EP2738332A1

EP2738332A1 - Türbetätiger

Info

Publication number: EP2738332A1
Application number: EP13005346.5A
Authority: EP
Inventors: Alexander Hellwig
Original assignee: Dorma Deutschland GmbH
Current assignee: Dormakaba Deutschland GmbH
Priority date: 2012-11-28
Filing date: 2013-11-13
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2033-11-13
Also published as: EP2738332B1; DK2738332T3; DE102012111536A1; CN103850566A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Türbetätiger (1) umfassend ein Gehäuse (2), eine im Gehäuse (2) drehbeweglich gelagerte Abtriebswelle (3), die sich entlang einer Rotationsachse (11) erstreckt, eine drehfest auf der Abtriebswelle (3) angeordnete Nockenscheibe (4), und einen im Gehäuse (2) entlang einer Mittelachse (12) linear geführten ersten Kolben (5), wobei der erste Kolben (5) und die Nockenscheibe (4) zur wechselseitigen Umsetzung zwischen einer Rotationsbewegung der Abtriebswelle (3) und einer Linearbewegung des ersten Kolbens (5) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachse (11) versetzt zur Mittelachse (12) ausgerichtet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Türbetätiger zum Betätigen eines Türflügels.
Der Stand der Technik kennt unterschiedliche Bauarten von Türbetätigern, insbesondere Türschließer, Servotürschließer oder Türantriebe. Der Türbetätiger wird entweder am Türflügel oder an der Wand bzw. der Zarge befestigt. Bei einer Befestigung des Türbetätigers am Türflügel wird die Abtriebswelle des Türbetätigers über ein Gestänge mit der Wand oder Zarge verbunden. Bei einer Befestigung des Türbetätigers an Wand oder Zarge wird die Abtriebswelle über das Gestänge mit dem Türflügel verbunden. In vorbekannten Türbetätigern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 wird eine Nockenscheibe auf der Abtriebswelle zur Umsetzung zwischen einer Rotationsbewegung der Abtriebswelle und einer Linearbewegung des im Gehäuse geführten Kolbens genutzt. Dabei schneidet eine Rotationsachse der Abtriebswelle die Mittelachse der linearbeweglichen Kolben. Bisher ging man davon aus, dass diese symmetrische Anordnung zu einer vorteilhaften symmetrischen Bearbeitung und zu einem entsprechend optimalen Kraftangriff zwischen den Komponenten führt.
Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung einen Türbetätiger anzugeben, der bei kostengünstiger Herstellung und Montage betriebssicher funktioniert.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Gegenstand.
Somit wird die Aufgabe gelöst durch einen Türbetätiger umfassend ein Gehäuse und eine im Gehäuse drehbeweglich gelagerte Abtriebswelle. Auf der Abtriebswelle ist eine Nockenscheibe drehfest angeordnet. Des Weiteren befindet sich in dem Gehäuse ein erster linear geführter Kolben. Der Kolben wirkt mit der Nockenscheibe zusammen, so dass eine wechselseitige Umsetzung zwischen einer Rotationsbewegung der Abtriebswelle und einer Linearbewegung des ersten Kolbens erfolgt. Die Abtriebswelle dreht sich definitionsgemäß um eine Rotationsachse. Die Achse, die durch die Mitte des ersten Kolbens verläuft und entlang derer sich der Kolben linear bewegt wird als Mittelachse bezeichnet. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Rotationsachse die Mittelachse nicht schneidet. Die Rotationsachse ist somit versetzt zur Mittelachse ausgerichtet. Dieser Versatz zwischen Rotationsachse und Mittelachse ermöglicht verschiedenste neue Ausgestaltungen, sowohl bzgl. der Geometrie der Nockenscheibe als auch bzgl. der Konstruktion von linear geführten Kolben. Zum Beispiel ermöglicht der Versatz einen entsprechend großen Flugradius der Nockenscheibe. Hierbei bietet es sich an, eine asymmetrische Nockenkontur zu wählen. Diese asymmetrische Kontur bietet erweiterte Möglichkeiten zur Ausbildung der Charakteristik des Türbetätigers.
Die Rotationsachse steht bevorzugt senkrecht zur Mittelachse, schneidet jedoch die Mittelachse nicht. des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass zwischen der Rotationsachse und der Mittelachse zumindest ein Abstand von 2mm, vorzugsweise von zumindest 4mm, gegeben ist.
Die Abtriebswelle ist bevorzugt mit zwei Lagern im Gehäuse gelagert. Die Rotationsachse verläuft definitionsgemäß durch die Mittelpunkte der beiden Lager. Zur Aufnahme der Lager im Gehäuse sind bevorzugt Lagerschalen vorgesehen. Die Lagerschalen sind in der Regel scheibenförmig ausgestaltet. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass zumindest eines der beiden Lager exzentrisch in die Lagerschale eingesetzt ist. Dies hat zum Vorteil, dass die entsprechende Bohrung im Gehäuse mittig gesetzt werden kann. Die Achse der Bohrung schneidet somit die Mittelachse. In der Lagerschale befindet sich eine exzentrische Ausnehmung, in die das entsprechende Lager eingesetzt ist.
Im ersten Kolben ist bevorzugt eine erste Druckrolle angeordnet. Diese Druckrolle rollt an der Nockenscheibe ab.
Besonders bevorzugt umfasst der Türbetätiger einen zweiten Kolben. Der zweite Kolben weist eine zweite Druckrolle auf. Die zweite Druckrolle rollt ebenfalls an der Nockenscheibe ab. Die Nockenscheibe befindet sich zwischen den beiden Druckrollen. Der zweite Kolben ist gegenüber dem Gehäuse entlang der selben Mittelachse linear beweglich.
Die beiden Druckrollen sind jeweils um eine Druckrollenrotationsachse drehbar gelagert. Diese Druckrollenrotationsachsen stehen senkrecht zur Mittelachse und insbesondere parallel zur Rotationsachse der Abtriebswelle.
Für die Position der Druckrollenrotationsachsen gibt es bevorzugt mehrere Varianten:

