EP1340877B1

EP1340877B1 - Türantrieb

Info

Publication number: EP1340877B1
Application number: EP03004486.1A
Authority: EP
Inventors: Stefan Fischbach; Matthias Dr. Hucker; Günter ANDRASCHKO; Joachim Augenstein
Original assignee: Geze GmbH
Current assignee: Geze GmbH
Priority date: 2002-03-01
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2016-05-25
Anticipated expiration: 2023-02-28
Also published as: US20030213092A1; CN1291127C; CA2420748A1; EP1340877A2; CN1448608A; EP1340877A3; US7571515B2; CA2420748C

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der gattungsbildenden EP 0 764 752 A2 ist eine derartige Antriebsvorrichtung bekannt. Es ist eine Steuer- oder Regelungseinrichtung zur Steuerung bzw. Regelung des vorhandenen Ventils vorgesehen, jedoch ist das hierzu verwendete Ablaufprogramm fest hinterlegt, so dass Änderungen zur Anpassung an tatsächlicher Erfordernisse nicht möglich sind und ein optimaler Betrieb der Antriebsvorrichtung somit nicht in allen Fällen gewährleistet ist. Weitere ähnliche Antriebsvorrichtungen mit jeweils unveränderlichen Programmen zur Bewegungsregelung, d.h. mit ähnlichen Nachteilen sind aus der US 5,678,451 , der EP 0 662 560 A1 und der US 5,687,507 bekannt.
Die DE 34 23 242 C1 beschreibt einen selbsttätigen Türschließer, dessen Schließerfeder mittels eines Spannkolbens, welcher durch eine Hydraulikpumpe angetrieben wird, vorspannbar ist. Mittels eines Zeitglied kann ferner eine Feststellung des Türflügels vorgenommen werden, wobei dann ein Magnetventil den Hydraulikkreislauf des Türschließers sperrt. Ein abhängig von der Bewegung des Flügels in seinem Einfluss auf die Energieabgabe des Energiespeichers veränderbares Beeinflussungselement ist nicht vorhanden.
Aus der WO 92 / 12 318 A1 ist ein elektromechanischer Drehflügelantrieb bekannt. Der Antriebsmotor ist im Vier-Quadranten-Betrieb betreibbar, so dass der auch zur Regelung der Schließbewegung herangezogen wird. Eine Möglichkeit zum Anschluss der Antriebssteuerung an eine externe Einrichtung zur Datenanzeige und/oder Dateneingabe ist nicht vorhanden.
Die DE 91 02 344 U1 zeigt eine als Türschließer ausgebildete Antriebsvorrichtung zum automatischen Schließen eines drehbar gelagerten, als Türflügel ausgebildeten Flügels. Ein Energiespeicher beaufschlagt einen im Türschließergehäuse verschiebbar geführten Kolben im Schließsinn, so dass der Flügel unter Wirkung des Energiespeichers schließbar ist. Der Schließvorgang wird mittels einer als hydraulische Dämpfungseinrichtung ausgebildeten Beeinflussungseinrichtung gedämpft. Die Dämpfungseinrichtung weist verschiedene Teilfunktionen auf, beispielsweise eine Schließdämpfung und einen sogenannten Endschlag kurz vor Erreichen der Schließlage. Jede dieser Teilfunktionen bedarf der Notwendigkeit eines separaten Gehäusekanals sowie eines separaten Steuerventils. Dies ist aufwändig in der Herstellung sowie in der Einstellung an der montierten Antriebsvorrichtung. Nachteilig ist außerdem die Tatsache, dass das Dämpfungsverhalten der Dämpfungseinrichtung, z.B. das Einsetzen des Endschlags, von der geometrischen Anordnung der entsprechenden Kanalmündungen im Antriebsvorrichtungsgehäuse bestimmt ist. Änderungen des Dämpfungsverhaltens sind nur durch Änderungen an Kolben oder Gehäuse der Antriebsvorrichtung, z.B. durch Austausch derselben, möglich. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Durchflussquerschnitte der Dämpfungssteuerventile zwar manuell einstellbar sind, dass jedoch Änderungen der Umgebungsbedingungen, insbesondere der Umgebungstemperatur, nicht ausgeglichen werden. Die Viskosität des Dämpfungsmediums ist aber abhängig von dessen Temperatur, so dass sich damit auch das Dämpfungsverhalten ändert. Zur Beibehaltung des gewünschten Dämpfungsverhaltens ist bei Temperaturänderungen also eine manuelle Nachjustierung der Dämpfungssteuerventile erforderlich.
Aus der US 4,148,111 ist ein als Türschließer ausgebildeter Antrieb zum automatischen Schließen eines drehbar gelagerten Türflügels bekannt. Dieser weist ein Gehäuse auf, in welchem ein als Schließerwelle ausgebildetes Abtriebsglied drehbar gelagert ist. Die Schließerwelle wirkt über ein als Ritzel und Zahnstange ausgebildetes Getriebe mit einem in dem Gehäuse linear verschiebbar geführten Kolben zusammen, wobei ein z.B. als Schließerfeder ausgebildeter mechanischer Energiespeicher den Kolben im Schließsinn beaufschlagt. Eine Beeinflussungseinrichtung, die als hydraulische, ein in einem Überströmkanal zwischen zwei von dem Kolben begrenzten Gehäusekammern angeordnetes Ventil aufweisende Dämpfungseinrichtung ausgebildet ist, ist zur Dämpfung des Schließvorgangs vorgesehen. Die Dämpfungseinrichtung ist so ausgebildet, dass die Dämpfung der Bewegung des Flügels in Schließrichtung automatisch auf Änderungen der Umgebungstemperatur angepasst wird, indem das Ventil ein den Durchströmungsquerschnitt definierendes Kunststoffelement aufweist, welches bei Änderungen der Umgebungstemperatur sein Volumen ändert. Das Kunststoffelement dehnt sich bei Temperaturerhöhung aus, so dass sich der Durchströmungsquerschnitt entsprechend verringert. Hierdurch wird erreicht, dass unabhängig von Änderungen der Umgebungstemperatur und den dadurch bedingten Viskositätsänderungen des Dämpfungsmediums eine konstante Durchströmung des Dämpfungsmediums durch das Ventil sichergestellt ist und die Dämpfung der Schließbewegung somit temperaturunabhängig ist. Nachteilig bei der gezeigten Antriebsvorrichtung ist, dass zwar eine Anpassung an die beschriebenen Viskositätsänderungen des Dämpfungsmediums sichergestellt ist, eine automatische Anpassung an andere besondere, durch die Änderungen weiterer Umgebungsbedingungen ausgelöste Betriebszustände jedoch nicht vorgesehen ist. Beispielsweise kann es durch Luftzug innerhalb eines Gebäudes oder durch Wind dazu kommen, dass der Flügel nicht vollständig geschlossen wird, insbesondere dann, wenn bei Erreichen der Geschlossenlage der Widerstand einer Schlossfalle zu überwinden ist. Zwar ist die Schließdämpfung durch manuelle Justierung des Ventils einstellbar; diese Einstellung stellt jedoch immer einen Kompromiss dar, denn bei geringer Schließdämpfung, welche ein sicheres Schließen des Flügels auch bei Luftzug sicherstellt, würde der Flügel, wenn der Luftzug gerade nicht vorliegt, heftig und lautstark in seine Geschlossenlage fallen.
Die DE 42 31 803 A1 beschreibt ein Diagnose- und Überwachungsverfahren zur Fehlererkennung, Statusreport und Parameteranpassung bei automatischen Türen und Toren, welches bei automatischen Türen, die mit einer Mikroprozessorsteuerung ausgerüstet sind, eine Abfrage sowohl der auftretenden Fehler bzw. des Systemstatus erlaubt. Darüber hinaus ist auch eine Anpassung der Systemparameter mit Hilfe einer externen Datenkommunikationseinheit möglich.
