sind keine Übersetzungsschritte zwischen dem Motor und dem Stellglied erforderlich, und daher wird der Geräuschpegel der Vorrichtung reduziert.
Des Weiteren sind zwei Sensoren in der Form eines Winkelsensors und eines Positionssensors vorzugsweise jeweils angrenzend an die Motorwelle und entlang des ersten Elements angeordnet. Daher kann eine Beziehung zwischen dem Drehwinkel der Motorwelle und damit der axialen Position des Schiebers und der axialen Position des Elements erstellt werden, um die Steuerung des Türöffners zu verbessern.
Die oben genannten Vorteile werden ebenfalls mittels einer Türstruktur gemäß der Erfindung erhalten.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird im Folgenden ausführlicher unter Bezugnahme auf die begleitenden schematischen Zeichnungen beschrieben, die beispielhaft gegenwärtig bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung veranschaulichen.
1 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform, die an einem Türrahmen über einem Türblatt angebracht ist.
2 ist eine teilweise im Schnitt vorliegende Ansicht der Vorrichtung entlang der Linie II-II in 1.
3–5 sind axiale Schnittansichten entlang III-III in 2, die drei verschiedene Positionen veranschaulichen.
6 ist eine Endansicht entlang VI-VI in 2.
7 ist eine Querschnittsansicht entlang VII-VII in 2.
8 ist eine axiale Schnittansicht einer Dämpfeinrichtung für eine Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
9 ist eine axiale Schnittansicht einer Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
10 ist eine Querschnittsansicht entlang X-X in 9.
11 ist eine axiale Querschnittsansicht einer Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
12 ist eine Querschnittsansicht entlang XII-XII in 11.
BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zum Betätigen eines Türblatts oder dergleichen wird im Folgenden beschrieben und in Übereinstimmung mit allgemeiner Fachsprache als ein Türöffner bezeichnet. Türöffner impliziert hier, dass sowohl Öffnen als auch Schließen des zugehörigen Türblatts möglich sind.
1 ist eine schematische Ansicht eines Türöffners 1, der über einem schwenkbar angebrachten Türblatt 2 zu dessen Betätigung angebracht ist. Der Türöffner ist an einem Türrahmen 3 angebracht, der mit dem Türblatt 2 verbunden ist. Die erste und die zweite Befestigungseinrichtung 4, 5, die in 2 dargestellt sind, gestatten das Anbringen des Türöffners 1 an dem Türrahmen 3. Eine senkrecht (vertikal) vorstehende Betätigungswelle 6, die mit dem Öffner 1 verbunden ist, ist mit dem Türblatt 2 mittels eines Armsystems 7 verbunden. Das Armsystem 7 umfasst einen Arm 8, der sich parallel zu der obe ren Kante des Türblatts 2 erstreckt, und eine Befestigungseinrichtung 9, die an dem Türblatt 2 angeordnet ist, um ein Ende des Arms 8 an dem Türblatt 2 zu befestigen. Das entgegengesetzte Ende des Arms 8 ist nichtdrehbar mit der Betätigungswelle 6 verbunden.
Wie in 2 gezeigt, umfasst der Türöffner 1 eine längliche Hülle bzw. ein längliches Gehäuse 10, ein erstes längliches Element 11, das darin mittels eines Lagers gleitend und daher in dem Gehäuse 10 axial verschiebbar angeordnet ist. Das Element 11, das eine zylindrische Form aufweist, weist auf seiner äußeren Fläche eine erste Eingriffseinrichtung in der Form einer Zahnstange 12 auf, die in die zweite Eingriffseinrichtung in der Form eines Zahnkranzes 13 eingreift, der auf der Betätigungswelle 6 angeordnet ist.
