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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schiebetür mit einer Einrichtung zur Öffnungsunterstützung für einen Schiebeflügel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein Trend im Bauwesen geht in Richtung immer größerer Schiebetür- und Hebe-Schiebetür-Anlagen, um mehr Tageslicht in die Innenräume zu lassen, einen besseren Ausblick nach außen zu ermöglichen oder um das ästhetische Gesamtbild eines Gebäudes in moderner Architektur zu verbessern.
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Dies resultiert in einem hohen Gewicht der Schiebeflügel solcher Türanlagen. Außerdem gewinnen die Wärme- und/ oder Schalldämmung, die Dichtigkeit sowie die Brandschutzeigenschaften solcher Türanlagen stetig an Bedeutung. Mehrscheibige, zunehmend dreischeibige oder noch vielfacherer Verglasungen mit großen Falzbreiten, optimierte Dichtungen sowie Rahmenkonstruktionen mit integrierten Brandschutzelementen erhöhen das Gewicht eines Schiebflügels solcher Türanlagen ebenfalls. Das Zusammenspiel dieser Faktoren sorgt insbesondere beim manuellen Anschieben der Flügel aus der geschlossenen Stellung für hohe Bedienkräfte, die unerwünscht sind.
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Aus dem Stand der Technik sind Öffnungsunterstützungen für Schiebeflügel einer Schiebe- oder Hebe-Schiebetür bekannt.
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Eine solche Öffnungsunterstützung zeigt die gattungsgemäße
EP 1 555 369 B1 . Der jeweilige Schiebeflügel einer Hebe-Schiebetüranlage wird beim Öffnungsvorgang durch eine Einrichtung unterstützt. Unter Ausnutzung eines durch Anheben einer Rampe auf den Schiebeflügel aufgebrachten Impulses wird das Aufschieben des Schiebeflügels unterstützt. Die für die Öffnungsunterstützung erforderliche Kraft wird über eine Zugfeder erzeugt, die als Kraftspeicher wirkt und über Seilzüge auf die jeweilige Rampe und damit auf den Schiebeflügel wirkt. Die Feder wird durch die Schließbewegung des Schiebeflügels gespannt. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass die Kraft, die zum Spannen der Feder erforderlich ist, sehr groß ist. Insofern erleichtert die Lösung zwar den Öffnungsvorgang, erschwert aber gleichzeitig den Schließvorgang erheblich.
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Eine weitere Lösung des Standes der Technik, welches dieses Problem aber ebenfalls nicht löst, offenbart die
DE 10 2021 104 797 A1 . Nach der
DE 10 2021 104 797 A1 ist vorgesehen, dass in einer Laufschiene, auf der sich der Schiebeflügel bewegt, eine vertieft ausgebildete Absenkkulisse vorhanden ist, in die eine Laufrolle des Laufwagens unter Aufladung eines Kraftspeichers in Schließstellung des Schiebeflügels einläuft und aus der die Laufrolle in die Öffnungsstellung unter Entladung des Kraftspeichers und Anhebung des Schiebeflügels ausläuft. Zur Aufladung des Kraftspeichers wird der Schiebeflügel oder der Laufwagen bei Überführung in die Absenkkulisse von einer in Bewegungsrichtung der Laufrolle liegenden und parallel zur Laufrichtung geführte Schubeinheit beaufschlagt, die den ebenfalls parallel zur Laufrichtung ausgerichteten Kraftspeicher komprimiert.
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Die Erfindung hat somit die Aufgabe, eine Öffnungsunterstützung für Schiebeflügel einer Schiebe- oder Hebe-Schiebetür zu schaffen, die diese Probleme zumindest teilweise überwindet. Dabei soll es insbesondere möglich sein, durch die Öffnungsunterstützung die Betätigungskräfte für den Schiebeflügel relativ klein zu halten.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand nach Anspruch 1 gelöst.
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Demnach wird eine Schiebetür, die auch eine Hebe-Schiebetür sein kann, geschaffen, die in einer vertikalen Ausrichtung in eine Gebäudeöffnung einbaubar ist, wobei die Schiebetür zumindest folgendes aufweist: einen gebäudefest einbaubarenen Blendrahmen, in dem zumindest ein Schiebeflügel über einen Gesamtverschiebweg verschieblich geführt ist, wobei der zumindest eine Schiebeflügel einen Flügelrahmen aufweist, in den ein Flächenelement eingesetzt ist, und wobei der Schiebeflügel ferner eine Einrichtung zur Öffnungsunterstützung des zumindest einen Schiebeflügels in Öffnungsrichtung über einen Unterstützungsverschiebeweg aufweist, wobei die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung eine Feder als Kraft- und/oder Drehmomentspeicher aufweist. Diese Schiebetür wird dadurch optimiert, dass die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung zum Vorspannen der Feder während des Schließens des Schiebeflügels über einen Federspannweg ausgelegt ist, und dass die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung derart ausgelegt ist, dass die Verringerung der Bedienkraft zum Öffnen des Schiebeflügels durch die Nutzung der Einrichtung zur Öffnungsunterstützung über den Unterstützungsverschiebeweges stets größer ist, als die Erhöhung der Bedienkraft beim Zurückschieben des Schiebeflügels über den Federspannweg.
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Durch den Gegenstand des Anspruchs 1 wird eine Einrichtung zur Öffnungsunterstützung einer Schiebetür, insbesondere Hebe-Schiebetür geschaffen, die derart ausgelegt ist, dass der Öffnungsvorgang eines Schiebeflügels - also das Überwinden von Haftreibungskräften der Dichtungen sowie das Überwinden der Massenträgheitskräfte des Schiebeflügels beim Bewegen, das zunächst eine Beschleunigen aus dem Stillstand in der Schließposition umfasst - mit geringen vom Bediener ausgeübten Verschiebekräften - erfolgen kann. Zwar wird durch das Spannen der Feder beim Zurückschieben die beim Zurückschieben aufzubringende Kraft erhöht. Trotz des dabei durchzuführenden erneuten Spannens der Feder ergeben sich durch den langen Weg zum Spannen der Feder aber nur relativ gering erhöhten Verschiebekräfte. Denn Verringerung der Bedienkraft zum Öffnen des Schiebeflügels durch die Nutzung der Einrichtung zur Öffnungsunterstützung über den Unterstützungsverschiebeweges (bzw. deren Betrag) ist stets größer ist, als die Erhöhung der Bedienkraft beim Zurückschieben des Schiebeflügels über den Federspannweg.
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Dadurch wird eine Schiebetür, insbesondere Hebe-Schiebetür geschaffen, die für den Bediener besonders komfortabel zu handhaben ist. Zudem können derart auch anspruchsvolle Vorgaben zu Bedienkräften, wie beispielsweise die aus der Klasse 3 der DIN EN 12217, die beim barrierefreien Bauen nach DIN 1840-1 vorausgesetzt wird, eingehalten werden.
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Dabei kann nach einer voreilhaften optionalen Auslegung weiter vorgesehen sein, dass die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung zum Vorspannen der Feder während des Schließens des Schiebeflügels ausgelegt ist, und dass ein Gesamtverschiebeweg des Schiebeflügels ein Vielfaches des Verschiebeweges in Öffnungsrichtung des Schiebeflügels beträgt, auf dem er durch die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung unterstützt ist. Dadurch wird eine Unterstützung dann realisiert, wenn sie über das erste Stück des Öffnungsweges notwendig ist. Zudem kann vorteilhaft die Möglichkeit eröffnet, die Bedienkräfte beim Verschieben des Schiebeflügels aus der Öffnungsposition in die Schließposition klein zu halten. Dies wird weiter untern noch näher erläutert.
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Bei der Öffnungsunterstützung wird ein Teil oder die gesamte in der Feder gespeicherte Federenergie zur Öffnungsunterstützung verwendet. Es ist daher vorgesehen, dass die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung zum Vorspannen der Feder während des Schließens des Schiebeflügels ausgelegt ist, um die Feder bei dem Schließen bzw. Zurückschieben des Flügels aus der Öffnungsweges ber den gesamten Weg oder über einen Teil dieses Weges erneut zu spannen - dieser Weg wird als Federspannweg bezeichnet -, so dass sie beim nächsten Öffnungsvorgang erneut zur Öffnungsunterstützung genutzt werden kann.
