WO2016034310A1 - Türantrieb mit schaltbarer selbsthemmung sowie einrichtungs- und betriebsverfahren hierfür - Google Patents

Türantrieb mit schaltbarer selbsthemmung sowie einrichtungs- und betriebsverfahren hierfür Download PDF

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WO2016034310A1
WO2016034310A1 PCT/EP2015/065430 EP2015065430W WO2016034310A1 WO 2016034310 A1 WO2016034310 A1 WO 2016034310A1 EP 2015065430 W EP2015065430 W EP 2015065430W WO 2016034310 A1 WO2016034310 A1 WO 2016034310A1
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door
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electric motor
drive
locking
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PCT/EP2015/065430
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Inventor
Michael Sanke
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Hörmann KG Antriebstechnik
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Publication date
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    • E05F15/00—Power-operated mechanisms for wings
    • E05F15/60—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators
    • E05F15/603—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors
    • E05F15/611—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors for swinging wings
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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    • E05Y2900/10—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for buildings or parts thereof
    • E05Y2900/13—Type of wing
    • E05Y2900/132—Doors

Definitions

  • the invention relates to a door drive for driving a door leaf of a building door with a motor drive unit having an electric motor and a transmission for coupling the electric motor to the door, and a motor drive.
  • the invention relates to a
  • Swing door operator as it is known for example from WO 201 1/138420 A1, DE 20 2012 101 391 111, DE 10 2012 1 10 914 A1, DE 20 2012 100 171 IM and / or DE 20 2012 101 390 IM ,
  • the invention relates to drives for doors of buildings.
  • the safety standards to be observed here determine that you should be able to manually open and close automatically powered building swing doors at any time. Therefore, door drives for such doors should not be completely self-locking.
  • the automatically driven doors should also close; i.e.
  • the driven door should be able to be held by the door drive in a desired position, in particular the closed position.
  • the invention has for its object to solve these different demands on door drives so that the user the highest possible comfort is provided with the lowest possible energy consumption.
  • the invention proposes a door drive with the
  • the invention provides a door drive for driving a door leaf of a building door with:
  • a motor-drive unit having an electric motor and a gear for coupling the electric motor to the door
  • a motor driver which is adapted to in one
  • a self-locking mode switching device by means of which a user can selectably switch on or off the self-locking mode.
  • the motor drive is designed to be in
  • the motor drive is designed to be in
  • the self-locking mode switching device can be actuated via an operating menu and / or can be activated and / or actuated by switching off an energy-saving mode.
  • the self-locking mode switching means has a
  • the motor drive is designed such that the resistance generated by the motor in the self-locking mode at standstill is adjustable.
  • the height of the resistor can be programmed and / or adjusted in stages.
  • the door drive is designed such that it on its output shaft or on the output shaft of the motor drive unit when the self-locking mode is a purely mechanical self-locking - torque resistance of the door leaf on the door drive force applied in the range of 0.5 to 5 Nm and preferably 1 to 2 Nm having.
  • the door drive is designed such that when switching on the self-locking mode of the electric motor in addition a resistance of 0.05 Nm to 20 Nm is exercised.
  • this resistance in particular adjustable in stages.
  • the door operator is a swing door-door drive for driving a pivotable about a lateral vertical axis and pivotally hinged rotary wing with a motor drive unit comprising an electric motor and a transmission for
  • the invention relates to a building door
  • a swing door comprising a door drive according to one of the previously explained embodiments.
  • the invention relates to a furnishing
  • Motor drive unit with electric motor and gear has, for driving a building door, with the steps:
  • the step of performing the self-inhibition function comprises driving the electric motor with high-frequency voltage pulses.
  • Electric motor is permanently coupled to the door, so that at
  • Movement of the door leaf rotates a rotor of the electric motor. This can be done on the motor shaft or on the rotor of the electric motor by a
  • Incremental encoder or the like tapping the way of the door leaf and make statements about the position of the door leaf. For example, as is well known, for example, in garage door operators, end positions as well as Monitor door leaf speeds by detecting the rotation of the rotor of the electric motor. Even a power cut on the engine can be realized.