Aus der DE 196 50 569 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ferndiagnose, Fernüberwachung und Ferninitialisierung von automatischen Türen, Türanlagen und Toranlagen bekannt. Zur Datenübertragung ist ein Mobiltelefon vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung zu schaffen, welcher flexibel für verschiedene Flügeltypen und -größen verwendbar ist, montagefreundlich ist sowie unabhängig von den Umgebungsbedingungen ein komfortables Betätigen und gleichzeitig sicheres Schließen des Flügels sicherstellt. Zudem soll die Antriebsvorrichtung kostengünstig in der Herstellung sein.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzeichens des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die Antriebsvorrichtung beinhaltet eine motorische Federkraftverstellung. Die Schließerfeder stützt sich hierbei einerseits an dem Kolben und andererseits an einem im Antriebsgehäuse verschiebbar geführten Federteller ab. Der Federteller wird durch einen elektrisch betätigbaren Aktor, beispielsweise durch einen Elektromotor, dessen Spindel in den Federteller eingreift, bewegt. Alternativ ist hierzu auch die Verwendung eines elektrochemischen Aktors denkbar. Wesentlich ist, dass eine Bewegung des Federtellers die Vorspannung der Schließerfeder verändert. In Verbindung mit der Erfassung der Bewegung des Abtriebsglieds der Antriebsvorrichtung sowie mit dem Soll-Ist-Vergleich dieser gemessenen Werte mit einem gespeicherten Bewegungsprofil ist es möglich, die Kraft der Schließerfeder bei Bedarf zu erhöhen oder zu vermindern.
So kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass beim manuellen Öffnen des Flügels der Kraftaufwand in einem ersten Öffnungswinkelteilbereich ausgehend von der Geschlossenlage möglichst gering sein soll, wobei es im weiteren Verlauf des Öffnens durchaus tolerierbar oder sogar gewünscht sein kann, dass die Federkraft ansteigt, gegebenenfalls sogar im Sinne einer Öffnungsdämpfung kurz vor Erreichen der vollständigen Offenlage stark ansteigt. Hierzu ist die Schließerfeder in Geschlossenlage des Flügels relativ wenig vorgespannt, und beim Öffnen des Flügels wird die Feder dann - neben der zwangsweisen Komprimierung durch die Bewegung des Kolbens - bei Bedarf durch den Federteller zusätzlich komprimiert. Diese zusätzliche Komprimierung kann aber auch erst stattfinden, wenn der Flügel schon vollständig geöffnet ist, damit für den nachfolgenden Schließvorgang genug Federkraft zur Verfügung steht, oder es kann vorgesehen sein, dass die zusätzliche Komprimierung erst beim federbeaufschlagten Schließen des Flügels erfolgt, insbesondere dann, wenn die Schließgeschwindigkeit den im Bewegungsprofil gespeicherten Sollwert unterschreitet.
Es wird also erreicht, dass - bei kleinstmöglichem Öffnungswiderstand des Flügels - eine möglichst große Schließkraft zur Verfügung steht. Wesentlich ist also, dass die Antriebsvorrichtung - basierend auf dem Vergleich der tatsächlichen Bewegung mit dem gespeicherten Bewegungsprofil - flexibel und schnell auf Abweichungen hiervon reagiert, um ein sicheres Schließen des Flügels zu gewährleisten.
Es kann vorgesehen sein, dass die Betriebsparameter im Rahmen eines bei Inbetriebnahme der Antriebsvorrichtung durchführbaren "Lernvorgangs" oder durch Eingabe von Türparametern (z.B. Abmessungen und Gewicht des Flügels) ermittelt werden. Hierdurch ist eine individuelle Anpassung der Antriebsvorrichtung an die mit ihm betätigte Tür möglich, beispielsweise dass die Schließkraft für den Normalbetrieb so eingestellt wird, dass sie gerade ausreicht, um den Flügel im Normalbetrieb zuverlässig zu schließen. Für bestimmte Notbetriebssituationen kann die Federkraft aber jederzeit auf den größtmöglichen Wert erhöht werden, um eine besonders schnelle Schließung mit hoher Kraft zu bewirken.
Alle in der Speichereinrichtung der Steuerungseinrichtung hinterlegten Betriebsparameter können bereits herstellerseitig dort gespeichert werden. Es ist jedoch zusätzlich vorgesehen, dass die Parameter auch bei bereits montierter Antriebsvorrichtung jederzeit eingebbar, änderbar und speicherbar sind. Hierzu ist an der Steuerungseinrichtung eine Schnittstelle vorhanden, wobei die Eingabe bzw. Veränderung der Betriebsparameter beispielsweise über ein anschließbares Serviceterminal oder über einen herkömmlichen PC erfolgen kann. Der PC muss hierzu nicht zwingend in räumlicher Nähe zur Antriebsvorrichtung angeordnet sein, da auch eine Datenübertragung über gebäudeseitige Rechnernetzwerke oder über das Internet möglich ist. Bei Anschluss der Antriebsvorrichtung an eine zentrale Leitstelle kann die Eingabe bzw. Veränderung der Betriebsparameter auch von dort erfolgen. Denkbar ist auch eine drahtlose Datenübertragung zur Eingabe bzw. Veränderung der Betriebsparameter, wobei die Steuerungseinrichtung dazu eine Sender-/Empfängervorrichtung aufweisen kann.
Die Schnittstelle kann in einer vorteilhaften Ausführung der Antriebsvorrichtung als Busschnittstelle ausgebildet sein, welche den Anschluss der Antriebsvorrichtung an ein gebäudeseitig vorhandenes Bussystem ermöglicht. Auch die vorangehend beschriebenen externen Sensoren können busfähig sein und über diese Busschnittstelle an die Steuerungseinrichtung der Antriebsvorrichtung angeschlossen werden, womit sich der Verkabelungsaufwand deutlich verringert.
Die Antriebsvorrichtung kann alternativ oder zusätzlich zu den vorgenannten Anschlussmöglichkeiten auch direkt Einrichtungen zur Datenanzeige und/oder Dateneingabe aufweisen.
Als weitere Ausführung ist es möglich, dass die in der Speichereinrichtung zu speichernden Betriebsparameter bei Inbetriebnahme der Antriebsvorrichtung durch ein manuelles Bewegen des Flügels gemäß dem gewünschten Bewegungsablauf gespeichert werden, wobei die Signale des die Bewegung des Abtriebsglieds erfassenden Sensors in der Rechnereinrichtung ausgewertet und zu den Betriebsparametern für den Bewegungsablauf verarbeitet werden.
Die Beeinflussungseinrichtung weist ein elektrisch ansteuerbares Beeinflussungselement auf, wobei die Bewegung des Flügels direkt oder indirekt durch einen Sensor erfasst wird, dessen Ausgangssignal einem Eingang einer Steuerungseinrichtung zugeleitet wird, welche das Beeinflussungselement steuert. Die Steuerungseinrichtung ist so ausgebildet, dass das Beeinflussungselement abhängig von der Bewegung des Flügels in seinem Einfluss auf die Energieabgabe des Energiespeichers veränderbar ist. Hierdurch wird ein an die tatsächliche Flügelbewegung im Sinne einer Regelung angepasster Bewegungsablauf des Türantriebs ermöglicht.
Der die Bewegung des Flügels erfassende Sensor ist in bevorzugten Ausführungen der Antriebsvorrichtung als Drehgeber, beispielsweise als Inkrementalgeber oder als Absolutwertdrehgeber ausgebildet. Der Drehgeber kann am Abtriebsglied des Türantriebs angeordnet sein.
Alternativ kann die Bewegung anderer, mit dem Abtriebsglied getrieblich verbundener Komponenten, z.B. eines linear im Antriebsgehäuse verschiebbaren Kolbens, erfasst werden. Dies kann beispielsweise mittels Hallsensoren oder Reedschaltern erfolgen.
Bei einer abweichenden Ausführung der Antriebsvorrichtung kann anstelle der oder zusätzlich zur Erfassung der Abtriebsgliedbewegung eine Erfassung der Schwenkbewegung des Flügels erfolgen. Der Sensor kann dann im Bereich der Drehachse der Tür angeordnet und als Drehgeber ausgebildet sein. Bei einer Antriebsvorrichtung mit Gleitarm und Gleitschiene kann der Sensor auch die lineare Bewegung des Gleiters in der Gleitschiene erfassen, wofür sich Hallsensoren oder Reedschaltern eignen.
Alternativ oder zusätzlich können - bei mit Hydraulikmedium gefüllten Antrieben - in den Gehäusekammern des Antriebsgehäuses Drucksensoren angeordnet sein. Die erfassten Drücke werden der Steuerungseinrichtung zugeleitet und als Messgröße für die Betriebsstati der Antriebsvorrichtung ausgewertet. Bei paralleler Erfassung der Flügelbewegung und der Gehäusekammerdrücke ist eine besonders sensible Verarbeitung der Betriebsstati der Antriebsvorrichtung und somit schnelle Reaktionen auf Änderungen gegenüber Sollwerten möglich.