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Es kann nach einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass der Gesamtverschiebweg (sF) des Schiebeflügels vorzugsweise um 8- bis 30-mal größer als ist als der Unterstützungsverschiebeweg. Besonders bevorzugt kann sogar vorgesehen sein, dass dass der Gesamtverschiebweg um 15- bis 25-mal größer ist als der Unterstützungsverschiebeweg. Durch diese Wegeverhältnisse wird ebenfalls vorteilhaft die Möglichkeit eröffnet, die Bedienkräfte beim Verschieben des Schiebeflügels aus der Öffnungsposition in die Schließposition bei erneuten Spannen der Feder relativ gering zu halten. Zudem wirkt die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung vorteilhaft gezielt bei der Verringerung der höchsten Kräfte, die ein Bediener beim Öffnen eines Schiebeflügels aufbringen muss.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung teilweise oder insgesamt in ein Profil eines oberen, horizontalen Flügelrahmenholms) des Flügelrahmens eingesetzt ist. Sie ist dort platzsparend untergebracht und es ist besonders einfach, die vorteilhafte Funktionalität nach Anspruch 1 und insbesondere auch der Unteransprüche umzusetzen.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung einen Betätigungsmechanismus und ein Getriebe aufweist. Durch den Betätigungsmechanismus wird eine einfache und für den Bediener vertraute Bedienung des Schiebeflügels als auch eine für den Bediener nicht unmittelbar sichtbare Betätigung der Einrichtung zur Öffnungsunterstützung geschaffen. Das Getriebe ist eine vorteilhaft bauraumsparende Lösung, die aufzubringende Bedienkräfte, um den Schiebeflügel aus der Öffnungsposition in die Schließposition zu bringen, erheblich gegenüber den Lösungen aus dem Stand der Technik zu reduzieren und die Möglichkeit zu eröffnen, einen Drehmomentspeicher über den gesamten Verschiebeweg des Schiebeflügels vorzuspannen.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Feder eine Schenkelfeder ist. Dadurch ergibt sich ein vorteilhaft kompaktbauender Drehmomentspeicher für die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsoption der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Kraft bzw. das Drehmoment, welches die Schenkelfeder ausüben kann, so bemessen ist, dass sie den Schiebeflügel nicht selbstständig aufschieben kann. Dadurch weist der Schiebeflügel ein für den Bediener gewohntes und deshalb erwartbares Öffnungsverhalten auf.
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Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schenkelfeder in ihren Eigenschaften, insbesondere ihre Vorspannung einstellbar ist. Dadurch kann die Feder einfach auf unterschiedliche Schiebeflügel angepasst werden.
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Es kann nach einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ebenfalls vorgesehen sein, dass die vorgespannte Schenkelfeder durch Entspannen ein Treibzahnrad antreibt, das in Wirkverbindung mit einer im Blendrahmen angeordneten und festgelegten ersten Zahnstange steht und derart für die Unterstützung der Öffnungsbewegung des Schiebeflügels sorgt. Durch das Zusammenwirken der Schenkelfeder als Drehmomentspeicher sowie dem aus dem Treibzahnrad und der Zahnstange gebildeten Zahnstangengetriebe wird ein vorteilhaft kompaktbauender und robuster Antrieb für den Schiebeflügel geschaffen, der die Öffnungsbewegung des Schiebflügels optimal unterstützt.
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Dadurch, dass ein Spannzahnrad beim Vorspannvorgang der Schenkelfeder mit einer zweiten Zahnstange kämmt, die in Verlängerung der ersten Zahnstange am Blendrahmen befestigt ist, wird eine konstruktiv einfache und ein vorteilhaft kompaktbauender und robuster Antrieb geschaffen, um die Schenkelfeder vorzuspannen.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Getriebe eine Gesamtübersetzung von 1 : sF in mm/10 aufweist und vorzugsweise mehrstufig, besonders bevorzugt dreistufig ausgeführt ist. Dadurch wird die Voraussetzung geschaffen, damit ein Bediener beim Schließen des Flügels nur wenig mehr Verschiebekraft aufwenden muss als beim Öffnen des Schiebeflügels.
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Vorteilhaft ist ferner, dass das Getriebe während des Schließens des Schiebeflügels mit dem Spannzahnrad in Wirkverbindung steht. Dadurch wird die Voraussetzung geschaffen, damit ein Bediener beim Schließen des Flügels nur wenig mehr Verschiebekraft aufwenden muss, als beim Öffnen des Schiebeflügels.
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Es kann nach einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ebenfalls vorgesehen sein, dass das Spannzahnrad über einen federbelasteten Ratschenmechanismus auf das Getriebe wirkt. Durch den Ratschenmechanismus ist einerseits die Schenkelfeder gegen ein Vorspannen mit einem zu großen Vorspannwinkel wirksam geschützt, andererseits sorgt der Ratschenmechanismus dafür, dass das Spannzahnrad beim Öffnen des Schiebeflügels vom Getriebe entkoppelt ist.
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Vorteilhaft ist ebenfalls, dass die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung jeweils in ein Profil eines oberen, horizontalen Flügelrahmenholms eingesetzt ist. Dadurch liegt die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung außerhalb eines sichtbaren Bereichs des Schiebeflügels.
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Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung ein Gehäuse aufweist, das wiederum aus einer ersten Gehäusehälfte und einer zweiten Gehäusehälfte zusammengesetzt sein kann, und die vorzugsweise im montierten Zustand der Einrichtung zur Öffnungsunterstützung durch Schrauben zu dem Gehäuse zusammengefügt sind. Durch diese optionale Zweiteilung des Gehäuses ergibt sich eine vorteilhaft einfache Montage der Einrichtung zur Öffnungsunterstützung.
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Es kann nach einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ebenfalls vorgesehen sein, dass die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung derart ausgelegt ist, dass die entstehenden Kräfte und Drehmomente innerhalb der Einrichtung zur Öffnungsunterstützung wirken, so dass keine Kräfte oder Drehmomente auf den Flügelrahmen oder/ oder den Blendrahmen wirken. Dadurch bleibt der Schiebeflügel bis auf die kurzen Zeiträume für das Öffnen oder Schließen frei von Kräften und mechanischen Spannungen, was sich positiv auf die Lebensdauer des Schiebeflügels auswirkt.
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Weiterhin ist nach einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass der Betätigungsmechanismus derart konzipiert ist, dass die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung nur dann aktivierbar ist, wenn der Schiebeflügel durch die Handhabe verriegelt war und aus dem verriegelten Zustand mit der Handhabe entriegelt wird. Dadurch wird verhindert, dass die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung ohne vorgespannte Schenkelfeder aktiviert wird
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Ferner kann nach einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass der Betätigungsmechanismus der Einrichtung zur Öffnungsunterstützung eine Wippe aufweist, so dass die Bewegung einer vertikal beweglichen Riegelstange auf die Wippe übertragen wird, wobei die Wippe in einem Bereich an einem oberen freien Ende eine dreieckförmige Kulisse aufweist, wobei die Kulisse vorzugsweise einstückig an die Wippe angeformt ist. Dadurch wird konstruktiv einefach eine Betätigung der Einrichtung zur Öffnungsunterstützung unter Nutzung einer standardmäßig vorhandenen Riegelstange geschaffen.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass als Widerlager für die Wippe ein an dem Blendrahmen fixierter Auslösepin vorgesehen ist. Dadurch wird ein konstruktiv einfaches, klein bauendes und damit unscheinbares Widerlager für die Wippe geschaffen, so dass die Wippe einer durch die Riegelstange aufgebrachte Betätigungskraft nicht ausweichen kann, sondern diese Betätigungskraft auf die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung überträgt.