Wie am besten in 3–5 zu sehen ist, weist das Element 11 eine sich axial erstreckende Bohrung 11a auf, in der sich zwei diametral gegenüberliegende Nuten 14, 15 parallel entlang der gesamten Länge des Elements 11 erstrecken (siehe 7). In den Nuten 14, 15 ist ein zweites längliches Element in der Form eines Schiebers 16 mittels eines Lagers gleitend und damit axial verschiebbar in der Bohrung 11a des Elements 11 angeordnet. Der Schieber 16 weist einen länglichen Hohlraum 16a auf und besitzt die Form einer rechtwinkligen Rahmenstruktur mit gegenüberliegenden ersten und zweiten Seitenflächen 17, 18 und zwei querverlaufenden ersten und zweiten Endstücken 19, 20, die sich axial in einem Abstand voneinander befinden und Anschlagflächen 19a, 20a aufweisen. Die Seitenflächen 17, 18 und die Anschlagflächen 19a, 20a definieren den rechtwinkligen Hohlraum 16a. Die axiale Verschiebung des Schiebers 16 in den Nuten 14, 15 des Elements 11 wird somit durch eine Verschiebung der Seitenflächen 17, 18 des Schiebers 16 in den Nuten 14, 15 ausgeführt. Die Nuten 14, 15 und die zwei Seitenflächen 17, 18 des Schiebers 16, der sich darin befindet, sind in 7 gezeigt.
Die Elemente 11 und 16 bilden damit ein axial verschiebbares Stellglied aus, das in dem Gehäuse 10 aufgenommen und mit dem Türblatt 2 über die Betätigungswelle 6 verbunden ist. Wein 3–7 zu sehen ist, sind die Elemente 11 und 16 in dem Gehäuse 10 in Bezug auf eine Mittelachse C koaxial angeordnet.
Eine vorgespannte Federeinrichtung ist zwischen der ersten und der zweiten Anschlagfläche 19a, 20a angeordnet, hier in der Form einer Druckfeder 23 (Schraubenfeder), die sich zwischen ersten und zweiten verbundenen Unterlegscheiben 21, 22 befindet. Die Unterlegscheiben 21, 22 grenzen an die Enden der Feder 23 an, die axial in der Richtung der ersten und der zweiten Anschlagfläche 19a, 20a vorgespannt sind. Dementsprechend befinden sich die Unterlegscheiben 21, 22 zwischen den Enden der Feder 23 und den Anschlagflächen 19a, 20a.
Die Unterlegscheiben 21, 22 sind flache, kreisförmige Scheibenelemente mit einem Durchmesser, der geringfügig kleiner ist als derjenige der Bohrung in dem Element 11 (siehe 6).
6 zeigt die oben genannten zweite Unterlegscheibe 22 und das Endstück 20. 6 veranschaulicht des Weiteren Anschlageinrichtungen in der Form von Schrauben 24, die am Ende des Elements 11 angeordnet sind. Ähnliche Schrauben sind an dem entgegengesetzten Ende des Elements 11 zu finden, wie deutlich in 1 gezeigt. Die Schrauben 24 sind an den Enden des Elements 11 so befestigt, dass die Köpfe der Schrauben 24 sich teilweise überlappen und an die Unterlegscheiben 21, 22 angrenzen. Daher können sich die Unterlegscheiben 21, 22 nicht an den Schrauben 24 vorbei bewegen und die Federn 23 und die Unterlegscheiben 21, 22 werden somit in der Bohrung 11a des Elements gehalten. Der Schieber 16 ist jedoch auch außerhalb der Bohrung 11a des Elements 11 axial verschiebbar.
Das erste Endstück 19 wird mit einem Lager 25, das mit einem Gewinde versehen ist, bereitgestellt, welches sich durch dieses erstreckt und auf der Mittelachse C des Elements 11 angeordnet ist. Die Unterlegscheibe 21, die an die Anschlagfläche 19a angrenzt, wird mit einer entsprechenden Durchgangsbohrung 26 bereitgestellt (4). Eine Motorwelle 28, die mit einem Antriebsmotor 27 verbunden ist, ist drehbar in dem mit einem Gewinde versehenen Lager 25 angeordnet. Daher dreht sich die Motorwelle 18 während des Betriebs des Antriebsmotors 27 in dem mit einem Gewinde versehenen Lager 25 und zieht den Schieber 16 entlang der Motorwelle 28 in der Bohrung 11a des Elements 11 axial vor und zurück.
