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Einrichtung zum elektrischen Antrieb eines hin- und herbeweglichen
Teiles, insbesondere zum Öffnen und Schließen von Türen Die Erfindung betrifft eine
verbesserte Einrichtung zum elektrischen Antrieb eines hin- und herbeweglichen Teiles,
insbesondere zum Öffnen und Schließen von Türen, Fenstern u. dgl.
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Das Ziel der Erfindung ist eine verbesserte Einrichtung genannter
Art, die im Aufbau einfach und widerstandsfähig ist und unabhängig von der Art des
Antriebes oder des zu bewegenden Teiles vollkommen automatisch ein- und ausgeschaltet
wird, nicht nur @venn ein übermäßiger Widerstand sich der maschinell bewirkten Bewegung
eines solchen Teiles entgegenstellt, sondern auch Nvenn dieses Teil von Hand gegenüber
dem maschinellen Antrieb @beschleuiiigt Nvird; bei Anwendung der Einrichturig auf
Türen ergibt sich dadurch die Mög-
lichkeit, diese auch schneller von Hand
zu öffnen und zu schließen, als es bei maschinellem Antrieb der Fall ist.
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Ferner soll sich die maschinelle Betätigung, wenn sie ausgeschaltet
ist, zu jedem beliebigen Zeitpunkt und in jeder gewünschten Stellung der Tür oder
des betreffenden Teiles wieder einschalten lassen.
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In Verbindung mit diesen und anderen Gegenständen besteht die Erfindung
darin, daß die Kraft zur Bewegung der Tür, des Fensters oder ähnlicher Teile
von einem elektrischen, in beiden Drehrichtungen laufenden Motor geliefert wird,
:dessen Drehmoment auf das Getriebe über eine ausrückbare
Kupplung
übertragen wird, die durch die anfängliche Bewegung des Motors bei dessen Ingangsetzen
eingerückt wird und die ausgerückt wird, sobald das bewegliche Teil während seiner
Bewegung einen Widerstand erfährt, der über einem gegebenen Höchstwert liegt. Weiterhin
sind Mittel vorgesehen, um den Motor auszuschalten, so'bal'd die Kupplung ausgerückt
ist.
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Gemäß der weiteren Erfindung wird beim Einrücken der Kupplung ein
elektrischer Kontakt geschlossen; dieser liegt parallel zu dem Schalter, durch den
der Motor in Gang gesetzt, die Einrichtung also in Betrieb genommen wird; der Schalter
braucht daher nul kurzzeitig geschlossen, ein den Sehalter betätigender Druckknopf
braucht nur gedrückt und kann dann wieder losgelassen werden.
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Die Kupplung selbst besteht vorzugsweise aus zwei Kupplungselementen:
das eine Element ist entgegen einer ständig wirkenden Kraft axialvers,chieblich
gelagert, bis zum Einrücken, der Kupplung gegen Rotation in beidenRichtungen gesichert
und in beiden Rotationsrichtungen mittels einer Reine zusammenwirkender Keilflächen
mit dem Elektromotor getrieblich verbunden; das andere Kupplungselement ist ebenfalls
entgegen einer ständig wirkenden, jedoch größeren Kraft axialverschieblich gelagert;
die durch dasZusammenwirken der Keilflächen hervorgerufene Gesamtverschiebung in
axialer Richtung ist größer als der Umfang der relativen Bewegung der leiden Kupplungselemente
zueinander. Bei dem ersten Kupplungselement ist weiterhin vorzugsweise ein Teil
der Innen- oder Außenfläche als Bremsfläche ausgebildet, auf die ortsfest angeordnete
Bremskörper, z. B. auf Federn gelagerte Kugeln, einwirken.
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Nähere Einzelheiten der Erfindung sind dargestellt in den Zeichnungen,
die mehr oder weniger schematisch ein Ausführungsbeispiel derApparatur gemäß der
Erfindung zeigen.
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Fig. i ist zum Teil eine Vorderansicht des Apparates, zum Teil ein
Schnitt, Fig. 2 ein Längsschnitt durch eine Ebene, die rechtwinklig zur Ebene von
Fig. i liegt, Fig. 3 ein Horizontalschnitt.
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Die Apparatur ist untergebracht in einem Gefhäuse i, welches an dem
Türrahmen auf der Seite der Türaufhängung befestigt ist. Das Gehäuse enthält eine
vertikal angeordnete Welle 2, die mit Hilfe einer elastischen Kupplung 3 von einem
nicht dargestellten, in beiden Drehrichtungen laufenden elektrischen Motor angetrieben
werden kann. Das Ein- und Ausschalten des Motors erfolgt in beiden Drehrichtungen
durch in einem Niederspannungsstromkreis angeordnetes Relais, und zwar mit Hilfe
zweier Druckknöpfe in jedem # Stockwerk oder durch entsprechende Steuerorgane bei
anderen Anwendungsgebieten der Erfindung.