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Es kann nach einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ebenfalls vorgesehen sein, dass die Kulisse mit einem federbelasteten Schieber zusammenwirkt, wobei der Schieber auf eine Sperrklinke wirkt. Durchdurch wird konstruktiv einfach eine Richtungsänderung der Betätigungskraft erreicht.
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Weiterhin kann nach einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass die Sperrklinke einen ersten und einen zweiten Schenkel aufweist, wobei in den Schenkeln jeweils ein Ausbruch eingearbeitet ist, wobei sich in den jeweiligen Ausbruch sich jeweils ein Rasthaken erstreckt. Dadurch wird konstruktiv einfach eine robuste Sperrklinke geschaffen.
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Ebenfalls kann nach einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass auf einer Treibzahnradwelle ein Treibzahnrad gemeinsam mit der Schenkelfeder sowie einem ersten Zahnrad des Getriebes angeordnet ist. Dadurch wird einerseits ein kompaktbauender Mechanismus zur Vorspannung der Schenkelfeder geschaffen, andererseits ein ebenso kompaktbauender Antrieb der Einrichtung zur Öffnungsunterstützung geschaffen.
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Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass die Treibzahnradwelle jeweils in einer Führung in der jeweiligen Gehäusehälfte des Gehäuses drehbar und höhenverschieblich gelagert ist. Durch die verschiedenen Höhenlagen der Treibzahnradwelle und damit des Treibzahnrades wird konstruktiv einfach die Voraussetzung geschaffen, um das Treibzahnrad in Wirkverbindung mit der ersten Zahnstange zu bringen, so dass ein Antrieb des Schiebeflügels während seiner Öffnungsbewegung erfolgt und diese Wirkverbindung wieder zu trennen, so dass ein Antrieb des Schiebeflügels während seiner Öffnungsbewegung nicht erfolgt.
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Vorteilhaft ist ferner, dass in der verriegelten und geschlossenen Stellung des Schiebeflügels die Treibzahnradwelle durch den jeweiligen Rasthaken in einer unteren Stellung im jeweiligen Ausbruch gehalten ist und das Treibzahnrad mit dem ersten Zahnrad und mit dem Getriebe in Wirkverbindung steht und gleichzeitig von der ersten Zahnstange entkoppelt ist. Dadurch wirken keine Kräfte aus der Einrichtung zur Öffnungsunterstützung auf den Flügel- und / oder Blendrahmen.
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Ferner kann nach einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass durch Betätigung einer Handhabe des Schiebeflügels die Riegelstange nach unten bewegt wird, wodurch die Kulisse der Wippe auf einen Kopf des Schiebers gleitet, wobei der Schieber in Öffnungsrichtung des Schiebeflügels verschoben wird, wodurch die Sperrklinke und mit ihr der jeweilige Rasthaken in Öffnungsrichtung des Schiebeflügels geschoben wird, wobei der jeweilige Rasthaken dadurch die Treibzahnradwelle freigibt, so dass sich die Treibzahnradwelle vertikal nach oben bewegt. Durch diesen kompakt bauenden Mechanismus wird eine robuste vertikale Verstellbarkeit der Treibzahnradwelle gewährleistet.
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Weiterhin kann nach einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass die vertikale Bewegung der Treibzahnradwelle nach oben durch zwei Federn unterstützt wird. Dadurch entsteht eine konstruktiv einfache und robuste Unterstützung der Bewegung der Treibzahnradwelle
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Es kann nach einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ebenfalls vorgesehen sein, dass die Zahnstange ein Drehgelenk aufweist, durch das ein erster, schwenkbarer Abschnitt der Zahnstange schräg nach unten geführt ist, wodurch eine Verzahnung des Treibzahnrads in eine Verzahnung des ersten, schwenkbaren Abschnitts der ersten Zahnstange eingreift, nachdem das Treibzahnrad nicht mehr mit dem Getriebe in Wirkverbindung steht. Durch das Drehgelenk ist mit einer konstruktiv einfachen Lösung gewährleistet, dass das Treibzahnrad sicher mit der Zahnstange in Wirkverbindung steht und auch mögliche Einbautoleranzen des Gehäuses der Einrichtung zur Öffnungsunterstützung sicher überbrückt werden.
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Weiterhin kann nach einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung in ihre Einzelteile zerlegbar ist. Dies unterstützt ein reinstoffliches Recycling.
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Es ist anzumerken, dass die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung alternativ auch als Schließunterstützung eingesetzt werden kann, da sich bei einem Schließvorgang eines Schiebeflügels eine analoge oder zumindest ähnliche Problemstellung wie bei einem Öffnen ergeben kann, siehe dazu Fig. 2c. Es ist dann der Schließvorgang im Sinne dieser Schrift bei einer solchen Auslegung als ein Öffnungsvorgang zu betrachten. Das erneute Spannen erfolgt dann beim Öffnen, dass dann als ein Schließen im Sinne der weiteren Beschreibung zu betrachten ist. Insoweit können die Ansprüche sowie die nachfolgende Beschreibung und die Figuren sowie die Ansprüche auch auf ein solches Ausführungsbeispiel gelesen werden.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind den übrigen Unteransprüchen zu entnehmen.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Zeichnungen näher beschrieben. Die Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann auch in anderer Weise wortsinngemäß oder auch in anderer Weise äquivalent realisiert werden. Insbesondere können einzelne Merkmale der nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele auch bei anderen Ausführungsbeispielen eingesetzt werden, die nachfolgend nicht dargestellt sind.
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Es zeigt:
- Figur 1:
- eine Vorderansicht einer Türanlage mit einem verschiebbaren Flügel und einem feststehenden Seitenteil;
- Figur 2:
- in a) eine Ausschnittsvergrößerung einer oberen linken Ecke einer Hebe-Schiebetür mit einer Öffnungsunterstützung, in b) die Ausschnittsvergrößerung aus Fig. 2a in einer räumlichen Ansicht, in c) eine Ausschnittsvergrößerung einer oberen linken Ecke/oberen Griffseitigen Ecke einer Hebe-Schiebetür mit einer ersten Einrichtung zur Öffnungsunterstützung und eine Ausschnittsvergrößerung einer oberen rechten Ecke/oberen verhakungsseitigen Ecke einer Hebe-Schiebetür mit einer zweiten Einrichtung zur Öffnungsunterstützung, die als Schließunterstützung wirkt;
- Figur 3:
- in a) eine Explosionsdarstellung einer Einrichtung zur Öffnungsunterstützung, in b) ein Kraft-Weg-Diagramm, das beispielhaft Kraft- und Wegverhältnisse an einer Schiebeflügel einer Hebe-Schiebetür ohne eine Einrichtung zur Öffnungsunterstützung und mit einer solchen Einrichtung zur Öffnungsunterstützung zeigt;
- Figur 4:
- in a) die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung aus Fig. 3a in einer Position, die dem geschlossenen und verriegelten Schiebeflügel entspricht, in b) die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung aus Fig. 3a mit entriegelten Schiebeflügel, in c) die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung aus Fig. 3a, wenn der Schiebeflügel angeschoben wird, in d) die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung aus Fig. 3a nach Erreichen einer Öffnungsweite des Schiebeflügels von 100 mm, in e) die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung aus Fig. 3a, wenn der Schiebeflügel weiter aufgeschoben ist.
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In der nachfolgenden Figurenbeschreibung ist ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Einzelne Merkmale dieses Ausführungsbeispiel können auch mit nicht gezeigten Ausführungsbeispielen kombiniert werden und eignen sich auch jeweils als vorteilhafte Ausgestaltungen der in einzelnen oder mehreren der in den Haupt- und Unteransprüchen beschriebenen Gegenstände. Der Begriff "Schiebeflügel" oder "Schiebetür" kann synonym auch gegen den Begriff "Hebe-Schiebeflügel" oder "Hebe-Schiebetür" ausgetauscht werden.
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Die im Folgenden verwendeten Begriffe, wie "oben", "unten", "rechts", "links", "horizontal", "vertikal", "innen" oder "außen" beziehen sich auf die der Darstellung der Figuren. Koordinatensysteme in den Figuren dienen dabei jeweils der weiteren Orientierung.