Der Türöffner 1 umfasst auch eine Dämpfeinrichtung 29, die ausführlich in 8 gezeigt ist. Die Dämpfeinrichtung 29 ist in dem Schieber 16 angeordnet und umfasst ein längliches Dämpfergehäuse 30 in der Form eines ersten und eines zweiten Gehäuseteils 31, 32, die miteinander verbunden sind. Die Teilung des Dämpfergehäuses 30 in zwei Teile 31, 32 ist vom Herstellungs-Standpunkt aus von Vorteil. Die Unterlegscheibe 21 ist an dem Gehäuseteil 31 befestigt.
Die Dämpfeinrichtung 29 umfasst des Weiteren eine Stange 33, wobei eines ihrer Enden an der zweiten Unterlegscheibe 32 befestigt ist, die mit der Federeinrichtung 23 verbunden ist. Die Befestigung wird mittels einer Schraube 34 ausgeführt. Die Stange 33 ist mittels Dichtungsringen 35 entlang der Innenwand des ersten Teils 31 angebracht. Die Dichtungsringe 35 besitzen O-Ringe, die so ausgelegt sind, dass sie eine Undichtigkeit zwischen einerseits der Stange 33 und den Dichtungsringen 35 und andererseits den Dichtungsringen 35 und dem zweiten Teil 32 verhindern.
Die Stange 33 ist in dem zweiten Teil 32 des Dämpfergehäuses 30 verschiebbar. Ein Kolben 36 ist auf der Stange 33 fest angebracht und mittels Klemmringen 37 befestigt und grenzt an die Innenwand des zweiten Teils 32 an. Der Kolben 36 umfasst eine Anzahl von Durchgangsbohrungen, die parallel zu der Stange 3 verlaufen. Eine Drosselscheibe 38 (throttle washer) ist auf dem Kolben 36 angeordnet, wobei eine Drosselscheibe 38 mittels einer Federscheibe gegen den Kolben 36 gedrückt wird. Die Fläche zwischen dem Kolben 36 und der Drosselscheibe 38 wird mit (nicht gezeigten) Leitungen ausgebildet, die sich von der oben genannten Durchgangsbohrung zu dem Außenumfang des Kolbens 36 erstrecken. In einem Raum 40 zwischen den Dichtungsringen 35 wird Hydrauliköl bereitgestellt. Wenn die Stange 33 axial verschoben wird, fließt das Hydrauliköl durch die Leitungen und die Bohrungen von einer Seite des Kolbens 36 zu der anderen.
Der Einsatz des Türöffners 1 gemäß der ersten Ausführungsform wird im Folgenden ausführlicher beschrieben. Der Türöffner kann entweder manuell betätigt werden, indem direkt auf das Türblatt 2 oder mittels des Antriebsmotors 27 eingewirkt wird. 3 zeigt eine Ausgangsposition für das Stellglied, das die zwei Elemente 11 und 16 umfasst. 4 zeigt eine Situation, in welcher die Motorwelle 28 sich dreht und die Betätigungswelle 6 unbeweglich ist (2). 5 zeigt eine Situation, in welcher die Motorwelle 28 unbeweglich ist und die Betätigungswelle 6 sich dreht.