Ebenso denkbar ist eine Messung der Strömungsgeschwindigkeit des Hydraulikmediums im Kanal zwischen den Gehäusekammern. Hierzu kann in diesem Kanal ein Sensor zur Erfassung der Strömungsgeschwindigkeit angeordnet sein. Die erfasste Strömungsgeschwindigkeit wird der Steuerungseinrichtung zugeleitet und als Messgröße für die Betriebsstati Antriebsvorrichtung ausgewertet. Auch hier ist bei paralleler Erfassung der Abtriebsgliedbewegung und Strömungsgeschwindigkeit eine besonders empfindliche Verarbeitung der Betriebsstati der Antriebsvorrichtung und somit schnelle Reaktionen auf Änderungen gegenüber Sollwerten möglich.
Die Steuerungseinrichtung kann eine Rechnereinrichtung, eine Speichereinrichtung sowie einen elektrischen Energiespeicher aufweisen. Der elektrische Energiespeicher kann als austauschbare Batterie ausgebildet sein. Bei bevorzugten Ausführungen ist der elektrische Energiespeicher als Akku ausgebildet. Alternativ kann der elektrische Energiespeicher als kapazitiver Energiespeicher, d.h. als Kondensator, beispielsweise als sogenannter Gold-Cap-Kondensator ausgebildet sein. Eine weitere Möglichkeit zur elektrischen Energieversorgung der Antriebsvorrichtung besteht in der Verwendung einer Brennstoffzelle.
Alternativ oder zusätzlich kann es selbstverständlich vorgesehen sein, dass der Türantrieb an ein Energieversorgungsnetz angeschlossen ist.
Das Ausgangssignal des beispielsweise als vielpoliger Drehgeber ausgebildeten Sensors wird auf einen Eingang der Steuerungseinrichtung geleitet. In der vorteilhafterweise nichtflüchtigen Speichereinrichtung der Steuerungseinrichtung sind die Parameter für die möglichen Betriebszustände der Antriebsvorrichtung hinterlegt. In der Rechnereinrichtung der Steuerungseinrichtung werden die gespeicherten Parameter mit den Ausgangssignalen des Sensors verglichen. Aus diesen Signalen werden in der Rechnereinrichtung direkt die Öffnungswinkelstellung sowie die Bewegungsgeschwindigkeit des an die Antriebsvorrichtung angeschlossenen Flügels hergeleitet.
Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass in Schließrichtung bei großen Öffnungswinkeln des Flügels eine hohe Bewegungsgeschwindigkeit des Flügels zugelassen ist, dass jedoch ab einem bestimmten kleinen Öffnungswinkel die Bewegungsgeschwindigkeit des Flügels auf einen vorbestimmten geringeren Wert abgebremst wird. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Schließdämpfung - insbesondere bei Türen mit rastender Schlossfalle - kurz vor Erreichen der Geschlossenlage wieder verringert oder ganz aufgehoben wird, so dass die Schlossfalle zuverlässig einrasten kann. Für die Öffnungsbewegung kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Flügel bis zum Erreichen eines bestimmten Öffnungswinkels ungedämpft, d.h. allein gegen die Kraft der komprimierten Schließerfeder geöffnet wird, dass ab diesem bestimmten Öffnungswinkel aber eine Dämpfung der Öffnungsbewegung einsetzt, die ein Anschlagen des Flügels gegen einen Gebäudeteil, z.B. gegen eine Wand, verhindert.
Bei einer weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgegenstands kann in der Speichereinrichtung ein Bewegungsgeschwindigkeitsprofil der Flügels hinterlegt sein, wobei jeder Öffnungswinkelposition des Flügels eine optimale Bewegungsgeschwindigkeit für die Öffnungs- sowie für die Schließbewegung zugeordnet ist. Durch dieses kontinuierliche Profil von Referenzwerten kann erreicht werden, dass die Dämpfung nicht ab einem bestimmten Punkt stoßartig einsetzt, sondern dass schon geringe Abweichungen der Bewegungsgeschwindigkeit von dem hinterlegten Bewegungsprofil eine sofortige und exakte Anpassung der Dämpfung bewirken und somit eine feinfühlige Regelung erreicht wird. Eine hohe Geschwindigkeit beim Öffnen des Flügels kann zu einer höheren Öffnungsdämpfung als bei einer langsamen Flügelbewegung führen. Andererseits kann bei einer sehr langsamen Öffnungsbewegung des Flügels gegebenenfalls auf eine Öffnungsdämpfung verzichtet werden. Außerdem wird eine Kompensation von umwelteinflussbedingten Änderungen des Bewegungsverhaltens der Antriebsvorrichtung ermöglicht, beispielsweise bei temperaturbedingten Viskositätsänderungen des Dämpfungsmediums. Die von der Öffnungsgeschwindigkeit des Flügels abhängige Öffnungsdämpfung ist mit Änderung des Bewegungsgeschwindigkeitsprofils einstellbar, d.h. jedem Öffnungswinkel des Flügels ist ein einstellbarer und änderbarer Wert der Öffnungsdämpfung zuordenbar. Die Öffnungsdämpfung kann zu- und abschaltbar sein.
Neben den für die Flügelbewegungsgeschwindigkeiten relevanten Parametern können auch weitere Parameter in der Speichereinrichtung der Steuerungseinrichtung hinterlegt sein. Beispielsweise kann eine Offenhaltezeit definiert werden, so dass der Flügel nach dem Öffnungsvorgang nicht sofort schließt, sondern erst nach Ablauf der Offenhaltezeit zum Schließen freigegeben wird. Die Offenhaltezeit kann einstellbar und änderbar sowie zu- und abschaltbar sein.
Das Beeinflussungselement kann vollständig die Funktion einer herkömmlichen Feststellvorrichtung übernehmen und diese somit ersetzen. Nach manuellem Öffnen des Flügels verbleibt dieser in einer vorbestimmbaren Offenposition, bis die Feststellung aufgehoben wird, indem beispielsweise die Bestromung des Beeinflussungselements unterbrochen wird. Es ist somit ein Einsatz der Antriebsvorrichtung an Feuerschutztüren möglich, wobei nach Auswertung eines Rauchsensorsignals oder bei Ausfall der Energieversorgung eine zuverlässige Schließung des Flügels durch die Antriebsvorrichtung gewährleistet ist.
Eine Aufhebung der Feststellung des Flügels kann außerdem durch manuelles Bewegen des Flügels in Schließrichtung ausgelöst werden. Hierzu kann - bei aktivierter Feststellung - eine Bewegung des Abtriebsglieds über einen vorbestimmten Weg erfasst und als auslösendes Signal für die Aufhebung der Feststellung gewertet werden. Alternativ oder zusätzlich kann - bei zusätzlicher Gehäusekammerdruckerfassung - das bei aktivierter Feststellung und manueller Flügelbetätigung auftretende Ansteigen des Drucks in einer der Gehäusekammern als auslösendes Signal für die Aufhebung der Feststellung gewertet werden.
Ein weiteres Anwendungsgebiet der Antriebsvorrichtung besteht - in Verbindung mit einem speziellen Freilaufgestänge - in einer sogenannten "Free-Swing"-Funktion. Das Beeinflussungselement arretiert die Schließerfeder ähnlich wie bei der vorangehend beschriebenen Feststellfunktion in gespannter Position. Die Gestängeankopplung an die Abtriebswelle der Antriebsvorrichtung erlaubt eine Relativbewegung zwischen festgestellter Abtriebswelle und dem kraftübertragenden Gestänge, so dass der Flügel, ohne die Kraft der Schließerfeder überwinden zu müssen, frei bewegbar ist, solange die Schließerfeder arretiert ist. Auch hier bewirkt eine Aufhebung der Bestromung des Beeinflussungselements eine Aufhebung der Arretierung der Schließerfeder, so dass der Flügel dann federbeaufschlagt geschlossen wird.
Das Beeinflussungselement muss so ausgebildet sein, dass es schnell und exakt auf die Ansteuersignale der Steuerungseinrichtung reagieren kann. Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Beeinflussungselements ist ein elektrisch ansteuerbares Ventil, welches in einem Überströmkanal, welcher zwei im Gehäuse beidseits des Kolbens vorhandene Gehäusekammern verbindet, angeordnet ist.
Das elektrisch ansteuerbare Ventil kann beispielsweise als bistabiles Magnetventil ausgebildet sein, dessen Durchflussquerschnitt durch die getaktete Umschaltung zwischen den beiden Stellungen "offen" und "geschlossen" regulierbar sein kann. Je nach Verhältnis der "Offen" und "Geschlossen"-Impulse zueinander kann die Durchflussmenge stufenlos eingestellt werden, wobei eine Änderung der Durchflussmenge sehr schnell realisierbar ist.