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In Fig. 1 ist eine Schiebetür 1 dargestellt. Die Schiebetür 1 weist einen Blendrahmen 2 nach Art einer rahmenartigen, in einem Einbauzustand gebäudefesten Einfassung auf und wenigstens einen in dem Blendrahmen 2 - beispielsweise mit Rollen auf einer Laufschiene oder mit einer Laufschiene auf Rollen (hier nicht dargestellt) - verschieblich geführten Schiebeflügel 3. Der Blendrahmen 2 ist als ein umlaufender Blendrahmen ausgebildet. Der Schiebeflügel 3 ist in dem Blendrahmen 2 bzw. in der Einfassung zwischen einer Geschlossenstellung (die in Fig. 1 abgebildet ist) und einer Offenstellung verschieblich bzw. verfahrbar. Der Schiebeflügel 3 kann vorzugsweise in seiner Geschlossenstellung verriegelt werden.
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Die Öffnungsrichtung des Schiebeflügels 3 fällt hier mit der positiven x-Richtung nach dem Koordinatensystem in Fig. 1 zusammen, während die Schließrichtung des Schiebeflügels 3 hier der negativen x-Richtung entspricht.
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Im unteren Bereich kann der Blendrahmen 2 dazu ausgelegt sein, in eine Vertiefung in einem Boden eingesetzt zu werden. Der Blendrahmen 2 kann im Bodenbereich die Funktion einer Türschwelle übernehmen bzw. dort als eine solche ausgelegt sein.
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Die Schiebetür 1 kann neben dem verschieblich geführten Schiebeflügel 3 wenigstens einen weiteren Schiebeflügel und/oder eine nicht verschiebliche Festverglasung 4 aufweisen. Der Schiebeflügel 3 wird dann beim Öffnen vor die Festverglasung 4 geschoben (in Fig. 1 nach rechts). Der Schiebeflügel 3 weist vorzugsweise einen umlaufenden Flügelrahmen 5 und ein in den Flügelrahmen 5 eingesetztes Flächenelement 6 auf, das beispielsweise als Isolierglasscheibe ausgeführt sein kann. Ein solches Flächenelement 6 erstreckt sich in einer Hauptflächenebene (in Fig. 1 die x-y-Ebene).
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Der Schiebeflügel 3 kann relativ zum Blendrahmen 2 aus seiner Geschlossenstellung manuell mit einer Handhabe (nicht dargestellt) in seine Offenstellung und aus dieser zurück in seine Geschlossenstellung bewegt werden.
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Der Schiebeflügel 3 kann insbesondere mit einem oder mehreren seiner Ränder - hier mit dem Flügelrahmen 5 - auf einer unteren, hier horizontal, also parallel zu x-Achse des Koordinatensystems in Fig. 1 verlaufenden Führungsschiene der Einfassung bzw. des Blendrahmens 2 auf Laufrollen in dem Blendrahmen 2 zum Öffnen und Schließen verschieblich gelagert sein (hier nicht dargestellt) . Bei einer Ausgestaltung als Hebe-Schiebetür wird der Schiebeflügel 3 zunächst angehoben und dann verfahren. Alternativ kann der Schiebeflügel 3 auch auf einer unteren, horizontal verlaufenden Führungsschiene auf Laufrollen in dem Blendrahmen 2 zum Öffnen und Schließen verschieblich gelagert sein, ggf. auch ohne zuvor in der Höhe verstellt zu werden.
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Wie in Fig. 2a und den weiteren Figuren dargestellt, ist eine Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 des zumindest einen Schiebeflügels 3 in Öffnungsrichtung über einen Unterstützungsverschiebeweg sFöU vorgesehen (Siehe dazu Fig. 3b).
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Denn bei einer Schiebetüre kann der Schiebeflügel mit einer umlaufenden Dichtung versehen sein (hier nicht im Detail dargestellt). Um den Schiebeflügel aus dieser Dichtebene zu bewegen und um ihn anzuschieben und auf eine gewisse Geschwindigkeit zu bringen, ist über einen kurzen Weg eine relativ hohe Kraft aufzubringen. Hierbei hilft dem Nutzer die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100
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Die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 weist eine Feder als Kraft- oder Drehmomentspeicher auf, deren Energie bei der Öffnungsunterstützung in kinematische Energie des Schiebeflügels umgesetzt wird.
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Dabei ist weiter vorgesehen, dass die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 auch zum Vorspannen der Feder während des Schließens des Schiebeflügels 3 über einen Federspannweg ausgelegt ist.
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Es ist sodann auch vorgesehen, dass der Gesamtverschiebweg sF des Schiebeflügels 3 in Öffnungsrichtung ein Vielfaches des Unterstützungsverschiebeweges sFöU des Schiebeflügels 3 beträgt, auf dem er durch die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 unterstützt ist.
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Und es ist vorgesehen, dass die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 derart ausgelegt ist, dass die Verringerung der Bedienkraft zum Öffnen des Schiebeflügels 3 (ΔFFö) durch die Nutzung der Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 über den Unterstützungsverschiebeweg stets größer ist, als die Erhöhung der Bedienkraft zum Zurückschieben des Schiebeflügels 3 aus der Öffnungsstellung in die Schließposition (ΔFFs) beim erneuten Spannen der Feder über den Federspannweg.
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Dies kann auf verschiedene Weise erreicht werden. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist in den Figuren dargestellt.
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Es ist dabei zunächst nochmals anzumerken, dass die im Folgenden beschriebene Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 alternativ auch als Schließunterstützung 100a eingesetzt werden kann, da sich bei einem Schließvorgang eines Schiebeflügels 3 eine analoge oder zumindest ähnliche Problemstellung wie bei einem Öffnen ergeben kann, siehe dazu Fig. 2c. Es ist dann der Schließvorgang bei einer solchen Auslegung als ein Öffnungsvorgang zu betrachten. Das erneute Spannen erfolgt dann beim Öffnen, das dann als ein Schließen im Sinne der weiteren Beschreibung zu betrachten ist.
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In Fig. 2a und 2b ist jeweils eine hier beispielhaft linke, obere Ecke einer Hebe-Schiebe-Tür 1 mit einer Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 dargestellt. Die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 kann dabei vorteilhaft - da kompakt und raumsparend - jeweils in ein Profil 7 eines oberen, horizontalen Flügelrahmenholms 8 eingesetzt sein.
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Wesentliche Elemente - insbesondere ein noch zu beschreibendes Getriebe - können in ein Profil 7 eines oberen, horizontalen Flügelrahmenholms 8 des Flügelrahmens 5 eingesetzt sein.
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Um die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 in das Profil 7 einzusetzen, kann eine Öffnung in das Profil 7 eingebracht sein. Zur besseren Sichtbarkeit sind abdeckende Bauteile hier nicht dargestellt. Somit liegt die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 verdeckt im Profil 7 des oberen, horizontalen Flügelrahmenholms 8.
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Die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 (und auch die Schließunterstützung 100a) kann zur Nachrüstung in vorhandene Schiebetüren oder Hebe-Schiebetüren 1 verwendet werden. Sie kann aber auch direkt beim Bau einer Schiebetür mit verbaut werden.
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Der Schiebeflügel 3 der Hebe-Schiebe-Tür 1 befindet sich in der Darstellung der Fig. 2a und Fig. 2b in geschlossener und abgesenkter Position. Der Schiebeflügel 3 ist somit geschlossen. Die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 ist daher nicht ausgelöst.
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Ferner ist in Fig. 2a und Fig. 2b der Betätigungsmechanismus 101 der Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 dargestellt. An einem oberen Ende einer Riegelstange 102, welche durch die Bewegung der Handhabe (hier nicht dargestellt) betätigt wird - und mit welcher der Schiebeflügel 3 entriegelt, angehoben und geöffnet wird und mit welcher die Bewegung der Handhabe in eine Bewegung in vertikaler Richtung oder in Bezug auf das jeweilige Koordinatensystem in Fig. 2a bzw. in Fig. 2b parallel zur y-Achse übertragen werden kann - kann eine Wippe 103 befestigt sein, Diese kann dazu vorgesehen sein, dass die Bewegung der Riegelstange 102 auf die Wippe 103 übertragen wird.