In einer ersten Variante schneiden die beiden Druckrollenrotationsachsen die Mittelachse. Aufgrund des erfindungsgemäßen Versatzes zwischen Rotationsachse und Mittelachse bedarf es trotz dieser symmetrischen Anordnung der Druckrollen keiner weiteren Komponenten zur Verdrehsicherung der Kolben. Dementsprechend entfallen weitere Bearbeitungsschritte an den Kolben und deren Montage vereinfacht sich. Durch die mittige bzw. symmetrische Anordnung der Druckrollen in den Kolben kann das Gehäuse möglichst schmal aufgebaut werden. Darüber hinaus können identische Komponenten sowohl für DIN L und DIN R Türbetätiger verwendet werden. Ferner ergeben sich aus der symmetrischen Anordnung der Druckrollen bessere Querschnitte der Kolben, wodurch der Einsatz von Führungs- bzw. Dichtungsringen bei bestimmten, kleinen Baugrößen erst möglich wird.
In der zweiten Variante ist es vorgesehen, zusätzlich zu dem Versatz zwischen der Rotationsachse und der Mittelachse auch eine oder beide Druckrollenrotationsachsen gegenüber der Mittelachse zu versetzen. Dadurch sind unterschiedlichste Ausgestaltungen in der Charakteristik des Türbetätigers möglich.

Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die beiden Kolben mittels zumindest einem Steg miteinander verbunden sind. Dieser zumindest eine Steg ist an der Abtriebswelle vorbeigeführt. Der Versatz zwischen Rotationsachse und Mittelachse ist insbesondere bei dieser festen Verbindung der beiden Kolben von Vorteil. Hier können maximale Querschnitte der Stege realisiert werden. Darüber hinaus kann ein Fenster für den maximalen Flugradius der Nockenscheibe auf einer Hälfte des Kolbens eingespart werden.
Durch den Versatz zwischen Rotationsachse und Mittelachse benötigt die Nockenscheibe im besten Fall nur eine Freimachung, insbesondere eine Aussparung, für den maximalen Flugradius auf einer Hälfte des Innenraums im Gehäuse, wodurch die restliche Wandung des Gehäuses zum Tragen und Übertragen der Kolbenkräfte genutzt werden kann. Des Weiteren bietet der Versatz zwischen Rotationsachse und Mittelachse einen guten Spielraum zur Ausbildung von Hydraulikkanälen im Gehäuse. Diese Hydraulikkanäle sind in dem Gehäuse integriert. Insbesondere ist es durch die erfindungsgemäße Anordnung der Abtriebswelle möglich, einen in das Gehäuse integrierten Hydraulikkanal an der Abtriebswelle vorbeizuführen. Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1: einen erfindungsgemäßen Türbetätiger gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2: eine Detailansicht des erfindungsgemäßen Türbetätigers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 3: eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Türbetätigers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 4: eine weitere Detailansicht des erfindungsgemäßen Türbetätigers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 5: ein Detail des erfindungsgemäßen Türbetätigers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, und
Fig. 6: eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Türbetätigers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.