Bei einer abweichenden Ausgestaltung kann anstelle eines einzelnen Magnetventils eine aus mehreren parallelgeschalteten Ventilen bestehende Ventilkaskade angeordnet sein. Die Ventile der Ventilkaskade, die bevorzugt als bistabile Magnetventile ausgebildet sind, sind einzeln ansteuerbar, wobei der Durchflussquerschnitt der Ventilkaskade umso größer ist, je mehr Ventile geöffnet sind. Die Abstufung der realisierbaren Durchflussquerschnitte ist abhängig von der Anzahl der einzelnen Ventile, d.h. je mehr Ventile in der Kaskade parallel zueinander angeordnet sind, desto feiner ist die Abstufung der Durchflussquerschnitte.
Alternativ ist die Verwendung eines Ventils denkbar, dessen Durchflussquerschnitt mittels eines schnelllaufenden Servomotors stufenlos regulierbar ist und nach dem letzten Ansteuerungssignal auf diesem entsprechenden Wert verbleibt; hier sind also Ansteuersignale nur zur Änderung des Durchflussquerschnitts erforderlich. Auch die Verwendung anderer, hier nicht beschriebener Ventilaktoren ist bei entsprechender Eignung denkbar, beispielsweise piezoelektrischen Aktoren oder thermische Aktoren.
Bei einer weiteren Ausgestaltung kann das Beeinflussungselement als mechanische Bremseinrichtung ausgebildet sein, so dass gegebenenfalls auf die Füllung der Antriebsvorrichtung mit einem Dämpfungsmedium verzichtet werden kann. Die mechanische Bremseinrichtung kann auf ein bewegliches Element der Antriebsvorrichtung einwirken, beispielsweise direkt auf die Schließerwelle oder auf eine auf der Schließerwelle drehfest angeordnete Bremsscheibe oder auf den Kolben.
Bei einer weiteren Ausgestaltung kann das Beeinflussungselement als elektrischer Generator ausgebildet sein. Auch hier kann gegebenenfalls auf die Füllung der Antriebsvorrichtung mit einem Dämpfungsmedium verzichtet werden. Der Generator erzeugt bei der generatorischen Bremsung elektrische Energie, welche einem elektrischen Widerstand zugeleitet wird. Die elektrische Energie kann alternativ oder zusätzlich dem elektrischen Energiespeicher der Steuerungseinrichtung zugeführt werden.
Es kann vorgesehen sein, dass der elektrische Energiespeicher austauschbar ist oder über das Energieversorgungsnetz des Gebäudes geladen wird. Im letzteren Fall kann die Zuführung der elektrischen Energie - falls die Antriebsvorrichtung am Flügel montiert ist - beispielsweise über das kraftübertragende Gestänge erfolgen. Alternativ oder zusätzlich können an der Antriebsvorrichtung, am Flügel oder ortsfest Solarzellen angeordnet sein, welche den elektrischen Energiespeicher mit elektrischer Energie versorgen.
Die Steuerungseinrichtung der Antriebsvorrichtung kann außerdem weitere elektrische Ein- und Ausgänge aufweisen, z.B. für die Anbindung der Antriebsvorrichtung an eine zentrale Leitstelle. Es sind somit eine zentrale Überwachung des Betriebszustands der angeschlossenen Antriebsvorrichtungen sowie gegebenenfalls auch Eingriffe in die Betriebsmodi der Antriebsvorrichtungen möglich.
Im Bewegungsbereich des Flügels kann eine Sicherheitssensoreinrichtung angeordnet sein, deren Ausgangssignal in der Steuerungseinrichtung verarbeitet wird und bei einem im Bewegungsbereich des Flügels befindlichen Hindernis eine starke Dämpfung der Flügelbewegung gegebenenfalls bis hin zum Stillstand bewirkt, womit ein Aufprallen des Flügels gegen das Hindernis vermieden wird. Es kann vorgesehen sein, dass der Sicherheitssensor im Gehäuse der Antriebsvorrichtung integriert angeordnet ist. Hierbei ergibt sich der Vorteil, dass die Auswertung der Signale des Sicherheitssensors in der Steuerungseinrichtung der Antriebsvorrichtung erfolgt und somit auf eine separate Auswerteelektronik verzichtet werden kann.
Die Sicherheitssensoreinrichtung kann insbesondere die Nebenschließkante des Flügels, welche eine Quetsch- und Scherstellen bildet, absichern, d.h. wenn ein Körperteil oder ein Gegenstand bei sich schließendem Flügel in den Bereich der Nebenschließkante gerät, wird die Flügelbewegung angehalten.
Außerdem können Sensoren für die Umgebungsbedingungen, beispielsweise für Temperatur, Regen oder Wind, vorgesehen sein. Die Antriebsvorrichtung kann dann angepasst an die Umgebungsbedingungen betrieben werden; z.B. kann die Schließbewegung bei kalten Außentemperaturen, Regen oder starkem Wind schneller erfolgen als bei wärmeren Außentemperaturen, Trockenheit oder Windstille, um ein Auskühlen des durch den Flügel abgeschlossenen Innenraums, Zugluft oder das Eindringen von Nässe in den Innenraum zu vermeiden.
Bereits erwähnt wurde der Anschluss von Rauchsensoren, um bei aktivierter Feststellfunktion im Brandfall den Flügel zu schließen. Hierbei kann es vorgesehen sein, dass die Messzelle des Rauchsensors im Gehäuse der Antriebsvorrichtung integriert angeordnet ist; es ergibt sich der Vorteil, dass die Auswertung der Signale der Messzelle in der Steuerungseinrichtung der Antriebsvorrichtung erfolgt und somit auf eine separate Auswerteelektronik für die Messzelle des Rauchsensors verzichtet werden kann.
Prinzipiell ist der Anschluss aller geeigneten externen Ansteuerelemente oder Sensoren möglich, welche - an passender Stelle des Flügels oder in dessen Umgebung angeordnet - zur Aufhebung der Feststellung oder zu einer anderen Änderung des Betriebsstatus der Antriebsvorrichtung vorgesehen sind, z.B. Türdrückerkontakte, oder auch Berechtigungsschalter, z.B. Schlüsselschalter, Tastaturen, Codeleser oder Biometriesensoren.
Die Speichereinrichtung kann ferner eine Zeiterfassungseinrichtung aufweisen, mittels derer die Betriebszustände der Antriebsvorrichtung protokollierbar sind. Diese gespeicherten Protokolle können für Diagnosezwecke abrufbar sein.
Eine weitere Ausführung der Antriebsvorrichtung beinhaltet eine motorische Öffnungsunterstützung. Anstelle eines elektrisch ansteuerbaren Ventils ist im Überströmkanal eine hydraulische Pumpe angeordnet. Die Pumpe wird von einem Elektromotor angetrieben, wobei der Elektromotor mit der Steuerungseinrichtung verbunden ist. Soll beim manuellen Öffnen des Flügels der Kraftaufwand in einem ersten Öffnungswinkelteilbereich ausgehend von der Geschlossenlage möglichst gering sein, wird der Elektromotor über die Steuerungseinrichtung, die das manuelle Öffnen des an die Antriebsvorrichtung angeschlossenen Flügels mittels eines Signals des Sensors detektiert hat, derart angesteuert, dass das Hydraulikmedium aus der sich beim Öffnen des Flügels verkleinernden Gehäusekammer in die sich beim Öffnen des Flügels vergrößernde Gehäusekammer gefördert wird. Hierdurch entsteht in letzterer Gehäusekammer ein Überdruck, der den Kolben in Öffnungsrichtung beaufschlagt; für das manuelle Öffnen das Flügels ist somit weniger Kraftaufwand erforderlich. Die Ansteuerung der Pumpe kann abhängig von der Öffnungsgeschwindigkeit sowie von der Öffnungsposition des Flügels erfolgen. Hierzu kann - wie vorangehend schon mehrmals beschrieben - in der Speichereinrichtung der Steuerungseinrichtung ein Bewegungsprofil hinterlegt sein. Basierend auf dem Vergleich der tatsächlichen Flügelbewegung mit dem gespeicherten Bewegungsprofil wird der Elektromotor der Pumpe angesteuert.