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Die Wippe 103 kann in einem Bereich an ihrem oberen freien Ende eine hier beispielhaft dreieckförmige Kulisse 104 aufweisen. Vorzugsweise kann die Kulisse 104 einstückig an die Wippe 103 angeformt sein. Als Widerlager für die Wippe 103 kann ein an dem Blendrahmen 2 fixierter Auslösepin 105 vorgesehen sein. Durch den Auslösepin 105 kann die Kulisse 104 in der dargestellten Position des Schiebeflügels 3 bei einer vertikalen Bewegung nicht seitlich ausweichen.
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Die Kulisse 104 wirkt mit einem federbelasteten Schieber 106 zusammen. Der Schieber 106 weist einen pilzförmigen Kopf 107 auf und wirkt auf eine u-förmige Sperrklinke 108. In den beiden Schenkeln 109a, 109b der u-förmigen Sperrklinke 108 ist jeweils ein Ausbruch 110a, 110b eingearbeitet. In den jeweiligen Ausbruch 110a, 110b erstreckt sich jeweils ein Rasthaken 111a, 111b.
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In verriegelter Stellung des Schiebeflügels 3 - die in Fig. 2a und in Fig. 2b dargestellt ist - befindet sich die Kulisse 104 oberhalb des Auslösepins 105 und des pilzförmigen Kopfes 107 des Schiebers 106.
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Auf einer Treibzahnradwelle 112 ist ein Treibzahnrad 113 gemeinsam mit einer Feder, die hier als Schenkelfeder 114 ausgeführt ist (hier nicht dargestellt, siehe Fig. 3a) sowie ein erstes Zahnrad 115 eines Getriebes 116 angeordnet. Das Getriebe 116 ist hier als Zahnradgetriebe ausgeführt. Vorzugsweise ist die Treibzahnradwelle 112, das Treibzahnrad 113 sowie das erste Zahnrad 115 einstückig ausgeführt und aus einem Kunststoffwerkstoff hergestellt. Die Treibzahnradwelle 112 ist jeweils in einer Führung 117a, 117b (hier nicht dargestellt, siehe Fig. 3a) drehbar und höhenverschieblich gelagert. D.h. die Treibzahnradwelle 112 ist auch in vertikaler Richtung oder in Bezug auf das jeweilige Koordinatensystem in Fig. 2a und Fig. 2b parallel zur y-Achse beweglich.
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In der verriegelten und geschlossenen Stellung des Schiebeflügels 3 wird die Treibzahnradwelle 112 durch den jeweiligen Rasthaken 111a, 111b in einer unteren Stellung im jeweiligen Ausbruch 110a, 110b gehalten. Das Treibzahnrad 113 steht somit mit dem ersten Zahnrad 115 und damit mit dem Getriebe 116 in Wirkverbindung und ist gleichzeitig von einer ersten Zahnstange 118 entkoppelt. Die erste Zahnstange 118 wird im Folgenden noch genauer beschrieben.
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Wenn die Handhabe des Schiebeflügels 3 betätigt wird, bewegt sich die Riegelstange 102 nach unten. Dadurch gleitet die Kulisse 104 der Wippe 103, die eine Verlängerung der Riegelstange 102 darstellt, auf den pilzförmigen Kopf 107 des Schiebers 106, so dass der Schieber 106 in Öffnungsrichtung des Schiebeflügels 3 bzw. in positiver x-Richtung in Bezug auf das Koordinatensystem in Fig. 2a und in Fig. 2b verschoben wird. Dadurch wird die u-förmige Sperrklinke 108 und mit ihr der jeweilige Rasthaken 111a, 111b ebenfalls in Öffnungsrichtung des Schiebeflügels 3 geschoben. Der jeweilige Rasthaken 111a, 111b gibt dadurch die Treibzahnradwelle 112 frei, so dass sich die Treibzahnradwelle 112 vertikal nach oben bewegt bzw. in positiver y-Richtung in Bezug auf die Koordinatensysteme in Fig. 2a und Fig. 2b bewegt. Diese vertikale Bewegung der Treibzahnradwelle 112 nach oben wird durch zwei Federn, die hier als Blattfedern 119a, 119b (hier nicht dargestellt, siehe Fig. 3a) ausgeführt sind, unterstützt.
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Die Treibzahnradwelle 112 mit der Schenkelfeder 114 und dem Treibzahnrad 115 entkoppelt dadurch vom Getriebe 116 und gelangt in Wirkverbindung mit der ersten Zahnstange 118 am Blendrahmen 2. Damit sich das Treibzahnrad 115 während dieser Bewegung nicht frei drehen kann, ist ein erster, schwenkbarer Abschnitt 120 der Zahnstange 118 durch ein Drehgelenk 121 schräg nach unten geführt. Dadurch greift eine Verzahnung des Treibzahnrads 115 in eine Verzahnung des ersten, schwenkbaren Abschnitts 120 der ersten Zahnstange 118 ein, nachdem das Treibzahnrad 115 nicht mehr mit dem Getriebe 116 in Wirkverbindung steht.
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Der Betätigungsmechanismus 101 ist derart konzipiert, dass die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 nur dann aktivierbar ist, wenn der Schiebeflügel 3 durch die Handhabe verriegelt war und aus dem verriegelten Zustand mit der Handhabe entriegelt wird. Dies wird im Folgenden noch näher erläutert.
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In Fig. 2c ist dargestellt, dass die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 auch als Schließunterstützung 100a verwendbar ist. Sie wird als Schließunterstützung 100a dann an einer oberen rechten Rahmenecke in den Schiebeflügel 3 eingesetzt.
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In Fig. 3a ist die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 in einer Explosionsdarstellung dargestellt. Die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 weist ein Gehäuse auf, das aus einer ersten, hier vorderen Gehäusehälfte 122a und einer zweiten Gehäusehälfte 122b aufgebaut ist, die im montierten Zustand der Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 durch Schrauben zu dem Gehäuse zusammengefügt sind.
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Die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 ist derart ausgelegt, dass sie das Beschleunigen des Schiebeflügels 3 aus dem Stillstand in seiner geschlossenen Position sowie den weiteren Öffnungsvorgang des Schiebeflügels 3 über einen bestimmten Verschiebeweg, hier einen Verschiebeweg von 100 mm (siehe Fig. 3b) unterstützt. Die 100 mm sind beispielhaft zu verstehen. Wichtig ist, dass der unterstützende Verschiebeweg derart bemessen ist, dass der Schiebeflügel 3 aus einer oder mehreren in der Regel vorhandenen Dichtebenen des Blendrahmens 2 heraus beschleunigt wird und dass die Haftreibung zwischen Dichtungen und Schiebeflügel 3 zu überwunden wird und dass die einer Bewegung entgegenwirkende Massenträgheit des Schiebeflügels 3 überwunden wird.
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Bei der Öffnungsunterstützung wird ein Teil oder die gesamte in der Feder, hier der Schenkelfeder 114, gespeicherte Federenergie zur Öffnungsunterstützung verwendet. Es ist daher vorgesehen, die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung zum Vorspannen der Feder während des Schließens des Schiebeflügels über einen Federspannweg erneut zu spannen - dieser Weg wird in dieser Schrift auch als Federspannweg bezeichnet -, so dass sie beim nächsten Öffnungsvorgang erneut zur Öffnungsunterstützung genutzt werden kann.
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Der durch die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 unterstützte Verschiebeweg in Öffnungsrichtung des Schiebeflügels 3 ist hier so gewählt, dass es möglich ist, dass beim Vorspannen der Schenkelfeder 114 über einen vorzugsweise deutlich längeren Federspannweg eine entsprechend geringe Verschiebekraft bei der Schließbewegung des Schiebeflügels 3 aufgewendet werden muss. Vorgespannt wird die Schenkelfeder 114 bei der Schließbewegung des Schiebeflügels 3 über einen Verschiebeweg des Schiebeflügels 3 - Federspannweg - von hier beispielhaft ca. 2000 mm (siehe Fig. 3b), was üblichen Schiebeflügelbreiten entspricht.