Im Folgenden wird anhand der Figuren 1 bis 4 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Türbetätigers 1 vorgestellt. Fig. 5 zeigt ein Detail eines zweiten Ausführungsbeispiels. Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht zu einem dritten Ausführungsbeispiel. Gleiche bzw. funktional gleiche Bauteile sind in allen Ausführungsbeispielen mit den selben Bezugszeichen versehen.
Der Türbetätiger 1 gemäß Fig. 1 umfasst ein Gehäuse 2. In dem Gehäuse 2 ist eine Abtriebswelle 3 drehbeweglich gelagert. Die Abtriebswelle 3 ragt an zwei gegenüberliegenden Stellen aus dem Gehäuse 2 heraus. Zur Anbindung eines Gestänges an die Abtriebswelle 3 ist ein Mehrkant 14 auf der Abtriebswelle 3 ausgebildet.
In Fig. 2 ist der Übersichtlichkeit halber das Gehäuse 2 ausgeblendet. Zu sehen ist, dass auf der Abtriebswelle 3 eine Nockenscheibe 4 drehfest angeordnet ist. Auf einer ersten Seite der Nockenscheibe 4 ist ein erster Kolben 5 linear beweglich im Gehäuse 2 geführt. Auf der gegenüberliegenden Seite ist ein zweiter Kolben 6 im Gehäuse 2 linear beweglich geführt.
Das Gehäuse 2 ist an seinen beiden Stirnseiten mit Deckeln 10 verschlossen. Zwischen dem ersten Kolben 5 und einem der Deckel 10 ist ein Energiespeicher 9, ausgebildet als Druckfeder, angeordnet. Der Energiespeicher 9 stützt sich mit einem Ende gegen den ersten Kolben 5 und mit dem anderen Ende gegen den Deckel 10.
In dem ersten Kolben 5 ist eine erste Druckrolle 7 gelagert. In dem zweiten Kolben 6 ist eine zweite Druckrolle 8 gelagert. Die beiden Druckrollen 7, 8 rollen auf der Nockenscheibe 4 ab.
Die Abtriebswelle 3 ist um eine Rotationsachse 11 drehbar gelagert. Durch die Mitte des Gehäuses 2 erstreckt sich eine Mittelachse 12. Die Mittelachse 12 geht durch die Mitte der beiden Kolben 5, 6. Insbesondere weisen die Kolben 5, 6 jeweils Stirnflächen auf. Die Mittelachse 12 verläuft durch die Mittelpunkte dieser Stirnflächen. Die beiden Druckrollen 7, 8 drehen jeweils um eine Druckrollenrotationsachse 13.
Die Rotationsachse 11 ist um einen Versatz 15 von der Mittelachse 12 beabstandet. Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch den Türbetätiger 1. Zu sehen ist ein integral in das Gehäuse 2 integrierter Hydraulikkanal 16. Von außen zeigt Fig. 1 den Verlauf des Hydraulikkanals 16. Durch den erfindungsgemäßen Versatz zwischen Mittelachse 12 und Rotationsachse 11 entsteht ausreichend Bauraum zur Integration dieses Hydraulikkanals 16. Der Hydraulikkanal 16 verläuft dabei an der Abtriebswelle 3 vorbei.
Des Weiteren zeigt Fig. 3 zwei Lager 17 zur Lagerung der Abtriebswelle 3 im Gehäuse 2. An der oberen Lagerstelle 17 ist eine Lagerschale 18 eingesetzt. Durch die exzentrische Anordnung des Lagers 17 in der Lagerschale 18 ist der Versatz zwischen Rotationsachse 11 und Mittelachse 12 definiert.
Des Weiteren ermöglicht die exzentrische Anordnung des Lagers 17 in der Lagerschale 18 eine relativ einfache Befestigung der Lagerschale 18 im Gehäuse 2. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird ein Befestigungsdraht 19 in eine Nut zwischen der Lagerschale 18 und dem Gehäuse 2 eingesetzt.
Fig. 4 zeigt lediglich die Abtriebswelle 3 mit der Nockenscheibe 4 und den Befestigungsdraht 19. Die restlichen Bauteile des Türbetätigers 1 sind der Übersichtlichkeit halber ausgeblendet. Zu sehen ist, dass der Befestigungsdraht 19 in Form einer Schlinge ausgeformt ist, um so die Lagerschale 18 mit dem Gehäuse 2 zu verbinden.
Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch den Türbetätiger 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
Im ersten Ausführungsbeispiel schneiden die Druckrollenrotationsachsen 13 die Mittelachse 12. Im Gegensatz dazu zeigt das zweite Ausführungsbeispiel einen weiteren Versatz zwischen der Druckrollenrotationsachse 13 der zweiten Druckrolle und der Mittelachse 12. Wie der Vergleich zwischen dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel zeigt, können die Druckrollenrotationsachsen 13 bezüglich der Mittelachse 12 unterschiedlich angeordnet werden, um so die Charakteristik des Türbetätigers zu verändern.
Des Weiteren zeigt das zweite Ausführungsbeispiel eine Lagerung des zweiten Kolbens 6 im ersten Kolben 5. Alternativ dazu ist es auch möglich, die beiden Kolben 5, 6 über Stege fest miteinander zu verbinden, wobei dann beide Kolben 5, 6 an der Innenfläche des Gehäuses 2 gelagert sind.
Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch den Türbetätiger 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel. Das dritte Ausführungsbeispiel zeigt, dass auch das untere Lager 17 exzentrisch in eine Lagerschale 18 eingesetzt werden kann. Diese Lagerschale 18 befindet sich wiederum mittig im Gehäuse 2. Des Weiteren zeigt das dritte Ausführungsbeispiel, dass anstatt des Hydraulikkanals 16 auch der vollständige Bauraum für den maximalen Flugradius der Nockenscheibe 4 genutzt werden kann.