Wenn die Tür manuell geöffnet wird, wird direkt auf das Türblatt 2 eingewirkt, entweder von jemandem, der daran zieht oder darauf drückt. Der Arm 8, der das Türblatt 2 mit dem Türöffner 1 verbindet, wird daher geschwenkt und wirkt dadurch auf die Betätigungswelle 6. Die Drehung des Zahnkranzes 13 der Betätigungswelle 6, deren Zahnkranz in die Zahnstange 12 des Elements 11 eingreift, bewirkt dann eine axiale Bewegung des Elements 11 in dem Gehäuse 10. Der Schieber 16, der mit dem hier untätigen Motor 27 verbunden ist, bleibt unbeweglich, und das Element 11 wird in Bezug auf den unbeweglichen Schieber 16 axial verschoben. Diese Verschiebung ist insbesondere in 5 gezeigt, in der das Element 11 in der Richtung verschoben worden ist, die durch den Pfeil A in 3 angegeben wird.
Wie oben beschrieben, werden die Federeinrichtungen 21, 22, 23 durch die Anschlageinrichtung 24, die an die Unterlegscheiben 21, 22 der Federeinrichtungen angrenzt, dauerhaft in dem Element 11 gehalten. Daher wird während der Verschiebung des Elements 11 die Druckfeder 23 zusammengedrückt, wenn die Anschlageinrichtung 24, die an die zweite Unterlegscheibe 22 des Schiebers 16 angrenzt, die Unterlegscheibe 22 und die Feder 23 zusammen mit dem Element 11 vorwärtsschiebt. Dementsprechend ist die Kraft, die beim manuellen Öffnen verwendet wird, gleich der Kraft, die zum Zusammendrücken der Feder 23 erforderlich ist. Weil keine direkte Verbindung zum Motor 27 besteht, die daher durch ein manuelles Öffnen nicht beeinträchtigt wird, wie dies bei Türöffnern des bisherigen Stands der Technik der Fall ist, öffnet sich das Türblatt 2 problemlos. Nach einem manuellen Öffnen wird das Türblatt 2 durch die Kraft der zusammengedrückten Feder 23 geschlossen. Demzufolge muss das Türblatt 2 nicht manuell geschlossen werden, sondern wird von seiner eigenen Federkraft geschlossen. Die Geschwindigkeit der Drehbewegung der Betätigungswelle 6 während des Schließens wird durch die Dämpfeinrichtung 29 reduziert. Dies verhindert, dass das Türblatt 2 "zuknallend" geschlossen wird.
Beim motorangetriebenen Öffnen dreht sich die Motorwelle 28 in dem mit einem Gewinde versehenen Lager 25 in dem ersten Endstück 19 des Schiebers 16. Während der Drehung wird der Schieber 16 daher teilweise entlang der Motorwelle 28 verschoben. Die Leistung des Motors 27 wird auf die Betätigungswelle 6 durch das längliche Element 11 übertragen, das sich zusammen mit dem Schieber 26 axial bewegt. Daher wird die Feder 23 nicht zusammengedrückt und daher wird die Leistung des Motors 27 ausschließlich zum Betätigen des Türblatts 2 verwendet.
Wenn beim motorgetriebenen Öffnen oder Schließen ein Gegenstand vorhanden ist, der das Türblatt 2 blockiert, zum Beispiel eine Person, werden das Türblatt 2 und die Betätigungswelle 6 sowie wiederum das Element 11 in ihren Positionen gehalten. Der Motor 27 verschiebt dann den Schieber 16 in Bezug auf das Element 11, wobei die auf das Hindernis (Person) durch das Türblatt 2 ausgeübte Kraft nur gleich der Druckkraft der Feder 23 ist. Daher wird die Leistung des Motors 27 nicht auf eine Person übertragen, die dem Türblatt 2 im Weg steht.