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Daraus ergibt sich hier beispielhaft ein Längenverhältnis zwischen dem Verschiebeweg, den die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 unterstützt und dem gesamten Verschiebeweg des Schiebeflügels 3 oder der Schiebeflügelbreite von 1: 20.
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Dieses Längenverhältnis wird durch das Getriebe 116, dass hier drei Getriebestufen mit einem jeweiligen Teilübersetzungsverhältnis von 1:2,7 aufweist, auf das Treibzahnrad 113 und die Schenkelfeder 114 übertragen. Das Teilübersetzungsverhältnis kann auch anders gewählt werden. Es richtet sich vor allem nach dem zur Verfügung stehenden Bauraum der Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 und vom Verschiebeweg des Schiebeflügels in Schließrichtung oder der Schiebeflügelbreite ab und den damit möglichen Teilkreisdurchmesser der Zahnräder. Ebenso ist auch ein Getriebe 116 mit mehr oder weniger als drei Getriebestufen möglich. Die Getriebestufen sind hier durch drei Getriebewellen 123, 124, 125 realisiert. Die Getriebewellen 123, 124, 125 sind jeweils in der jeweiligen Gehäusehälfte 122a, b drehbar gelagert.
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Ein Spannzahnrad 126 ist hier einstückig auf einer Spannzahnradwelle 127 befestigt. Die Spannzahnradwelle 127 ist in der jeweiligen Gehäusehälfte 122a, b drehbar gelagert. Ein zweites Zahnrad 128 ist auf die Spannzahnradwelle 127 gesetzt. Das zweite Zahnrad 128 kämmt im montierten Zustand des Getriebes 116 mit einem dritten Zahnrad 129, das auf einer ersten Übergangswelle 135 sitzt.
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Das Spannzahnrad 126 bildet an der dem zweiten Zahnrad 128 zugewandten Seite - hier in negativer z-Richtung in Bezug auf das Koordinatensystem in Fig. 3a - eine ratschenartige Stirnverzahnung 130 aus. Das zweite Zahnrad 128 bildet korrespondierend dazu an seiner dem Spannzahnrad 126 zugewandten Seite ebenfalls eine ratschenartige Stirnverzahnung 131 aus. Die beiden ratschenartigen Stirnverzahnungen 130, 131 bilden gemeinsam mit einer Feder 132 einen Ratschenmechanismus 133 aus, dessen Funktion im Folgenden noch näher erläutert wird.
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Die erste Getriebestufe ist aus einem ersten Ritzel 134 gebildet, das auf der ersten Übergangswelle 135 sitzt und im zusammengebauten Zustand des Getriebes 116 mit einem vierten Zahnrad 136 kämmt, das auf der ersten Getriebewelle 123 sitzt. Das erste Ritzel 134 und das vierte Zahnrad 136 können vorteilhaft jeweils einstückig mit der jeweiligen Welle 135, 123 verbunden sein, wie dies in Fig. 3a dargestellt ist.
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Die zweite Getriebestufe ist aus einem zweiten Ritzel 137 gebildet, das auf der ersten Getriebewelle 123 sitzt und mit einem fünften Zahnrad 138 kämmt, das auf der zweiten Getriebewelle 124 sitzt. Das zweite Ritzel 137 und das fünfte Zahnrad 138 können vorteilhaft jeweils einstückig mit der jeweiligen Getriebewelle 123, 124 verbunden sein, wie dies in Fig. 3a dargestellt ist.
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Die dritte Getriebestufe ist aus einem dritten Ritzel 139 gebildet, dass auf der zweiten Getriebewelle 124 sitzt und im zusammengebauten Zustand des Getriebes 116 mit einem sechsten Zahnrad 140 kämmt, das auf der dritten Getriebewelle 125 sitzt. Das dritte Ritzel 139 und das sechste Zahnrad 140 können vorteilhaft jeweils einstückig mit der jeweiligen Getriebewelle 124, 125 verbunden sein, wie dies in Fig. 3a dargestellt ist.
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Auf der dritten Getriebewelle 125 sitzt ferner ein siebtes Zahnrad 141, das im zusammengebauten Zustand des Getriebes 116 mit einem achten Zahnrad 142 kämmt. Das achte Zahnrad sitzt auf einer zweiten Übergangswelle 143. Die zweite Übergangswelle 143 ist in der ersten Gehäusehälfte 122a drehfest eingesetzt. Das siebte Zahnrad 140 kann vorteilhaft einstückig mit der dritten Getriebewelle 125 verbunden sein, wie dies in Fig. 3a dargestellt ist. Das achte Zahnrad 142 kann drehbar auf die zweite Übergangswelle 143 aufgesteckt sein.
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Das achte Zahnrad 142 kämmt im zusammengebauten Zustand des Getriebes 116 schließlich mit dem ersten Zahnrad 115, das gemeinsam mit dem Treibzahnrad 113 auf der Treibzahnradwelle 112 sitzt.
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Je größer der Verschiebeweg des Schiebeflügels 3 in Schließrichtung oder die Schiebeflügelbreite ist, desto mehr Drehmoment kann in der Schenkelfeder 114 gespeichert werden oder desto geringer ist die durch den Bediener aufzubringende Verschiebekraft während der Schließbewegung des Schiebeflügels 3.
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Auf Grundlage des Achsabstandes, des Übersetzungsverhältnisses und der maximal möglichen Größe der Zahnräder, ergibt sich die Zahngeometrie der Zahnräder und Ritzel des Getriebes 116.
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Die Schenkelfeder 114 erfordert neben dem erforderlichen Drehmoment einen Verdrehwinkel - hier beispielhaft von 287° -, um - hier für die oben genannten Verhältnisse - als Drehmomentspeicher wirken zu können. Der Verdrehwinkel der Schenkelfeder 114 ergibt sich aus dem Teilkreisdurchmesser des Treibzahnrads 113 und dem durch die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 unterstützen Verschiebeweg in Öffnungsrichtung des Schiebeflügels 3.
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Die Schenkelfeder 114 ist auf die Treibzahnradwelle 112 aufgesetzt. Ein erster Schenkel der Schenkelfeder 114 ist in das Treibzahnrad 113 eingesteckt und ein zweiter Schenkel der Schenkelfeder 114 an der Gehäusehälfte 122a befestigt. Das Treibzahnrad 113 wird von der vorgespannten Schenkelfeder 114 durch Entspannen der Schenkelfeder 114 angetrieben und sorgt dann mit der im Blendrahmen 2 befestigten ersten Zahnstange 118 für die Fortbewegung des Schiebeflügels 3 in Öffnungsrichtung.
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Beim Schließen sorgt das Spannzahnrad 126 dafür, dass die Schenkelfeder 114 vorgespannt wird. Das Spannzahnrad 126 kämmt dabei mit einer zweiten Zahnstange 144 (siehe z.B. Fig. 2b), die in Verlängerung der ersten Zahnstange 118 am Blendrahmen 2 befestigt ist. Durch das Übersetzungsverhältnis des Getriebes von 1 : 20 muss dabei nur eine kleine zusätzliche Verschiebekraft von max. 3,5 N aufgebracht werden. Das Spannzahnrad 126 wirkt über den Ratschenmechanismus 133 (siehe Fig. 2b) auf das Getriebe 116. Beim Schließvorgang des Schiebeflügels 3 steht das Spannzahnrad 126 mit dem Getriebe 116 in Wirkverbindung. Beim Öffnen des Schiebeflügels 3 ist das Spannzahnrad 126 vom Getriebe 116 entkoppelt.
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Ohne diese Entkopplung beim Öffnen des Schiebeflügels 3 würden das Treibzahnrad 113 und das Spannzahnrad 126 gleichzeitig in Wirkverbindung mit dem Getriebe 116 stehen. Durch die Übersetzung des Getriebes ist es nicht möglich, dass sich sowohl das Treibzahnrad 113 als auch das Spannzahnrad 126 mit derselben Drehzahl drehen, das Getriebe 116 würde blockieren.