  • a dihemmfunktion is provided according to the invention, wherein a motor control of the motor such as the motor at standstill controls that he offers an increased resistance to outgoing from the door forces. This can be achieved, for example, by triggering with voltage pulses in the
  • High frequency range i. above about 900 Hz, reach.
  • the frequency is about 5 to 30 kHz.
  • the frequency is above that audible by users
  • Frequency range e.g. above 15 kHz.
  • the electric motor of the door drive for driving the door leaf is supplied in the known manner with voltage, which causes a rotation of the electric motor for opening or closing the door leaf. If the door is still - possibly only limited to certain positions, such as the end positions or in particular the end position "door closed” - at Activation of Dishemnnungsnnodus the holding function turned on, in which the control of the motor to generate the resistance force.
  • This self-locking mode in which an increased holding force is generated at standstill of the electric motor, can be advantageous for generating
  • Self-locking mode can turn on and off. Thus, it has the user in his own hands, whether saving energy and thus a lesser
  • Energy consumption in standby mode is in the foreground, or whether an increased holding power at standstill of the electric motor should be generated despite higher standby consumption.
  • This function is particularly paired with a transmission, which outgoing from the door forces such resistance even without
  • the motor can be operated in energy-saving mode, where the self-locking mode is blocked.
  • Much of the holding force required for locking is achieved by appropriate selection of the corresponding motor gear and / or the follower gear.
  • the mechanical self-locking force is selected so that a
  • Holding force is present, which is a manual operation a noticeable
  • Figure 1 is a plan view of a building door in the form of a swing door with a swing door-door drive according to an embodiment of the invention.
  • Fig. 2 is a block diagram of the rotary door operator
  • Fig. 3 is a voltage-time diagram showing a motor voltage for
  • Fig. 4 is a simplified, schematic flowchart for a
  • FIG. 1 an automatically driven swing door 10 with a frame 12 and a rotary wing 14 is shown, which is hinged by means of door hinges 16 on the frame 12 to be opened about a vertical axis 18 and closed.
  • a rotary-wing door drive 20 is provided, which in the following also briefly serves as a door drive 20
  • the door drive 20 is fixedly mounted on the frame 12 and drives via a Knickarmgelenk 30 to the rotary wing 14.
  • a Knickarmgelenk 30 to the rotary wing 14.
  • the door drive 20 is articulated, for example, via a sliding arm and a guide rail.
  • the door drive 20 has a housed in a drive housing 22
  • Motor drive unit 24 which drives a coupling element 26 for driving the rotary wing 14 movable.
  • the coupling element 26 is formed for example by a driven arm or drive lever of the articulated arm 30.
  • Swing doors are the type of doors that is most commonly found.
  • the swing door 10 is a building door and
  • the swing door 10 is usually formed without further mechanical retaining mechanisms for holding the door in the "door closed" position.
  • Motor drive unit 24 designed as a geared motor 32 electric motor 34.
  • the electric motor 34 is connected via a door drive gear (not shown here, but shown and described in DE 10 2012 1 10 914 A1) with the coupling element 26 so that a rotation of a rotor of the
  • Electric motor 34 causes a movement of the coupling element 26 and, conversely, a movement of the coupling element 26, a rotation of the rotor of the
  • Electric motor 34 causes.
  • the rotary wing 14 can also be opened manually; with manual movement of the rotary wing 14 about the vertical axis 18, the coupling element 26 moves with and rotates so through the gear the rotor of the electric motor 34.
  • the transmission is designed so that such a manual movement sufficient resistance is opposed, so that in normal operation at Standstill of the electric motor 34, a sufficient holding force for holding the rotary wing 14 is effected. in the Standard is thus a holding force mechanically by means of inertia or self-locking of the transmission between the rotor of the electric motor 34 and
  • Coupling element 26 causes.
  • Fig. 2 shows a block diagram relating to the electrical application of
  • the electric motor 34 of the motor drive unit 24 can be controlled by means of a motor drive 36.
  • the motor drive controller 36 has, in a standard power saving mode 38, the function of energizing the electric motor 34 only for driving the rotary wing 14 (opening or closing).
  • Self-locking mode switching device 40 by means of which a user can selectably switch on or off a self-locking mode 39.