9 und 10 zeigen eine Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, die auf einer Drehbewegung anstatt einer axialen Bewegung basiert, wie vorher beschrieben. In diesem Fall besteht das Stellglied, das in einer Hülle bzw. einem Gehäuse 50 angeordnet ist, aus einem zylindrischen Element 51, das drehbar in einem Lager angeordnet ist und welches einen Drehzapfen 52 aufnimmt, der mit dem Arm 8 verbunden ist. Das Element 51 und der Drehzapfen 52 sind in dem Gehäuse 50 in Bezug auf die Mittelachse C koaxial angeordnet. Hinsichtlich seiner Funktion entspricht das Element 51 dem Schieber 16 der axialen Ausführungsform, während der Drehzapfen 52 dem länglichen Element 11 entspricht. In dieser Ausführungsform wird die axial wirkende Druckfeder durch eine Torsionsfeder 53 ersetzt, die in dem Gehäuse 50 enthalten ist und den Drehzapfen 52 umschließt, und die wiederaum durch das drehbar angebrachte Element 51 umschlossen wird. Die Drehung des Elements 51 über die Motorwelle 28, die von dem Motor 27 angetrieben wird, wird durch ein Planetengetriebe 54 ermöglicht, das mit der Motorwelle 28 und der Innenseite des Elements 52 verbunden ist. Der Drehzapfen 52 ist nicht-drehbar mit dem Arm 8 verbunden.
Die Torsionsfeder ist über eine spezielle Anschlageinrichtung 55 so ausgelegt, dass sie sowohl eine motorgetriebene als auch manuelle Betätigung des Türblatts 2 analog zu dem oben Beschriebenen gestattet. Beim motorgetriebenen Öffnen dreht der Motor 27 die Motorwelle 28, welche die zwei Elemente 51 und 52 zusammen über das Planetengetriebe dreht, so dass der Arm 8 geschwenkt und das Türblatt 2 geöffnet wird. In diesem Zusammenhang besteht die Funktion der Torsionsfeder 53 dann, die Elemente 51 und 52 zusammen zu halten. Beim manuellen Öffnen wird der Arm 8 durch das Türblatt 2 gegen die Wirkung der Torsionsfeder 53 geschwenkt, die gespannt wird, ohne auf die Motorwelle 28 einzuwirken. Daher wird die Torsionsfeder 52 gedreht, wogegen das Element 51 unbeweglich bleibt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die zwei oben beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden, indem die Elemente des Stellglieds so angeordnet werden, dass sie in dem Gehäuse sowohl axial verschiebbar als auch drehbar sind. Eine solche weitere Ausführungsform ist in 11–12 gezeigt, in denen die Entsprechung der Betätigungswelle 6 der ersten Ausführungsform eine Betätigungswelle 60 ist, die koaxial zu der Mittellinie C angeordnet ist. Auf der Innenseite ist die Betätigungswelle 60 mit einem Gewinde 60a versehen, das hinsichtlich seiner Funktion dem Zahnkranz 13 der ersten Ausführungsform entspricht. Des Weiteren ist die Betätigungswelle 60 in einem Lager 63 angebracht, das wiederum an dem Gehäuse 10 befestigt ist. Auf seiner Außenseite weist das Element 11 ein Gewinde 61 auf, das hinsichtlich seiner Funktion der Zahnstange 12 entspricht. Das Element 11 ist des Weiteren mit einer Keilnut 64 versehen, in der eine drehungsverhindernde Einrichtung 62 aufgenommen wird. Die drehungsverhindernde Einrichtung 62 ist an dem Gehäuse 10 befestigt. Der Gang des Gewindes 61 ist so groß, dass, wenn das Element 11 in der axialen Richtung zwischen seinen Endpositionen verschoben wird, die Betätigungswelle 60 sich zwischen ihren Endpositionen dreht.
Um die oben beschriebenen Ausführungsformen zusammenzufassen, weist der Türöffner eine Betätigungseinrichtung auf, die zwei Elemente umfasst, die mit Hilfe einer vorgespannten Federeinrichtung so federbelastet werden, dass beide Elemente mittels des Antriebsmotors zum Betätigen des Türblatts entweder gemeinsam verschiebbar/drehbar sind oder in Bezug aufeinander nach externer Aktivierung des Türblatts verschiebbar/drehbar sind.