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Ein Schutz für die Schenkelfeder 114 gegen ein Vorspannen mit einem zu großen Vorspannwinkel wird dadurch realisiert, dass der an dem Spannzahnrad 126 vorhandene wirkende Ratschenmechanismus 133 mit der ratschenartigen Stirnverzahnung 130, 131 (siehe Fig. 3a) ausgestattet ist. Die so geschaffenen Ratschenzähne, welche beim Schließvorgang die auf den Schiebeflügels 3 aufgebrachte Verschiebekraft und damit das Drehmoment aus dem Spannzahnrad 126 in das Getriebe 116 übertragen, weisen einen steilen Flankenwinkel auf.
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Ist die Schenkelfeder 114 vollständig vorgespannt, entsteht ein erhöhtes Drehmoment im Getriebe 116, so dass die Kraft der Feder 132 nicht mehr genügt, um die Flanken der Stirnverzahnungen 130, 131 aufeinander zu pressen. Dementsprechend gleiten die Flanken der Stirnverzahnungen 130, 131 vonaneinander ab, so dass ein Formschluss zwischen den Stirnverzahnungen 130, 131 aufgegeben wird, wodurch der Ratschenmechanismus 133 "durchrutscht". Somit ist das Spannzahnrad 126 vom Getriebe 116 entkoppelt und die Schenkelfeder 114 vor möglichen Beschädigungen geschützt.
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Nachdem der Schiebeflügel 3 um 100 mm geöffnet ist, greift das Treibzahnrad 113 in einen zweiten, nach unten gerichteten Abschnitt 145 (siehe z.B. Fig. 4a) der ersten Zahnstange 118 ein. Die Treibzahnradwelle 112 wird dadurch nach unten gedrückt, gleitet über den jeweiligen Rasthaken 111a, b hinweg, rastet unter den jeweiligen Rasthaken 111a, b ein und verbleibt in dieser Stellung. Damit ist das Treibzahnrad 113 wieder von der ersten Zahnstange 118 entkoppelt.
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Wird der Schiebeflügel 3 in einer geöffneten Position abgesenkt, um so einen Raum zu belüften und anschließend wieder angehoben, wird die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 nicht aktiviert. Dies wird dadurch erreicht, dass die Wippe 103 elastisch verformbar ausgeführt ist. Wenn der Schiebeflügel 3 nicht seitlich im Blendrahmen 2 einsteht, wird die Wippe 103 beim Betätigen der Riegelstange 102 durch die Handhabe elastisch verformt und weicht somit seitlich aus, da das Widerlager der Wippe 103 in Form des Auslösepins 105 in einer solchen Zwischenstellung des Schiebeflügels 3 fehlt. Somit wird die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 nicht betätigt.
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Ist der Schiebeflügel 3 geschlossen und wird durch die Betätigung der Handhabe der Schiebeflügel 3 durch die Riegelstange 102 entriegelt, wird durch die Wippe 103 der federbeaufschlagte Schieber 106 in Öffnungsrichtung geschoben und so die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 aktiviert. Das Drehmoment der Schenkelfeder 114 ist so bemessen, dass sie den Schiebeflügel 3 nicht selbstständig aufschieben kann. Erst eine durch den Bediener auf den Schiebeflügel 3 aufgebrachte Verschiebekraft in Öffnungsrichtung des Schiebeflügels 3 wird durch die Schenkelfeder 114 unterstützt. Der Bediener muss dann lediglich noch eine Verschiebekraft von maximal 25 N für den Beschleunigungsvorgang des Schiebeflügels 3 in eine gleichförmige Bewegung des Schiebeflügels 3 aufwenden.
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Um mit der Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 unterschiedliche Massen des Schiebeflügels 3 abdecken zu können, können unterschiedliche Schenkelfedern 114 vorgesehen sein oder die Feder kann in ihren Eigenschaften einstellbar sein. Insbesondere kann durch eine entsprechend gewählte Vorspannung der Feder eine Einstellbarkeit der Feder und damit eine Anpassbarkeit auf verschiedene Schiebeflügel 3 erreicht werden. Um die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 auch als Schließunterstützung 100a einsetzen zu können, kann die Feder auch doppelwirkend ausgelegt sein.
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Eines, mehrere oder sämtliche Zahnräder und Ritzel des Getriebes 116 sowie die erste Zahnstange 118 können aus einem Kunststoffwerkstoff hergestellt sein. Der Kunststoffwerkstoff wird nach den wirkenden Flächenpressungen während der Abwälzbewegung der Zahnradpaare ausgewählt. Um Bauraumanforderungen für das Getriebe 116 vorteilhaft erfüllen zu können, können die Zahnräder und Ritzel besonders bevorzugt aus einer Mischung aus Polycarbonat (PC) und Acrylnitril- Butadien-Styrol- Copolymer (ABS) hergestellt sein.
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Demzufolge werden bei der vorliegenden Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 keine toxikologisch bedenklichen Materialien eingesetzt. Weiterhin ist die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 am Ende ihrer Lebensdauer einfach in ihre Einzelteile zerlegbar, da die Komponenten nur verschraubt oder aufgesteckt, nicht aber verklebt werden. Dieses Montagekonzept unterstützt ein reinstoffliches Recycling.
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In Fig. 3b sind die Kraft- und Wegverhältnisse an dem Schiebeflügel 3 mit der Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 und ohne die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 dargestellt.
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Mit dem Graph in einer Volllinie ist eine Öffnungsbewegung des Schiebeflügels 3 und eine Schließbewegung des Schiebeflügels 3 jeweils ohne die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 dargestellt.
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Bei beispielhaften Versuchen wurde eine durch eine bedienende Person maximal aufgebrachte Öffnungskraft FFö von ca. 75 N im Mittel gemessen, um den Schiebeflügel 3 aus der Schließstellung in eine gleichförmige Öffnungsbewegung zu bringen. Ein Spitzenwert der Öffnungskraft FFö wurde mit 97 N gemessen. Zum Weiterschieben des Schiebeflügels 3 in die Öffnungsstellung durch eine bedienende Person in einer gleichförmigen Bewegung wurde eine Kraft FFöB von 23 N im Mittel gemessen.
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Eine durch eine bedienende Person maximal aufgebrachte Schließkraft FFs wurde mit 62 N im Mittel gemessen, um den Schiebeflügel 3 aus der Öffnungsstellung in eine gleichförmige Schließbewegung zu bringen. Zum Weiterschieben des Schiebeflügels 3 im Rahmen der weiteren Schließbewegung in die Schließstellung durch eine bedienende Person in einer gleichförmigen Bewegung wurde eine Kraft FFöB von 23 N im Mittel gemessen.
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Der Graph in Fig. 3b in einer gestrichelten Linie beschreibt die Öffnungsbewegung des Schiebeflügels 3 und eine Schließbewegung des Schiebeflügels 3 jeweils mit der Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100.
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Entsprechend der Anforderungen der DIN EN 12217 soll die Bedienkraft FFöU beim Öffnen mithilfe der Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 auf einen Maximalwert von 25 N in die Klasse 3 der Norm gesenkt werden. Dies entspricht einer Verringerung der Bedienkraft ΔFFö um bis zu 72 N, wenn der gemessene Spitzenwert der Öffnungskraft von 97 N berücksichtigt wird.
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Beim Schließvorgang - also dem Einfahren des Schiebflügels 3 in den seitlichen Blendrahmen 2 - darf die Bedienkraft auf bis zu 75 N nach lt. Vorgabe der Norm steigen. Die benötigte Kraft zum Weiterschieben des Schiebeflügels 3 in die Öffnungsstellung durch eine bedienende Person in einer gleichförmigen Bewegung beträgt 23 N im Mittel und ist damit gleich der Kraft FFöB, die zum Weiterschieben des Schiebeflügels 3 aus der Schließstellung in die Öffnungsstellung in einer gleichförmigen Bewegung aufgebracht werden muss.