  • Electric motor energized as usual. At standstill, however, the electric motor 34 is driven with an alternating series of voltage pulses, as e.g. in Fig. 3 is shown. For example, the motor is driven alternately at a frequency in the range of 15 kHz (+/- 10 kHz).
  • the electric motor 34 sets at standstill an introduction of a force from the outside via the coupling element 26 against the rotor of the electric motor 34 an increased torque resistance.
  • the holding force of the door drive 20 at standstill of the door drive 20 compared to the standard mode - energy saving mode 38 - significantly increase.
  • the self-locking mode switching device 40 can be operated via a user interface 42.
  • the user interface 42 has a
  • User information device 44 by means of which the user can be informed.
  • the user information device 44 has a display for text playback and / or a device for other information - for example audio playback or the like.
  • the user interface 42 may further include buttons 46 or the like input elements.
  • On the display e.g. when the self-inhibiting mode 39 is turned on, an increased standby consumption is indicated, or conversely, when the power-saving mode 38 is turned on, a symbol indicating the lower consumption or the like is displayed.
  • the self-locking mode 39 can be switched on or off.
  • the Dihemmungsmodus- switching device 40 is coupled to a power-saving mode selector 48.
  • the power save mode selector 48 is configured to select and / or turn on a power save mode 38 or
  • the power save mode selector 48 has a
  • the self-inhibition mode switching device 40 may be operated by the power-saving mode selector 48. Will the
  • Energy saving mode 38 is selected, is disabled via the self-locking mode switching device 40, the self-locking mode 39 and blocked. At standstill, the electric motor 34 is thus not energized; and a low standby operation is achievable, the hold function being effected solely by the mechanical resistance of the motor drive assembly 24 and, in particular, the transmission between the rotor of the electric motor and the rotary vane 14. Will against it desired an increased hold function, the power saving mode 38 can be disabled via the power save mode selector 48. Thereby, the self-locking mode 39 is activated, and at standstill, the electric motor 34 is driven in the manner shown in Fig. 3 as an example, so as to produce an increased resistance.
  • FIG. 4 a flowchart schematically illustrating a preferred installation and operation method for the door operator 20 is shown.
  • step 100 it is judged whether a lower power requirement is more important than an increased holding force. If yes, then at step 102
  • the self-locking mode switching device 40 is turned off and the self-locking mode 39 is blocked.
  • step 106 it is then queried at 106 whether the door drive 20 is switched on in standby mode or not.
  • step 108 it is queried whether the door drive 20 is actuated to open or close the rotary vane 14. If so, the electric motor is driven at step 1 10; the rotor rotates in the corresponding direction to open or close the rotary wing 14 via the coupling element 26. Subsequently, the motor drive control 36 returns to the
  • Holding power is more important than a low energy requirement, is beyond the
  • Self-locking mode switching device 40 the self-locking mode in step 1 12 is activated. Is then the door drive 20 in standby mode (Inquiry step 106), then, when at 108, a drive command for opening or closing takes place, as in power saving mode 38 driving the electric motor, and the rotor is rotated to open or close the rotary wing 14. However, if there is no command to control, open or close at 108, then at each standstill of the electric motor 34 (or alternatively only at a standstill in predetermined positions, such as the end position "door closed"), the holding function 120 is activated in the This is done, for example, by driving the electric motor with alternating high-frequency voltage, as indicated in FIG.
  • the transmission and the electric motor are designed such that purely mechanically a torque resistance of 0.5 Nm to 5 Nm, preferably 1 to 5 Nm for providing the holding force for holding the rotary blade abuts the output shaft.
  • Resistance can be exercised by driving the electric motor 34 in addition to this purely mechanical resistance, a resistance of 0.05 Nm to 20 Nm. In a particularly preferred embodiment of this resistance - especially in stages - adjustable. For this purpose, the user when setting up the door drive via the user interface 42, the height of the additional
  • Resistance for example, in stages, select and adjust.
  • the user can also select an area or a predetermined position via the user interface when setting up the door drive, within which the additional resistance is to be activated, in which case then outside this predetermined position or the predetermined range is not active.