Bezugszeichenliste

1: Türbetätiger
2: Gehäuse
3: Abtriebswelle
4: Nockenscheibe
5: erster Kolben
6: zweiter Kolben
7: erste Druckrolle
8: zweite Druckrolle
9: Energiespeicher
10: Deckel
11: Rotationsachse
12: Mittelachse
13: Druckrollenrotationsachse
14: Mehrkant
15: Versatz
16: Hydraulikkanal
17: Lager
18: Lagerschale
19: Befestigungsdraht

Claims

Türbetätiger (1) umfassend
- ein Gehäuse (2),

- eine im Gehäuse (2) drehbeweglich gelagerte Abtriebswelle (3), die sich entlang einer Rotationsachse (11) erstreckt,

- eine drehfest auf der Abtriebswelle (3) angeordnete Nockenscheibe (4), und

- einen im Gehäuse (2) entlang einer Mittelachse (12) linear geführten ersten Kolben (5),

- wobei der erste Kolben (5) und die Nockenscheibe (4) zur wechselseitigen Umsetzung zwischen einer Rotationsbewegung der Abtriebswelle (3) und einer Linearbewegung des ersten Kolbens (5) angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Rotationsachse (11) versetzt zur Mittelachse (12) ausgerichtet ist.
Türbetätiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachse (11)senkrecht zur Mittelachse (12) steht.
Türbetätiger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachse (11) um zumindest 2 mm, vorzugsweise um zumindest 4 mm, zur Mittelachse (12) versetzt ist.
Türbetätiger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (3) mit zwei Lagern (17) im Gehäuse (2) gelagert ist, wobei die Rotationsachse (11) durch die Mittelpunkte der beiden Lager (17) verläuft.
Türbetätiger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der beiden Lager (17) exzentrisch in einer Lagerschale (18) angeordnet ist.
Türbetätiger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Kolben (5) eine an der Nockenscheibe (4) abrollende erste Druckrolle (7) angeordnet ist.
Türbetätiger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen zweiten entlang der Mittelachse (12) linear geführten Kolben (6), wobei im zweiten Kolben (6) eine an der Nockenscheibe (4) abrollende zweite Druckrolle (8) angeordnet ist.
Türbetätiger nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Druckrollen (7, 8) jeweils um eine Druckrollenrotationsachse (13) drehbar sind, wobei die beiden Druckrollenrotationsachsen (13) die Mittelachse (12) schneiden.
Türbetätiger nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kolben (5, 6) über zumindest einen Steg miteinander verbunden sind.
Türbetätiger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kolben (5) und/oder der zweite Kolben (6) jeweils zwei gegenüberliegende Stirnflächen aufweist, wobei die Mittelachse (12) durch die Mittelpunkte der beiden Stirnflächen verläuft.
Türbetätiger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (2) zumindest ein Hydraulikkanal (16) integriert ist, wobei der Hydraulikkanal (16) an der Abtriebswelle (3) vorbei geführt ist.