Es kann zusätzlich vorgesehen sein, dass die Pumpe als reversible, d.h. in beiden Strömungsrichtungen betreibbare Pumpe ausgebildet ist. Dann ist es möglich, dass der Elektromotor der Pumpe kurz vor Erreichen der Offenlage des Flügels - wiederum gegebenenfalls unter Berücksichtigung der Bewegungsgeschwindigkeit des Flügels - umgesteuert wird, d.h. dass die Förderrichtung der Pumpe umgekehrt wird. Hiermit ist eine Öffnungsdämpfungsfunktion realisierbar.
Zur Realisierung einer Offenhaltefunktion kann zusätzlich vorgesehen sein, dass das Fördervolumen der Pumpe bei vollständiger Offenstellung des Flügels so geregelt wird, dass der Flügel gegen die Kraft des mechanischen Energiespeichers in dieser Position gehalten wird.
Bei der Schließbewegung des Türflügels wirkt die Pumpe in der Art einer Turbine, d.h. das durchströmende Hydraulikmedium versetzt die Pumpe in Drehung. Der Elektromotor wirkt hierbei als generatorische Bremse, wobei die Bremswirkung von der Steuerungseinrichtung basierend auf dem Vergleich der tatsächlichen Flügelbewegung mit dem gespeicherten Bewegungsprofil geregelt wird. Eine "Endschlag"-Funktion ist realisierbar, indem die Bremswirkung kurz vor Erreichen der Geschlossenlage des Flügels zurückgenommen oder aufgehoben wird.
Falls die Schließgeschwindigkeit des Türflügels unter einen vorbestimmten Sollwert absinkt, kann die Pumpe wiederum reversiert werden, so dass sie dann die beim Schließen auftretende Strömung des Hydraulikmediums und somit den mechanischen Energiespeicher im Sinne einer zuverlässigen Schließung des Flügels unterstützt.
Für alle Ausführungsbeispiele gilt: Dadurch, dass die Funktionen der Antriebsvorrichtung lern- oder programmierbar sind und das Beeinflussungselement eine Vielzahl von Funktionen gleichzeitig übernehmen kann, ist die Antriebsvorrichtung äußerst flexibel einsetzbar. Beispielsweise ist die "Endschlag"-Funktion bei Bedarf zuschaltbar, ohne dass am mechanischen Aufbau der Antriebsvorrichtung Änderungen vorgenommen werden müssen. Auf eine Vielzahl von Zusatzkomponenten, wie beispielsweise separate Feststellvorrichtungen, kann verzichtet werden, da das Beeinflussungselement diese Funktion übernimmt. Im Antriebsgehäuse selbst kann auf eine Vielzahl von Hydraulikkanälen verzichtet werden, da beispielsweise die Funktionen herkömmlicher Ventile und Hydraulikkanäle für Öffnungsdämpfung, Schließdämpfung und Endschlag im Beeinflussungselement vereinigt sind.
Bei Anordnung zweier Antriebsvorrichtungen an einer zweiflügeligen Tür mit unterschlagendem Standflügel und überschlagendem Gangflügel ist es möglich, dass die beiden Antriebsvorrichtungen über die elektrischen Ein- und Ausgänge bzw. Schnittstellen im Sinne einer Schließfolgeregelung miteinander kommunizieren, so dass der Gangflügel solange in einer zumindest teilweise oder vollständig geöffneten Position blockiert wird, bis der Standflügel seine Geschlossenlage erreicht hat. Bei Inbetriebnahme wird durch entsprechende Programmierung die eine Antriebsvorrichtung dem Gangflügel und die andere Antriebsvorrichtung dem Standflügel zugeordnet. Die minimale Teiloffenposition des Gangflügels wird in dem vorangehend bereits beschriebenen Bewegungsprofil gespeichert. Es kann vorgesehen sein, dass die Steuerungseinrichtung der einen Antriebsvorrichtung, beispielsweise der Standflügel-Antriebsvorrichtung, eine "Master"-Funktion übernimmt und die Steuerungseinrichtung der anderen Antriebsvorrichtung sich als "Slave"-Steuerungseinrichtung unterordnet. Die Kommunikation der Steuerungseinrichtungen der Antriebsvorrichtungen kann drahtgebunden oder drahtlos erfolgen, wobei letztere Möglichkeit den Verkabelungsaufwand deutlich verringert.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele in der Zeichnung anhand der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1: eine Antriebsvorrichtung mit hydraulischer Dämpfung in Schnittdarstellung;
Figur 2: eine Antriebsvorrichtung mit mechanischer Bremse (Dämpfung) in Schnittdarstellung;
Figur 3: eine Antriebsvorrichtung mit generatorischer Bremse (Dämpfung) in Schnittdarstellung;
Figur 4: die Öffnungswinkelteilbereiche eines an die Antriebsvorrichtung angeschlossenen Flügels in Draufsicht;
Figur 5: eine Antriebsvorrichtung mit zusätzlicher Gehäusekammerdruckerfassung in Schnittdarstellung;
Figur 6: eine Antriebsvorrichtung mit motorischer Schließkraftverstellung in Schnittdarstellung;
Figur 7: eine Antriebsvorrichtung mit elektrohydraulischer Pumpe in Schnittdarstellung.

Figur 1 zeigt eine als Türschließer ausgebildete Antriebsvorrichtung 1. Die Antriebsvorrichtung 1 weist ein Gehäuse 2 auf; dieses ist an einem drehbar gelagerten Flügel oder an einem ortsfesten Türrahmen angeordnet. Alternativ ist auch eine im Rahmen integrierte Montage des Gehäuses 2 denkbar. Der im Gehäuse 2 linear verschiebbare Kolben 3 ist als Hohlkolben ausgebildet und in seinem Inneren mit einer Verzahnung 4 versehen, welche mit einem Ritzel 6 eines im Gehäuse 2 drehbar gelagerten, als Schließerwelle ausgebildeten Abtriebsglieds 5 zusammenwirkt. Auf einem Ende des Abtriebsglieds 5 ist ein nicht dargestelltes kraftübertragendes Gestänge drehfest angeordnet; dieses kann als Gleitarm oder als Scherenarm ausgebildet sein und verbindet die Antriebsvorrichtung 1 - je nach Montageart - mit dem ortsfesten Türrahmen bzw. mit dem Flügel. Der Kolben 3 unterteilt den Innenraum des Gehäuses 2 in zwei Gehäusekammern 9, 11. In der rechten Gehäusekammer 11 sind zueinander koaxial zwei als Schließerfedern ausgebildete mechanische Energiespeicher 7, 8 angeordnet, welche sich mit ihrem in der Zeichnung rechten Ende auf einer Wandung des Gehäuses 2 und mit ihrem linken Ende auf der rechten Stirnfläche des Kolbens 3 abstützen. Die mechanischen Energiespeicher 7, 8 beaufschlagen den Kolben 3 somit nach links; eine Bewegung des Kolbens 3 nach rechts führt zu einer Kompression der mechanischen Energiespeicher 7, 8. Dies entspricht einer Drehung des Abtriebsglieds 5 im Uhrzeigersinn, welche bei einem manuellen Öffnen des angeschlossenen Flügels auftritt. Die durch die Kompression der mechanischen Energiespeicher 7, 8 gespeicherte Energie steht für das automatische Schließen des Flügels nach dessen Loslassen zur Verfügung. Der Kolben 3 wird dann unter Entspannung der mechanischen Energiespeicher 7, 8 nach links gedrängt bei Drehung des Abtriebsglieds 5 entgegen dem Uhrzeigersinn.
Um eine gedämpfte Schließbewegung des Flügels zu ermöglichen, ist der Innenraum des Gehäuses 2 mit einem Dämpfungsmedium, z.B. mit Hydrauliköl gefüllt. Da sich der Kolben 3 bei der Schließbewegung nach links bewegt, verdrängt er Dämpfungsmedium aus der linken Gehäusekammer 9 durch den in einer Längswandung des Gehäuses 2 angeordneten Überströmkanal 12 in die rechte Gehäusekammer 11.
Im Überströmkanal 12 befindet sich ein elektrisch ansteuerbares Ventil 20 (schematisch dargestellt). Dieses ist z.B. als Magnetventil ausgebildet; der Ventilkörper kann alternativ aber auch mit einem rotierenden Elektromotor oder mit Piezoaktoren oder ähnlichem angesteuert werden. Eine elektrische Ansteuerung des Ventils 20 bewirkt - unabhängig von dessen konkreter Ausführung - eine Änderung seines Durchflussquerschnitts. Die durch die elektrische Ansteuerung des Ventils 20 möglichen Betriebsarten der Antriebsvorrichtung 1 werden an anderer Stelle noch detailliert beschrieben.