  • a switching on of the additional resistor could only take place in the "door to” position or in an area close to the "door to” position, with the rest of the door path at the standstill of the electric motor

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  • Power Engineering (AREA)
  • Power-Operated Mechanisms For Wings (AREA)

Abstract

Um eine Gebäudetür komfortabler sowohl manuell als auch automatisch mit geringem Energiebedarf betätigen zu können, schafft die Erfindung einen Türantrieb (20) zum Antreiben eines Türflügels (14) einer Gebäudetür mit: einem Motorantriebsaggregat (24), das einen Elektromotor (34) und ein Getriebe zum Koppeln des Elektromotors (34) an den Türflügel (14) aufweist, und einer Motoransteuerung (36), die dazu ausgebildet ist, in einem Selbsthemmungsmodus (39) den Elektromotor (34) in dessen Stillstand derart anzusteuern, dass er einer von dem Türflügel (14) über das Getriebe in den Elektromotor (34) eingeleiteten Bewegungskraft einen erhöhten Widerstand entgegensetzt, weiter umfassend: eine Selbsthemmungsmodus-Schalteinrichtung (40) mittels der ein Benutzer den Selbsthemmungsmodus (39) wählbar einschalten oder ausschalten kann.

Description

TÜRANTRIEB MIT SCHALTBARER SELBSTHEMMUNG SOWIE
EINRICHTUNGS- UND BETRIEBSVERFAHREN HIERFÜR
Die Erfindung betrifft einen Türantrieb zum Antreiben eines Türflügels einer Gebäudetür mit einem Motorantriebsaggregat, das einen Elektromotor und ein Getriebe zum Koppeln des Elektromotors an den Türflügel aufweist, und einer Motoransteuerung.
In besonders bevorzugter Ausgestaltung betrifft die Erfindung einen
Drehflügeltürantrieb, wie er beispielsweise aus der WO 201 1 /138420 A1 , der DE 20 2012 101 391 111 , der DE 10 2012 1 10 914 A1 , der DE 20 2012 100 171 IM und/oder der DE 20 2012 101 390 IM bekannt ist.
Die Erfindung betrifft Antriebe für Türen von Gebäuden. Die hier zu beachtenden Sicherheitsnormen bestimmen, dass man automatisch angetriebene Gebäude- Drehflügeltüren jederzeit manuell leicht öffnen und schließen können soll. Daher sollen Türantriebe für derartige Türen nicht vollständig selbsthemmend sein.
Andererseits sollen die automatisch angetriebenen Türen insbesondere dann, wenn kein gesonderter Zuhaltemechanismus, wie ein gesondertes Schloss, vorhanden ist, auch schließen; d.h. die angetriebenen Türflügel sollen durch den Türantrieb in einer gewünschten Position, wie insbesondere der Schließposition, auch gehalten werden können.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, diese unterschiedlichen Forderungen an Türantriebe so zu lösen, dass für den Benutzer ein möglichst hoher Komfort bei möglichst geringem Energiebedarf bereitgestellt wird. Zum Lösen dieser Aufgabe schlägt die Erfindung einen Türantrieb mit den
Merkmalen des Anspruches 1 sowie ein Einrichtungs- und Betriebsverfahren für einen Türantrieb mit den Merkmalen bzw. Schritten des Nebenanspruchs vor.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß einem ersten Aspekt schafft die Erfindung einen Türantrieb zum Antreiben eines Türflügels einer Gebäudetür mit:
einem Motorantriebsaggregat, das einen Elektromotor und ein Getriebe zum Koppeln des Elektromotors an den Türflügel aufweist, und
einer Motoransteuerung, die dazu ausgebildet ist, in einem
Selbsthemmungsmodus den Elektromotor bei dessen Stillstand derart
anzusteuern, dass er einer von dem Türflügel über das Getriebe in den
Elektromotor eingeleiteten Bewegungskraft einen erhöhten Widerstand
entgegensetzt, weiter umfassend:
eine Selbsthemmungsmodus-Schalteinrichtung, mittels der ein Benutzer den Selbsthemmungsmodus wählbar einschalten oder ausschalten kann.
Es ist bevorzugt, dass die Motoransteuerung dazu ausgebildet ist, im
Selbsthemmungsmodus den Elektromotor mit hochfrequenten Spannungspulsen anzusteuern.