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Ein weiteres vorteilhaftes Ziel bei der Auslegung der Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 kann darin liegen, durch den Einsatz der Öffnungsunterstützung nicht über 75 N zu erhöhen, als auch die Kraft FFsU zum Weiterschieben des Schiebeflügels 3 in die Schließstellung - bei der die Schenkelfeder 114 vorgespannt wird - durch eine bedienende Person in einer gleichförmigen Bewegung nicht wesentlich über 23 N ansteigen zu lassen.
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Es ist deshalb vorteilhaft vorgesehen, die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 derart auszulegen, dass die Verringerung der Bedienkraft zum Öffnen des Schiebflügels 3 (ΔFFö) durch die Nutzung der Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 stets größer ist, als die Erhöhung der Bedienkraft zum Weiterschieben des Schiebeflügels 3 in seine Schließposition (ΔFFs) durch die Nutzung der Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 gegenüber dem Zustand ohne die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100.
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Ferner ist vorteilhaft vorgesehen, dass die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 nur auf einem Verschiebeweg sFöU von ca. 100 mm wirkt, um die Bedienkräfte des Schiebeflügels 3 auf dieser Strecke erheblich zu reduzieren. Dies ist vorteilhaft, da entlang des Verschiebewegs sFöU ohne Einfluss der Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 die größten Bedienkräfte aufzubringen sind, um den Schiebeflügel 3 aus den Dichtebenen des Blendrahmens 2 heraus zu beschleunigen und somit die Haftreibung zwischen Dichtungen und Schiebeflügel 3 zu überwinden sowie die einer Bewegung entgegenwirkende Massenträgheit des Schiebeflügels 3 zu überwinden.
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Ein Gesamtverschiebweg sF des Schiebeflügels 3 beträgt demnach ein Vielfaches des Verschiebeweg sFöU. Insofern ist sF vorzugsweise um 8- bis 30-mal größer als sFöU und besonders bevorzugt um 15- bis 25-mal größer als sFöU. Dies ist deshalb vorteilhaft, da so ein genügend großer Weg zum Vorspannen der Schenkelfeder 114 zur Verfügung steht.
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Anhand der Figuren 4a bis 4e wird nun die Funktion der Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 erläutert. Die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 weist - unter anderem - das Spannzahnrad 126, das Getriebe 116 mit drei Getriebestufen, die Schenkelfeder 114 als Drehmomentspeicher und das Treibzahnrad 113 sowie die ersten Zahnstange 118 auf, die im Blendrahmen 2 angeordnet ist (siehe Fig. 4a).
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Durch eine Drehung der Handhabe beim Öffnen der Hebe-Schiebe-Tür 1 wird der Betätigungsmechanismus 101 betätigt, der das Treibzahnrad 113 vom Getriebe 116 entkoppelt, so dass sich die Zahnräder des Getriebes 116 frei drehen können (siehe Fig. 4b). Durch eine mechanische Verbindung zwischen der Schenkelfeder 114 und dem Triebzahnrad 113 wird das Drehmoment der Schenkelfeder 114 auf das Treibzahnrad 113 übertragen. Das Drehmoment der Schenkelfeder 114 ist so ausgelegt, dass ein eigenständiges Öffnen des Schiebeflügels 3 ohne zusätzliche Verschiebekraft, die durch einen Bediener aufgebracht werden muss, ausgeschlossen ist. Erst wenn durch die bedienende Person eine zusätzliche Kraft zum Öffnen der Hebe-Schiebetür 1 eingeleitet wird, unterstützt die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 des Öffnungsvorgang des Schiebeflügels 3 (siehe Fig. 4c).
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Nach einer Öffnungsweite des Schiebeflügels 3 von ca. 100 mm löst sich das Treibzahnrad 113 von der ersten Zahnstange 118, so dass das Treibzahnrad 113 nicht mehr mit der ersten Zahnstange 118 kämmt (siehe Fig. 4d).
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Während des weiteren Öffnungsvorgangs des Schiebeflügels 3 kämmt das Spannzahnrad 126 mit der zweiten Zahnstange 144 (siehe Fig. 4e). Durch den Ratschenmechanismus 133 ist das Getriebe 116 jedoch vom Spannzahnrad 126 entkoppelt, so dass sich die Zahnräder des Getriebes 116 nicht mitdrehen.
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Erst beim Schließen des Schiebeflügels 3 treibt das Spannzahnrad 126 das Getriebe 116 wieder an, so dass die Schenkelfeder 114 für den nächsten Öffnungsvorgang vorgespannt wird. Um eine Überspannung der Schenkelfeder 114 zu verhindern, ist der Ratschenmechanismus 133 am Spannzahnrad 126 vorgesehen, der die Schenkelfeder 114 vor einem Vorspannen über den vorgesehenen Drehwinkel bzw. über das vorgesehene Drehmoment hinaus schützt.
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Die durch den Bediener aufzuwendende Verschiebekraft beim Öffnen des Schiebeflügels 3 wird durch das Entspannen der gespannten Schenkelfeder 114, die beim Öffnen des Schiebeflügels 3 ihr gespeichertes Drehmoment auf das Treibzahnrad 113 abgibt, wirksam auf einen Wert von max. 25 N gesenkt, so dass eine Schiebtür oder Hebe-Schiebetür 1 die Vorgaben für barrierefreies Bauen sicher erfüllt.
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Beim Schließen des Schiebeflügels 3 ist durch die gewählte Getriebeübersetzung gewährleistet, dass nur eine geringfügig höhere Verschiebekraft aufzuwenden ist, als beim Öffnen, da das Getriebe 116 die vom Bediener aufzuwendende Verschiebekraft des Schiebeflügels 3 zum Vorspannen der Schenkelfeder 114 vorteilhaft entscheidend reduziert.
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Die Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 ist vorteilhaft derart ausgelegt, dass die entstehenden Kräfte und Drehmomente innerhalb der Einrichtung zur Öffnungsunterstützung 100 wirken, so dass im verriegelten Zustand des Schiebeflügels 3 keine Kräfte oder Drehmomente auf den Flügelrahmen 5 oder/ oder den Blendrahmen 2 wirken.
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Schiebetür
- 2
- Blendrahmen
- 3
- Schiebeflügel
- 4
- Festverglasung
- 5
- Flügelrahmen
- 6
- Flächenelement
- 7
- Profil
- 8
- Flügelrahmenholm
- 100
- Öffnungsunterstützung
- 101
- Betätigungsmechanismus
- 102
- Riegelstange
- 103
- Wippe
- 104
- Kulisse
- 105
- Auslösepin
- 106
- Schieber
- 107
- pilzförmiger Kopf
- 108
- Sperrklinke
- 109a, b
- Schenkel
- 110a, b
- Ausbruch
- 111a, b
- Rasthaken
- 112
- Treibzahnradwelle
- 113
- Treibzahnrad
- 114
- Schenkelfeder
- 115
- erstes Zahnrad
- 116
- Getriebe
- 117a, b
- Führung
- 118
- Zahnstange
- 119a, b
- Blattfeder
- 120
- erster, schwenkbarer Abschnitt
- 121
- Drehgelenk
- 122a, b
- Gehäusehälfte
- 123
- Getriebewelle
- 124
- Getriebewelle
- 125
- Getriebewelle
- 126
- Spannzahnrad
- 127
- Spannzahnradwelle
- 128
- zweites Zahnrad
- 129
- drittes Zahnrad
- 130
- Stirnverzahnung
- 131
- Stirnverzahnung
- 132
- Feder
- 133
- Ratschenmechanismus
- 134
- erstes Ritzel
- 135
- erstes Übergangswelle
- 136
- viertes Zahnrad
- 137
- zweites Ritzel
- 138
- fünftes Zahnrad
- 139
- drittes Ritzel
- 140
- sechstes Zahnrad
- 141
- siebtes Zahnrad
- 142
- achtes Zahnrad
- 143
- zweite Übergangswelle
- 144
- zweite Zahnstange
- 145
- zweiter Abschnitt