Drehfest an dem Abtriebsglied 5 ist ein Sensor 22 angeordnet. Dieser Sensor 22, der als vielpoliger Inkrementalgeber ausgebildet sein kann, wandelt die Drehbewegung des Abtriebsglieds 5 in elektrische Signale um. Die Signale des Sensors 22 werden über eine elektrische Leitung 23 einer im Gehäuse 2 angeordneten elektronischen Steuerungseinrichtung 24 zugeführt; diese erhält die zu ihrem Betrieb benötigte elektrische Energie über eine elektrische Leitung 26 aus einem ebenfalls im Gehäuse 2 angeordneten elektrischen Energiespeicher 25, der als Akku ausgebildet sein kann. Über eine weitere im Gehäuse 2 verlaufende elektrische Leitung 21 ist ein Ausgang der Steuerungseinrichtung 24 mit dem Aktor des Ventils 20 verbunden.
Die Figuren 2 und 3 zeigen abweichende Ausführungsbeispiele einer Antriebsvorrichtung 1. Der grundsätzliche Aufbau der Antriebsvorrichtung 1 mit Gehäuse 2, Kolben 3 mit Verzahnung 4, Abtriebsglied 5 mit Ritzel 6 und mechanischen Energiespeichern 7, 8 entspricht dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel. Die dort beschriebenen Montagearten sowie die dort beschriebenen Bewegungsabläufe von Abtriebsglied 5 und Kolben 3 gelten ebenso für die Ausführungsbeispiele gemäß Figuren 2 und 3. Auch die Anordnung des Sensors 22 einer Welle sowie die Zuführung der Signale des Sensors 22 über eine elektrische Leitung 23 zu einer im Gehäuse 2 angeordneten, über einen Energiespeicher 25 versorgten elektronischen Steuerungseinrichtung 24 entsprechen dem vorangehenden Ausführungsbeispiel.
Anstelle des im Hydraulikkreislauf angeordneten Ventils weist die Antriebsvorrichtung 1 gemäß Figur 2 eine mechanische Bremseinrichtung 27 auf. Auf eine Füllung des Gehäuses 2 mit einem Dämpfungsmedium kann also bei diesem Ausführungsbeispiel gegebenenfalls sogar verzichtet werden, es sei denn, das Medium ist zur Schmierung der beweglichen Teile erforderlich. Die elektrisch ansteuerbare Bremseinrichtung 27 ist über eine elektrische Leitung 28 mit einem Ausgang der Steuerungseinrichtung 24 verbunden und wirkt direkt auf das Abtriebsglied 5 oder auf ein mit dieser drehfest verbundenes Bremselement, z.B. auf eine Bremsscheibe.
Die in Figur 3 dargestellte Antriebsvorrichtung 1 weist eine einen Generator 29 enthaltende Beeinflussungseinrichtung auf. Der Generator 29 ist mittels eines übersetzenden Getriebes 31 mit dem Abtriebsglied 5 verbunden, so dass eine langsame Drehung des Abtriebsglieds 5 eine schnelle Drehung des Generators 29 bewirkt. Der Generator 29 ist außerdem über eine elektrische Leitung 30 mit der Steuerungseinrichtung 24 verbunden. Der die Drehbewegung des Abtriebsglieds 5 erfassende Sensor 22 ist bei diesem Ausführungsbeispiel an der schnelldrehenden Welle des Generators 29 angeordnet. Die Bremswirkung des Generators 29 wird dadurch erzielt, dass die Steuerungseinrichtung 24 dem Generator 29 einen in der Steuerungseinrichtung enthaltenen variablen elektrischen Widerstand zuschaltet. Alternativ oder zusätzlich kann die bei der generatorischen Bremsung erzeugte elektrische Energie dem elektrischen Energiespeicher 25 zugeleitet werden.
Figur 4 zeigt einen über ein Drehgelenk 33 an einer Türzarge 34 drehbar gelagerten Flügel 32. Der Gesamtöffnungswinkel A des Flügels 32, welcher mit einer hier nicht dargestellten Antriebsvorrichtung gemäß der vorangehenden Ausführungsbeispiele ausgestattet ist, ist begrenzt einerseits durch die Geschlossenlage des Flügels 32 und andererseits durch eine Wand 35. Nachfolgend wird ein Beispiel für einen vollständigen Öffnungs- und Schließzyklus der Antriebsvorrichtung beschrieben:
Bei seiner vollständigen Öffnungsbewegung durchläuft der Flügel 32 die Öffnungswinkelteilbereiche B, C, D, E und F im Gegenuhrzeigersinn. In den ersten Öffnungswinkelteilbereichen B bis E wird der Flügel 32 lediglich gegen die Kraft des mechanischen Energiespeichers ohne wirksame Dämpfung bewegt, und bei Erreichen des letzten Öffnungswinkelteilbereichs F wird die Beeinflussungseinrichtung wirksam geschaltet, um ein Aufprallen des Flügels 32 gegen die Wand 35 bzw. gegen den Anschlagpuffer zu verhindern. Es kann im gesamten Öffnungswinkelteilbereich F eine konstante Dämpfung vorgesehen sein, oder die Dämpfung kann beim Durchlaufen des Öffnungswinkelteilbereichs F kontinuierlich zunehmen. Insbesondere kann die tatsächliche Öffnungsgeschwindigkeit durch Vergleich mit einer gespeicherten Soll-Öffnungsgeschwindigkeit durch kontinuierliche Regelung der Dämpfung auf diesen Sollwert heruntergebremst werden.
Bei der Schließbewegung durchläuft der Flügel 32 die Öffnungswinkelteilbereiche F, E, D, C und B im Uhrzeigersinn. In den ersten drei Öffnungswinkelteilbereichen F bis D ist die Dämpfung der Schließbewegung relativ gering, so dass eine rasche Schließbewegung des Flügels 32 in diesen ersten Öffnungswinkelteilbereichen F bis D erreicht wird. Erreicht der Flügel 32 den vorletzten Öffnungswinkelteilbereich C, so setzt eine höhere Dämpfung ein, um den Flügel 32 von der hohen Schließgeschwindigkeit auf eine niedrigere Schließgeschwindigkeit abzubremsen. Die Dämpfung kann wiederum im gesamten Öffnungswinkelteilbereich C konstant sein oder kontinuierlich zunehmen - mit oder ohne Regelung durch Soll-Ist-Vergleich der Schließgeschwindigkeit. Erreicht der Flügel 32 den letzten Öffnungswinkelteilbereich B, so wird die Dämpfung wieder zurückgenommen, um den Widerstand der Schlossfalle zu überwinden und somit den sogenannten Endschlag zu realisieren. Auch hier ist sowohl eine konstante als auch eine kontinuierlich abnehmende Dämpfung - mit oder ohne Regelung durch Soll-Ist-Vergleich der Schließgeschwindigkeit - denkbar.
Weist die Tür keine Schlossfalle auf, so kann die Schließbewegung abweichend verlaufen: Hier ist in den ersten vier Öffnungswinkelteilbereichen F bis C die Dämpfung der Schließbewegung relativ gering, so dass eine rasche Schließbewegung des Flügels 32 in diesen ersten Öffnungswinkelteilbereichen F bis C erreicht wird. Erreicht der Flügel 32 den letzten Öffnungswinkelteilbereich B, so setzt eine höhere Dämpfung ein, um den Flügel 32 von der hohen Schließgeschwindigkeit auf eine niedrigere Schließgeschwindigkeit abzubremsen. Die Dämpfung kann wiederum im gesamten Öffnungswinkelteilbereich B konstant sein oder kontinuierlich zunehmen - mit oder ohne Regelung durch Soll-Ist-Vergleich der Schließgeschwindigkeit. Abweichend von dem Ausführungsbeispiel mit Schlossfalle setzt hier die Abbremsung von der hohen Schließgeschwindigkeit auf eine niedrigere Schließgeschwindigkeit später ein, so dass der Flügel 32 also einen weiteren Öffnungswinkelbereich mit hoher Schließgeschwindigkeit durchlaufen kann und somit eine schnellstmögliche Schließung des Flügels 32 realisiert wird.
Der Endschlag kann, abhängig von der Art der Tür, an der die Antriebsvorrichtung verwendet wird, zu- oder abgeschaltet werden.
Ein weiteres besonderes Betriebsverhalten der Antriebsvorrichtung kann beispielsweise dann erforderlich sein, wenn der in Öffnungsrichtung letzte Öffnungswinkelteilbereich F durch einen abgestellten Gegenstand blockiert ist. Die Beeinflussungseinrichtung muss nunmehr bereits im vorletzten Öffnungswinkelteilbereich E wirksam werden, um ein Aufprallen des Flügels 32 auf den Gegenstand zu verhindern.