Es ist bevorzugt, dass die Motoransteuerung dazu ausgebildet ist, im
Selbsthemmungsmodus den erhöhten Widerstand lediglich in wenigstens einer vorgegebenen Stellung und/oder in einer Stellung„Tür zu" und/oder im Stillstand des Elektromotors zu erzeugen.
Es ist bevorzugt, dass die Selbsthemmungsmodus-Schalteinrichtung über ein Bedienmenü betätigbar ist und/oder durch Ausschalten eines Energiesparmodus aktivierbar und/oder betätigbar ist.
Es ist bevorzugt, dass die Selbsthemmungsmodus-Schalteinrichtung eine
Benutzerinformationseinrichtung aufweist, die den Benutzer bei Anwahl des Selbsthemmungsmodus auf einen höheren Energiebedarf des Türantriebs hinweist.
Vorzugsweise ist die Motoransteuerung derart ausgebildet, dass die von dem Motor im Selbsthemmungsmodus im Stillstand erzeugte Widerstand einstellbar ist.
Vorzugsweise lässt sich die Höhe des Widerstands in Stufen programmieren und/oder einstellen.
Vorzugsweise ist der Türantrieb derart ausgebildet, dass er an seiner Abtriebswelle oder an der Abtriebswelle des Motorantriebsaggregats bei ausgeschaltetem Selbsthemmungsmodus eine rein mechanische Selbsthemmung - Drehmomentwiderstand bei von dem Türflügel auf den Türantrieb ausgeübter Kraft - im Bereich von 0.5 bis 5 Nm und vorzugsweise 1 bis 2 Nm aufweist.
Vorzugsweise ist der Türantrieb derart ausgebildet, dass bei Einschalten des Selbsthemmungsmodus von dem Elektromotor zusätzlich ein Widerstand von 0,05 Nm bis 20 Nm ausgeübt wird. Vorzugsweise ist dieser Widerstand - insbesondere in Stufen einstellbar.
Ein besonders bevorzugter Türantrieb ist gekennzeichnet durch eine
Energiesparmodus-Auswahleinrichtung, mittels der ein Endbenutzer einen
Energiesparmodus einstellen kann, wobei die Energiesparmodus- Auswahleinrichtung derart ausgebildet ist, dass im Energiesparmodus die
Aktivierung des Selbsthemmungsmodus blockiert ist.
Vorzugsweise ist der Türantrieb ein Drehflügeltür-Türantrieb zum Antreiben eines um eine seitliche Hochachse hin und her schwenkbar angelenkten Drehflügels mit einem Motorantriebsaggregat, das einen Elektromotor und ein Getriebe zum
Koppeln des Elektromotors an den Drehflügel aufweist. Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Gebäudetür,
insbesondere eine Drehflügeltür, umfassend einen Türantrieb nach einer der zuvor erläuterten Ausgestaltungen.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Einrichtungs- und
Betriebsverfahren zum Einrichten und Betreiben eines Türantriebs, der ein
Motorantriebsaggregat mit Elektromotor und Getriebe aufweist, zum Antreiben einer Gebäudetür, mit den Schritten:
Untersuchen, ob für den Betrieb des Türantriebs eine Haltefunktion wichtiger als ein geringer Energiebedarf ist oder ob ein geringer Energiebedarf wichtiger als eine Haltefunktion ist und
Ausschalten des Energiesparmodus und Ermöglichen und Durchführen einer Selbsthemmfunktion, in der der Elektromotor durch eine Motoransteuerung derart angesteuert wird, dass er einen erhöhten Widerstand gegen von der Tür aus ausgehenden Kräften bietet, in den Fällen, in denen eine Haltefunktion wichtiger als ein geringer Energiebedarf ist, und
Einschalten eines Energiesparmodus, in dem die Selbsthemmfunktion blockiert ist, in den Fällen, in denen der geringe Energiebedarf wichtiger als die Haltefunktion ist.
Es ist bevorzugt, dass der Schritt Durchführen der Selbsthemmfunktion Ansteuern des Elektromotors mit hochfrequenten Spannungspulsen umfasst.