Die Elemente sind über die Federeinrichtung jeweils so miteinander verbunden, dass die Schwenkbewegung des Türblatts und die Drehung des Antriebsmotors (über die Motorwelle) von den Federeinrichtungen unabhängig voneinander absorbiert und in diesen gespeichert werden kann.
Steuern der Betätigung des Türöffners
Der Türöffner gemäß der Erfindung kann mit einer Steuerfunktion ausgestattet werden, was bedeutet, dass gewisse vorgegebene Parameter verändert werden können. Beispiele für variable Parameter sind die Position des Türblatts, wenn es jeweils vollkommen geschlossen und geöffnet ist. Die Öffnungsgeschwindigkeit und Schließgeschwindigkeit des Türblatts kann ebenfalls eingestellt werden. Ein weiterer Parameter, der eingestellt werden kann, ist die Offenhaltezeit.
Die Steuertunktion ist ebenfalls so reguliert, dass gewisse Signale an den Türöffner zu gewissen vorgegebenen Betätigungen der Tür führen. Zum Beispiel führt ein Signal von einem Öffnungsknopf, der von körperbehinderten Personen verwendet wird, zu einer spezifischen Offenhaltezeit.
Die Steuerung wird des Weiteren von zwei Sensoren reguliert, die mit der Tür verbunden sind. Einer der Sensoren ist ein Positionssensor, der die Position des Elements in dem Gehäuse angibt, während der andere ein Winkelsensor ist, der den Drehwinkel der Drehwelle angibt. Mittels der Sensoren wird eine Beziehung zwischen der Anzahl der Umdrehungen der Motorwelle α und der Position des Elements y (mm) erhalten.
Wenn der Türöffner sich bewegt, ohne dass die Schraubenfeder zusammengedrückt wird, d.h. beim motorangetriebenen ungehinderten Öffnen der Tür, gilt die Beziehung y – Konstante x α. Wenn das Türblatt jedoch manuell geöffnet wird, ändert sich y, während α unverändert bleibt. In der bevorzugten Ausführungsform gilt Folgendes: Wenn –2 < y – Konstante·α < 2, wird der Motor nicht beeinträchtigt. Wenn (y – Konstante·α) außerhalb des oben genannten Bereichs liegt, startet der Motor und läuft bis | y – Konstante·α | < 0,5.
Daher kann mittels der oben genannten Sensoren ein kombiniertes manuelles und motorangetriebenes Öffnen ausgeführt werden. Wenn das Türblatt manuell durch die ersten Grade (ungefähr 5 Grad) geschwenkt wird, kann der Motor gestartet werden. Da die Feder durch das teilweise manuelle Öffnen etwas zusammengedrückt ist, kann das manuelle Öffnen fortgesetzt werden, ohne dass die Feder weiterhin zusammengedrückt werden muss, und das Türblatt schwingt daher frei und öffnet sich sehr leicht.
Alternative Ausführungsformen der Erfindung
Es sollte darauf hingewiesen werden, dass sich die Erfindung auf viele Typen von Türen anwenden lässt, wie beispielsweise Klapptüren, Schwingtüren, Falttüren und Waagentüren (balance doors) sowie Abdeckungen und Tore verschiedener Art (einschließlich Fenster). Außerdem kann der Türöffner direkt auf dem Türblatt angebracht, alternativ darin integriert werden. Des Weiteren ist offensichtlich, dass die Verbindung zwischen dem Türblatt und dem Türöffner mittels verschiedener Armsysteme hergestellt werden kann. Die Erfindung kann auch auf so genannte Schwing-Klapptüren angewendet werden, bei denen es kein Armsystem gibt, sondern die Betätigungswelle, die auf dem Türöffner angeordnet ist, wirkt direkt auf ein Scharnier an dem Türblatt, das betätigt werden soll. Dieser Vorgang kann über eine Getriebestufe (gear step) stattfinden.