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Auf die Welle 2 ist eine Schnecke 4 aufgekeilt, die das Drehmoment
mit entsprechend verminderter Geschwindigkeit über ein Schneckenrad 5 auf eine horizontal
angeordnete Querwelle 6 überträgt, die im Gehäuse i gelagert ist. Querwelle 6 trägt
eine Schnecke 7, die mit einem Sc'hneckenra,d 8 im Einsgriff steht. Dieses Schneckenrad
8, das um einen feststehenden vertikalen Stift 9 frei drehbar ist, hat am unteren
Ende axial vorspringende Zähne io, die kreisförmig angeordnet sind und die Form
gleichseitiger Dreiecke haben. Diese Zähne io greifen gewöhnlich in entsprechend
geformte Zähne i i eines ersten Kupplungselementes 13, das sieh auf einem dickeren
Teil 12 des Stiftes 9 axial verschieben kann. Dieses erste Kupplungselement hat
einen Bund 14 und ist mit einer Anzahl weiterer Zähne 15 ausgerüstet, die mit entsprechend
geformten Zähnen eines weiteren, später näher erläuterten Kupplunigselementes in
Eingriff 'kommen. Die Innenfläche 16 des genannten Kupplungselementes 13 ist mit
parallel zur Achse verlaufenden Vertiefungen versehen oder in irgendeiner anderen
Weise als Bremsfläche ausgebildet, die mit Brems oder Sperrkörpern zusammenwirkt.
Als solche dienen im vorliegenden Fall auf Federn gelagerte Kugeln 18, die innenhalb
radialer Bohrungen 17 des dickeren Teils 12 des Stiftes 9 angeordnet sind.
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Ein Kontaktstreifen i9 aus nachgiebigem Werkstoff, der vermöge seiner
Elastizität am Bund 14 des ersten Kupplungselementes 13 anliegt, wirkt mit einem
zweiten verstellbaren Kontaktelement 20 zusammen, welches leitend mit einer Schiene
(Streifen) 21 verbunden ist. Die Streifen i9 und 21 sind mit Anschlußklemmen 22
bzw. 23 verbunden, die durch die Gehäusewand führen. Der auf diese Weise zu betätigende
Kontakt ist in einem sog. Schließstromkreis angeordnet, und zwar parallel zu dem
zugehörigen Druckknopfschalter des Motors.
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Das obenerwähnte zweite Kupplungselement 24 ist auf dem oberen Teils
der Welle 25 unverdrehbar und längs verschieblich angeordnet. Die Welle 25 ist in
einer Bohrung des dickeren Teils 12 des Stiftes 9 gelagert; Welle 25 ist durch eine
Stopfbüchse 26 hindurchgeführt und steht mit einem nicht dargestellten Arm oder
einer Stange zum Schließen oder öffnen der Tür und zum Bedienen des Schloßriegels
im Eingriff.
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Auf das Kupplungselement 24 wirkt eine Druckfeder 27, während zwischen
den beiden Kupplungselementen 13 und 24 eine zweite Druckfeder 28 in einer Bohrung
des Kupplungselementes 24 angeordnet ist. Diese Feder ist jedoch schwächer als die
Rückholfeder 27.
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DieWirkungsweise derVorrichtung ist folgende: Bei geschlossener bzw.
geöffneter Tür befinden sich die Teile der Vorrichtung in der in Fig. 2 dargestellten
Lage, d. h. die Kupplung 13, 24 ist gelöst und die Zähne i o, i i stehen auf ganzer
Zahnhöhe im Einsgriff. Zum öffnen der Tür drückt man auf einen entsprechenden, auf
einem der Stockwerke befindlichen Druckknopf, wobei sich der Elektromotor durch
Vermittlung des erwähnten Relaisstromkreises in Gang setzt und über die Welle 2,
das Schneckenrad 5, die Welle 6 und die Schnecke 7 das Schneckenrad 8 mit entsprechend
verminderter Geschwindigkeit in der gewünschten Richtung dreht. Das Kupplungselement
13, das mit dem
Sclnicclceiii-<ttl S durch die Zähne lo, i t
in dieser Stellung gekuppelt ist, wird zunächst durch die Kugeln 18 an einer Drehbewegung
gehindert, so claß durch eine Keilwirkung der Zähne io eine axiale Verschiebung
des Kupplungselementes 13 gegen den Widerstand der Feder 28 eintritt. Dadurch kommt
das erste Kupplungselement mit dem zweiten Ktil>I>ltingselement 24 in Eingriff.