Bei der WO 201 1/138420 A1 ist dagegen das Getriebe des
Motorantriebsaggregates derart ausgebildet, dass es eine
Rutschkupplungsfunktion ausüben kann. Es ist aber zur genaueren Steuerung des Türantriebes bei der Erfindung bevorzugt, wenn eine Abtriebswelle des
Elektromotors permanent an den Türflügel gekoppelt ist, so dass sich bei
Bewegung des Türflügels ein Rotor des Elektromotors mitdreht. Dadurch kann man an der Motorwelle bzw. an dem Rotor des Elektromotors durch einen
Inkrementalgeber oder dergleichen den Weg des Türflügels abgreifen und so Aussagen über die Position des Türflügels machen. Beispielsweise lassen sich so - wie dies z.B. bei Garagentorantrieben gut bekannt ist - Endpositionen sowie Geschwindigkeiten des Türflügels durch Erfassung der Drehung des Rotors des Elektromotors überwachen. Auch eine Kraftabschaltung am Motor lässt sich so realisieren.
Damit bei fehlender Rutschkupplungsfunktion die normative Vorgabe einer manuellen Bewegbarkeit gegeben ist, sollte eine Selbsthemmung des Türantriebes möglichst gering sein. Andererseits möchte man die Türen aber sicher an einer beliebigen Position (Stillstand) halten. Insbesondere möchte man die Türen besonders in der Endlage„Tür zu" halten, und dies zwar auch dann, wenn man - wie bei Innentüren üblich - keine elektromechanische Verriegelung (E-Öffner oder Motorschloss) vorfindet. Für die Selbsthemmung sollte man demnach einen
Kompromiss zwischen einer erhöhten Selbsthemmung in einer beliebigen
Türposition zum Bereitstellen einer Haltekraft und einer möglichst geringen
Selbsthemmung für die manuelle Bedienung der Tür eingehen.
Hierzu ist gemäß der Erfindung eine Selbsthemmfunktion vorgesehen, wobei eine Motoransteuerung des Motors derart den Motor bei Stillstand ansteuert, dass er eine erhöhte Widerstandskraft gegen von der Tür ausgehende Kräfte bietet. Dies lässt sich beispielsweise durch eine Ansteuerung mit Spannungspulsen im
Hochfrequenzbereich, d.h. oberhalb von ca. 900 Hz, erreichen. Beispielsweise wird, wenn die Selbsthemmfunktion aktiviert ist, bei Stillstand des Türantriebs im Standby-Betrieb der Elektromotor mit Spannungspulsen im Bereich von 900 Hz bis 100 kHz angesteuert. Besonders bevorzugt liegt die Frequenz bei ca. 5 bis 30 kHz. Vorzugsweise liegt die Frequenz oberhalb des von Benutzern hörbaren
Frequenzbereichs, z.B. oberhalb 15 kHz.
Dadurch lässt sich im Stillstand des Motors eine erhöhte Haltekraft erreichen.
Im Selbsthemmungsmodus wird somit der Elektromotor des Türantriebes zum Antreiben des Türflügels in der bekannten Weise mit Spannung versorgt, die eine Drehung des Elektromotors zum Öffnen oder Schließen des Türflügels bewirkt. Steht der Türflügel still - eventuell auch nur begrenzt auf bestimmte Positionen, wie z.B. die Endpositionen oder insbesondere die Endlage„Tür zu" - wird bei Aktivierung des Selbsthemnnungsnnodus die Haltefunktion eingeschaltet, in der die Ansteuerung des Motors zum Erzeugen der Widerstandskraft erfolgt.
Dieser Selbsthemmungsmodus, in dem zum Stillstand des Elektromotors eine erhöhte Haltekraft erzeugt wird, lässt sich vorteilhaft zur Erzeugung
unterschiedlicher Widerstandskräfte nutzen. Allerdings ist hierzu eine erhöhte Spannungsversorgung im Standby-Betrieb notwendig.
Gemäß der Erfindung wird daher vorgeschlagen, dass der Benutzer diesen
Selbsthemmungsmodus einschalten kann und ausschalten kann. Somit hat es der Benutzer selbst in der Hand, ob Energiesparen und somit ein geringerer
Energieverbrauch im Standby-Betrieb im Vordergrund steht, oder ob eine erhöhte Haltekraft bei Stillstand des Elektromotors trotz höherem Standby-Verbrauchs erzeugt werden soll.