Abschließend sollte bemerkt werden, dass weitere Modifizierungen des oben genannten Türöffners gemäß der Erfindung innerhalb des Umfangs der Erfindung möglich sind, wie in sie in den Ansprüchen im Anhang definiert ist. Die Federeinrichtung kann zum Beispiel eine andere Auslegung aufweisen als diejenige, die vorher beschrieben wurde.

Claims

Vorrichtung zum Öffnen und Schließen eines schwenkbar angebrachten Türblatts (2) oder dergleichen, die ein Stellglied, das verschiebbar und/oder drehbar in einem Gehäuse (10; 50) angeordnet und mit dem Türblatt verbunden ist und das bei Verschiebung/Drehung das Türblatt betätigt, und einen Antriebsmotor (27) umfasst, der mit dem Stellglied verbunden ist, um Verschiebung/Drehung desselben zu erzeugen, wobei das Stellglied ein erstes Element (11; 52), das mit dem Türblatt verbunden ist, und ein zweites Element (16; 51) umfasst, das mit dem Antriebsmotor (27) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (11, 16; 51, 52) mittels einer vorgespannten Federeinrichtung (23; 53) so verbunden sind, dass die Bewegung des Türblatts (2) und die Drehbewegung des Antriebsmotors (27) jeweils so eingerichtet sind, dass sie von der Federeinrichtung (23; 53) unabhängig voneinander aufgenommen und in ihr gespeichert werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zwei Elemente (11, 16) teleskopartig miteinander verbunden sind und die vorgespannte Federeinrichtung (23) in den zwei Elementen aufgenommen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das erste Element (11) axial in dem Gehäuse (10) verschoben werden kann, und das zweite Element (16) in dem ersten Element (11) aufgenommen ist und axial darin verschoben werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei das erste Element (11) eine Eingriffseinrichtung (12) hat, die mit einer entsprechenden Eingriffseinrichtung (13) einer Betätigungswelle (6) in Eingriff kommt, die von dem Gehäuse (10) vorsteht und so eingerichtet ist, dass sie das Türblatt (2) betätigt, wobei der Antriebsmotor (27) mit dem zweiten Element (16) verbunden ist, das in dem ersten Element (11) aufgenommen ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Federeinrichtung eine axial vorgespannte Druckfeder (23) umfasst, die in dem zweiten Element (16) aufgenommen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Element einen Drehzapfen (52) umfasst, der in dem Gehäuse (50) aufgenommen ist und von dem zweiten Element (51) umschlossen wird, die Federeinrichtung (53) dazwischen angeordnet ist und die Federeinrichtung eine Torsionsfeder (53) umfasst, die an beiden Enden mit den Elementen (51, 52) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Federeinrichtung (23; 53) zwischen den zwei Elementen, die in dem Stellglied (11, 16; 51, 52) enthalten sind, angeordnet und mit ihnen verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Elemente des Stellgliedes zur axialen Verschiebung sowie Drehung bestimmt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Federeinrichtung des Stellgliedes sowohl als Druckfeder als auch als Drehfeder dient.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, die des Weiteren eine Dämpfeinrichtung (29) umfasst, die so eingerichtet ist, dass sie die Bewegungen des Stellgliedes (11, 16; 51, 52) dämpft.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zwei Sensoren in Form eines Winkelsensors und eines Positionssensors an eine Motorwelle (28) angrenzend und entlang des ersten Elementes (11; 52) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Antriebsmotor (27) eine mit Gewinde versehene Motorwelle (28) aufweist, die in Gewindeeingriff mit einem mit Gewinde versehenen Lager (25) an einem Ende (19) des zweiten Elementes (16; 51) ist.
Türstruktur, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche aufweist.
Türstruktur nach Anspruch 13, die einen Türrahmen (3) und wenigstens ein schwenkbar angebrachtes Türblatt (2) umfasst, wobei die Vorrichtung zum Öffnen und Schließen in dem Türblatt (2) angebracht ist.