In diesem Au#4enblicl: hebt sich die Bremsfläche 16 infolge axialerVersc'hiebung
des Kupplungselementes 13 von den Kugeln 18 ab, so daß das Kupplungseleinent 13
durch die noch zum Teil im Eingriff stehenden Ziihne io, i i von dem Schneckenrad
8 mitgenommen wird und dabei das zweite Kuppltiiit;seleinent in Drehung versetzt.
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Mit diesem ersten Kupplungselement 13 bewegt sich auch der auf dem
Bund 14 ruhende elastische Kontaktstreifen ig und legt sich gegen Iden Kontaktteil
2o; dadurch findet ein Stromschluß des Motorstromkreises statt, der betreffende
Druckknopf kann losgelassen werden.
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Die Drehung der Welle 25 bewirkt zunächst, daß der Riegel des Schlosses
mit Hilfe der nicht näher dargestellten Vorrichtung zurückgezogen wird und sich
die Tür daraufhin öffnet. Wenn die Tür in ihrer völlig geöffneten Stellung gegen
einen Anschlag stößt, oder wenn in irgendeiner anderen Weise ein erheblicher Widerstand
gegen die Bewegung der Tür auftritt, wird die Welle 25 festgehalten oder gel>reinst.
Dadurch arbeiten die Zähne io, ii wiederum wie Keilflächen zusammen und drücken
die ganze Kupplung 13, 24 gegen die Kraft der l )ritckfedei- 27 hinunter, bis die
Spitzen der Zähne i o über die der Ziill,ne i i schnappen. Die Kupplung i3.24 \1-i1-(1-
jetzt mittels der Feder27 als Ganzes n ac 11 oben bis das Kupplungseleinent2-1 seine
lliiclistc iii Abb. 2 dargestellte Lage erreicht; hierauf löst die gespannte Feder
28 die Kupplung, indem sie das Kupplungselement 13 nach oben in seine Anfangslage
drückt, in welcher die Zähne 1-o, i i wiederum auf ganzer Höhe im Eingriff sind.
Gleichzeitig wird dabei der Kontakt i9, 2o geöffnet, dcrMotorstromkreis unterbrochen
und derElektromotor zum Stehen gebracht. Es leuchtet ein, daß, falls erwünscht,
die Tür nun von Hand geschlossen werdeil kann, da ja die Kupplung gelöst ist. Zum
mechanischen Schließen der Tür muß der andere Druckknopf eingedrückt werden, wodurch
sich der Elektromotor in der entgegengesetzten Richtung tlre'ht.
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Das Wirksamwerden der Kupplung und das Einschalten des :Motorstromkreises
durch die Kontakte 1-9 und 20 spielt sieh in der gleichen bereits beschriebenen
Weise ab, so daß die Welle 25 nun in entgegengesetzter Richtung in Umdrehung versetzt
wird, wodurch sich die Tür so lange dreht, Iris sie an die Aussparung im Türrahmen
stößt. Da der Druck auf die Tür anhält, wird der Schlößricg2l durch den nicht dargestellten
Mechanismus in die Sperrstellung gebracht; auf Grund ihrer geringen Drehgeschwindigkeit
wird die Tür kaum 1i(ii-bar in die Aussparungen des Türrahmens gedrückt, wodurch
der Riegel gezwungen wird, sich in den Schlitz des Schlosses zu legen. Wenn der
Widerstand gegen die Schließbewegung der Tür den Widerstand .übersteigt, der durch
die verstellbare Druckfeder 27 dargestellt wird, werden die Lösung der Kupplung
und das Abschalten, ,des. Motors in gleicher Weise wie oben bewirkt; danach ist
die Tür wiederum gänzlich frei und kann in üblicher Weise von Hand bedient werden.
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Die Kupplung wird auch dann gelöst, wenn ein völliges Schließen der
Tür verhindert wird, z. B. durch ein Hindernis zwischen Tür und Schwelle. Nach Entfernen
des Hindernisses kann die Tür frei von Hand geschlossen werden. Es ist klar, daß
die Anwendung der Erfindung nicht auf das Öffnen und Schließen von Türen, Fenstern
u. dgl. beschränkt ist, sondern daß die Vorrichtung in allen solchen Fällen mit
Vorteil angewendet werden kann, in denen ein Element angetrieben oder in zwei entgegengesetzten
Richtungen bewegt werden soll. Der Schnecke-Schneckenrad-Antrieb zur Verminderung
der Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors kann auch durch ein Planetenbetriebe ersetzt
werden, wodurch der Aufbau einfacher und gedrängter wird.