Abweichend von den in Figur 4 gezeigten fünf festen Öffnungswinkelteilbereichen können alternativ weniger oder auch mehr feste Öffnungswinkelteilbereiche vorgesehen sein. Wenn der Gesamtöffnungswinkel A in sehr viele Öffnungswinkelteilbereiche eingeteilt ist, ergibt sich sowohl für die Öffnungs- als auch für die Schließbewegung ein annähernd kontinuierliches Bewegungsgeschwindigkeitsprofil. Dieses annähernd kontinuierliche Bewegungsgeschwindigkeitsprofil ermöglicht durch die Vielzahl der Soll-Ist-Vergleiche eine äußerst feinfühlige Regelung der Bewegungsgeschwindigkeit, wobei bei eventuellen Abweichungen vom Sollwert umgehend eine Anpassung der Dämpfung erfolgt.
In der Speichereinrichtung der Steuerungseinrichtung sind die notwendigen Betriebsparameter wie der Gesamtöffnungswinkel, die Öffnungswinkelteilbereiche - gegebenenfalls jeweils mit den den einzelnen Öffnungswinkelteilbereichen zugeordneten Soll-Bewegungsgeschwindigkeiten - sowie gegebenenfalls ein kontinuierliches Bewegungsgeschwindigkeitsprofil hinterlegt. Die Bewegung des Flügels bewirkt ein der Bewegung entsprechendes Ausgangssignal der Steuerung, welches die Stellung des Flügels sowie dessen Bewegungsrichtung und - geschwindigkeit beinhaltet. Das auf einen Eingang der Steuerungseinrichtung geschaltete Sensorsignal (Istwert) wird in der Rechnereinrichtung der Steuerungseinrichtung mit den gespeicherten Betriebsparametern (Sollwert) verglichen. Die Beeinflussungseinrichtung wird so angesteuert, dass eventuelle Abweichungen zwischen Ist- und Sollwert ausgeglichen werden.
Die in Figur 5 gezeigte Antriebsvorrichtung 1 weist gegenüber der Antriebsvorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 zusätzliche Drucksensoren 40, 42 auf. Ein Drucksensor 40 ist in der Gehäusekammer 9, in welcher beim Schließen des Flügels durch die Verschiebung des Kolbens 3 ein Überdruck entsteht, angeordnet. Der andere Drucksensor 42 erfasst den Druck in der Gehäusekammer 11, in der die mechanischen Energiespeicher 7, 8 angeordnet sind; hier entsteht beim Öffnen des Flügels bei aktiver Öffnungsdämpfung ein Überdruck. Die Drucksensoren 40, 42 sind mittels elektrischer Leitungen 41, 43 mit der Steuerungseinrichtung 24 verbunden.
Neben der bereits vorangehend beschriebenen Erfassung der Bewegung des Abtriebsglieds 5 mittels des Sensors 22 werden bei dieser Ausführung also die Drücke in den Gehäusekammern 9, 11 erfasst. Dies kann angewendet werden für eine Absicherung der Antriebsmechanik gegenüber unzulässig hohen Drücken, wie es beispielsweise beim schnellen manuellen Überdrücken der sich schließenden Tür oder beim zu schnellen Öffnen bei wirksamer Öffnungsdämpfung erfolgen kann. In diesem Fall kann die Schließdämpfung dann vorübergehend zurückgenommen werden, so dass der Druck in den Gehäusekammern 9, 11 einen vorbestimmten Grenzwert nicht überschreitet. Eine weitere Anwendung der Drucksensoren 40, 42 besteht darin, dass bei aktivierter Feststellfunktion der Antriebsvorrichtung 1 ein manuelles Drücken des Flügels in Schließrichtung die Feststellung aufhebt, indem das durch die manuelle Flügelbetätigung verursachte Überschreiten eines einstellbaren Druckgrenzwerts in der Gehäusekammer 9 als auslösendes Signal für das Aufheben der Feststellfunktion gewertet wird. Insbesondere in Verbindung mit der Erfassung der Abtriebsgliedbewegung werden äußerst sensible und schnelle Reaktionen der Antriebsvorrichtung 1 auf Abweichungen seiner Betriebsstati gegenüber dem gespeicherten Bewegungsprofil ermöglicht.
Figur 6 zeigt eine Antriebsvorrichtung 1 mit motorischer Schließkraftverstellung. Die Antriebsvorrichtung 1 ist prinzipiell aufgebaut ist wie die in Figur 1 dargestellte Antriebsvorrichtung; hiervon abweichend ist das dem Kolben 3 abgewandte Ende der mechanischen Energiespeicher 7, 8 aber nicht am Gehäuse 2, sondern an einem im Gehäuse 2 parallel zu dessen Längsachse linear verschiebbaren Federteller 38 abgestützt. Der Federteller 38 weist eine Gewindebohrung auf, in welche eine mit der Abtriebswelle eines Elektromotors 36 drehfest verbundene Gewindespindel 37 eingreift. Bei Bestromung des Elektromotors 36 über die elektrische Leitung 39, über die der Elektromotor 36 mit der Steuerungseinrichtung 24 verbunden ist, dreht sich die Gewindespindel 37 und bewirkt eine Verschiebung des Federtellers 38 im Gehäuse 2. Nicht dargestellt ist eine Einrichtung zur Erfassung der Position des Federtellers; diese kann beispielsweise als Drehgeber auf der Abtriebswelle des Elektromotors 36 oder als linearer, die Position des Federtellers direkt erfassender Weggeber ausgebildet sein. Die erfasste Position des Federtellers wird der Steuerungseinrichtung ausgewertet. Bei Bewegung des Federtellers 38 zum Kolben 3 hin werden die mechanischen Energiespeicher 7, 8 komprimiert, wodurch sich deren den Kolben 3 beaufschlagende Kraft erhöht. Eine vom Kolben 3 weg gerichtete Bewegung des Federtellers 38 entspannt die mechanischen Energiespeicher 7, 8 und verringert deren auf den Kolben 3 wirkende Kraft.
Soll beim manuellen Öffnen des Flügels der Kraftaufwand in einem ersten Öffnungswinkelteilbereich ausgehend von der Geschlossenlage möglichst gering sein, befindet sich der Federteller 38 in der vom Kolben 3 entferntesten Position, und die mechanischen Energiespeicher 7, 8 sind somit relativ entspannt, so dass der manuelle Kraftaufwand zum Öffnen des Flügels relativ gering ist. Im weiteren Verlauf des Öffnens ist es tolerierbar oder sogar gewünscht, dass die Kraft der mechanischen Energiespeicher 7, 8 ansteigt, gegebenenfalls sogar im Sinne einer Öffnungsdämpfung kurz vor Erreichen der vollständigen Offenlage stark ansteigt. Beim Öffnen des Flügels werden die mechanischen Energiespeicher 7, 8 dann - neben der zwangsweisen Komprimierung durch die Bewegung des Kolbens 3 - bei Bedarf durch den Federteller 38 zusätzlich komprimiert. Diese zusätzliche Komprimierung kann aber auch erst stattfinden, wenn der Flügel schon vollständig geöffnet ist, damit für den nachfolgenden Schließvorgang genug Federkraft zur Verfügung steht, oder es kann vorgesehen sein, dass die zusätzliche Komprimierung erst beim durch die mechanischen Energiespeicher 7, 8 bewirkten Schließen des Flügels erfolgt, insbesondere dann, wenn die Schließgeschwindigkeit den im Bewegungsprofil gespeicherten Sollwert unterschreitet. Wesentlich ist also auch bei dieser Ausführung, dass die Antriebsvorrichtung - basierend auf dem Vergleich der tatsächlichen Bewegung mit dem gespeicherten Bewegungsprofil - flexibel und schnell auf Abweichungen hiervon reagiert, um ein sicheres Schließen des Flügels zu gewährleisten.
Figur 7 zeigt eine Antriebsvorrichtung 1 mit motorischer Öffnungsunterstützung. Die Antriebsvorrichtung 1 ist prinzipiell aufgebaut ist wie die in Figur 1 dargestellte Antriebsvorrichtung; hiervon abweichend ist anstelle des elektrisch ansteuerbaren Ventils im Überströmkanal 12 eine hydraulische Pumpe 44 angeordnet. Die Pumpe 44 wird über eine Kupplung 46 von einem Elektromotor 45 angetrieben, wobei der Elektromotor 45 über eine elektrische Leitung 47 mit der Steuerungseinrichtung 24 verbunden ist.
Soll beim manuellen Öffnen des Flügels der Kraftaufwand in einem ersten Öffnungswinkelteilbereich ausgehend von der Geschlossenlage möglichst gering sein, wird der Elektromotor 45 über die Steuerungseinrichtung 24, nachdem sie das manuelle Öffnen des an die Antriebsvorrichtung angeschlossenen Flügels mittels eines Signals des Sensors 22 detektiert hat, derart angesteuert, dass das Hydraulikmedium aus der in der Zeichnung mittleren Gehäusekammer 11 in die sich beim Öffnen des Flügels vergrößernde, in der Zeichnung linke Gehäusekammer 9 gefördert wird. Hierdurch entsteht in der linken Gehäusekammer ein Überdruck, der den Kolben 3 in Öffnungsrichtung beaufschlagt; für das manuelle Öffnen das Flügels ist somit weniger Kraftaufwand erforderlich. Die Ansteuerung der Pumpe 44 kann abhängig von der Öffnungsgeschwindigkeit sowie von der Öffnungsposition des Flügels erfolgen. Hierzu kann in der Speichereinrichtung der Steuerungseinrichtung 24 ein Bewegungsprofil hinterlegt sein. Basierend auf dem Vergleich der tatsächlichen Flügelbewegung mit dem gespeicherten Bewegungsprofil wird der Elektromotor 45 der Pumpe 44 angesteuert.
Es kann zusätzlich vorgesehen sein, dass die Pumpe 44 als reversible, d.h. in beiden Strömungsrichtungen betreibbare Pumpe 44 ausgebildet ist. Dann ist es möglich, dass der Elektromotor 45 der Pumpe 44 kurz vor Erreichen der Offenlage des Flügels - wiederum gegebenenfalls unter Berücksichtigung der Bewegungsgeschwindigkeit des Flügels - umgesteuert wird, d.h. dass die Förderrichtung der Pumpe 44 umgekehrt wird. Hiermit ist eine Öffnungsdämpfungsfunktion realisierbar.
Indem das Fördervolumen der Pumpe 44 bei vollständiger Offenstellung des Flügels so geregelt wird, dass der Flügel gegen die Kraft der mechanischen Energiespeichers 7, 8 in dieser Position gehalten wird, ist eine Offenhaltefunktion realisierbar. Alternativ kann im Überströmkanal 12 ein hier nicht dargestelltes Ventil zum Realisieren eine Offenhaltefunktion durch Absperren des Überströmkanals 12 angeordnet sein.
Bei der Schließbewegung des Türflügels wirkt die Pumpe 44 in der Art einer Turbine, d.h. das durchströmende Hydraulikmedium versetzt die Pumpe 44 in Drehung. Der Elektromotor 45 wirkt hierbei als generatorische Bremse, wobei die Bremswirkung von der Steuerungseinrichtung 24 basierend auf dem Vergleich der tatsächlichen Flügelbewegung mit dem gespeicherten Bewegungsprofil geregelt wird. Eine "Endschlag"-Funktion ist realisierbar, indem die Bremswirkung kurz vor Erreichen der Geschlossenlage des Flügels zurückgenommen oder aufgehoben wird.
Falls die Schließgeschwindigkeit des Türflügels unter einen vorbestimmten Sollwert absinkt, kann die Pumpe 44 wiederum umgesteuert werden, so dass sie dann die beim Schließen auftretende Strömung des Hydraulikmediums und somit den mechanischen Energiespeicher im Sinne einer zuverlässigen Schließung des Flügels unterstützt.

Liste der Referenzzeichen

1: Antriebsvorrichtung
2: Gehäuse
3: Kolben
4: Verzahnung
5: Abtriebsglied
6: Ritzel
7: Energiespeicher
8: Energiespeicher
9: Gehäusekammer
10: Innenraum
11: Gehäusekammer
12: Überströmkanal
20: Ventil
21: elektrische Leitung
22: Sensor
23: elektrische Leitung
24: Steuerungseinrichtung
25: Energiespeicher
26: elektrische Leitung
27: Bremseinrichtung
28: elektrische Leitung
29: Generator
30: elektrische Leitung
31: Getriebe
32: Flügel
33: Gelenk
34: Türzarge
35: Wand
36: Elektromotor
37: Gewindespindel
38: Federteller
39: elektrische Leitung
40: Drucksensor
41: elektrische Leitung
42: Drucksensor
43: elektrische Leitung
44: Pumpe
45: Elektromotor
46: Kupplung
47: elektrische Leitung
A: Gesamtöffnungswinkel
B: Öffnungswinkelteilbereich
C: Öffnungswinkelteilbereich
D: Öffnungswinkelteilbereich
E: Öffnungswinkelteilbereich
F: Öffnungswinkelteilbereich

Claims

Antriebsvorrichtung (1) für einen beweglichen Flügel (32), insbesondere für eine Tür oder ein Fenster,
mit mindestens einem Energiespeicher (7, 8) in Form einer Schließerfeder, durch dessen Energieabgabe der Flügel (32) bewegt wird,
wobei der Energiespeicher (7, 8) durch eine Beeinflussungseinrichtung in seiner Energieabgabe beeinflussbar ist, und
wobei die Beeinflussungseinrichtung ein elektrisch ansteuerbares Beeinflussungselement (20, 27, 29) aufweist, und
wobei die Bewegung des Flügels (32) direkt oder indirekt durch einen Sensor (22) erfasst wird, dessen Ausgangssignal einem Eingang einer Steuerungseinrichtung (24) zugeleitet wird, welche das Beeinflussungselement (20, 27, 29) steuert, und
wobei die Steuerungseinrichtung (24) so ausgebildet ist, dass das Beeinflussungselement (20, 27, 29) abhängig von der Bewegung des Flügels (32) in seinem Einfluss auf die Energieabgabe des Energiespeichers veränderbar ist, und
wobei die Antriebsvorrichtung (1) eine Schließdämpfung aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass jedem Öffnungswinkel des Flügels (32) ein einstellbarer und änderbarer Wert der Schließdämpfung zuordenbar ist,
wobei die Antriebsvorrichtung (1) eine fremdkraftbetätigte Einrichtung zur Verstellung der Federvorspannung des mindestens einem Energiespeichers (7,8) aufweist, und
wobei die Antriebsvorrichtung (1) über eine Schnittstelle an eine externe Einrichtung zur Datenanzeige und/oder Dateneingabe anschließbar ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (24) eine Rechnereinrichtung und eine Speichereinrichtung sowie einen elektrischen Energiespeicher (25) aufweist, wobei die Speichereinrichtung so ausgebildet ist, dass in ihr die Betriebsparameter der Antriebsvorrichtung (1) speicherbar sind, und wobei die Rechnereinrichtung so ausgebildet ist, dass in ihr Vergleiche der gespeicherten Betriebsparameter der Antriebsvorrichtung (1) mit den gemessenen Signalen des Sensors (22) durchführbar sind.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (24) so ausgebildet ist, dass beim Auftreten von Abweichungen der tatsächlichen Betriebsstati der Antriebsvorrichtung (1) von den gespeicherten Betriebsparametern eine automatische Reaktion im Sinne einer Regelung erfolgt, insbesondere durch entsprechendes Ansteuern der Beeinflussungseinrichtung.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (1) eine Endschlagfunktion aufweist, wobei die Schließdämpfung kurz vor Erreichen der Geschlossenlage des Flügels (32) verringert oder aufgehoben wird und wobei der Öffnungswinkel des Flügels (32), bei der die Endschlagfunktion einsetzt, einstellbar und änderbar ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (1) eine einstellbare Öffnungsdämpfung aufweist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (1) eine Feststellfunktion aufweist, wobei der Feststellwinkel des Flügels (32) einstellbar und änderbar ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (22) als Drehgeber ausgebildet ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (22) als linearer Weggeber ausgebildet ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor als Drucksensor (40, 42) ausgebildet ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor als Sensor für die Strömungsgeschwindigkeit des Hydraulikmediums ausgebildet ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Beeinflussungselement als elektrisch ansteuerbares Ventil (20) ausgebildet ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Beeinflussungselement als mechanische Bremseinrichtung (27) ausgebildet ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Beeinflussungselement als elektrischer Generator (29) ausgebildet ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (24) elektrische Ein- und Ausgänge zum Anschluss externer elektrischer Elemente aufweist.