Diese Funktion wird insbesondere gepaart mit einem Getriebe, welches von der Tür ausgehenden Kräften einen derartigen Widerstand auch ohne
energieverzehrendem Selbsthemmungsmodus entgegensetzt, dass auch bei Ausschalten des Selbsthemmungsmodus für Normalfälle eine genügend große Haltekraft zur Verfügung steht.
So kann nur dort, wo erhöhte Kräfte zu erwarten sind - seien es Windkräfte oder seien es Kräfte gegen andere Einflüsse - eine Aktivierung des gesonderten Selbsthemmungsmodus erfolgen. In allen anderen Fällen kann der Motor im Energiesparmodus betrieben werden, wo der Selbsthemmungsmodus blockiert ist.
Ein Großteil der für das Zuhalten benötigten Haltekraft wird durch entsprechende Auswahl des entsprechenden Motorgetriebes und/oder des Folgegetriebes erreicht. Die mechanische Selbsthemmkraft wird so ausgewählt, dass eine
Haltekraft vorhanden ist, die einer manuellen Betätigung einen spürbaren
Widerstand entgegensetzt. Unter gewissen Umständen ist eine erhöhte
Selbsthemmung in der Ruhelage aber durchaus sinnvoll. Aufgrund dessen gibt es bei bevorzugten Türantrieben eine Energiespareinstellung. Im Standardbetrieb ist eine alternierende Motoransteuerung, die im Stillstand den Motor alternierend und hochfrequent ansteuert, deaktiviert. Der Benutzer kann dann selbst entscheiden, ob er auf einen geringen Standby-Betrieb Wert legt oder ob ihm eine höhere Haltekraft trotz höheren Standby-Energieverbrauch wichtiger ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Gebäudetür in Form einer Drehflügeltür mit einem Drehflügeltür-Türantrieb gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 ein Blockschaltbild für den Drehflügel-Türantrieb;
Fig. 3 ein Spannungs-Zeitdiagramm, welches eine Motorspannung zum
Ansteuern eines Elektromotors des Türantriebs zum Erzeugen einer erhöhten Widerstandskraft darstellt; und
Fig. 4 ein vereinfachtes, schematisiertes Flussdiagramm für ein
Einrichtungs- und Betriebsverfahren des Türantriebs.
In Fig. 1 ist eine automatisch angetriebene Drehflügeltür 10 mit einer Zarge 12 und einem Drehflügel 14 gezeigt, der mittels Türbänder 16 an der Zarge 12 angelenkt ist, um um eine Hochachse 18 drehend geöffnet und geschlossen zu werden. Zum Antreiben dieser Öffnungs- und/oder Schließbewegung ist ein Drehflügel- Türantrieb 20 vorgesehen, der im Folgenden auch kurz als Türantrieb 20
bezeichnet wird.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Türantrieb 20 an der Zarge 12 ortsfest angebracht und treibt über ein Knickarmgelenk 30 den Drehflügel 14 an. Andere Bauarten der für Drehflügel-Türantriebe üblichen Art sind denkbar. In einer nicht weiter dargestellten Ausgestaltung ist der Türantrieb 20 beispielsweise über einen Gleitarm und eine Führungsschiene angelenkt. Der Türantrieb 20 weist ein in einem Antriebsgehäuse 22 untergebrachtes
Motorantriebsaggregat 24 auf, das ein Koppelelement 26 zum Antreiben des Drehflügels 14 beweglich antreibt. Das Koppelelement 26 ist beispielsweise durch einen angetriebenen Arm oder Antriebshebel des Knickarms 30 gebildet. Für nähere Einzelheiten zum mechanischen Aufbau des Motorantriebsaggregats wird ausdrücklich auf die DE 10 2012 1 10 914 A1 verwiesen.
Drehflügeltüren sind die Bauart von Türen, die am häufigsten vorzufinden ist.
Nahezu jede Zimmertür ist als Drehflügeltür mit einem Rahmen - Zarge genannt - und einem daran meist über Scharniere um eine Hochachse drehbar angelenkten Drehflügel ausgebildet. Die Drehflügeltür 10 ist eine Gebäudetür und
beispielsweise als Haustür oder Innentür ausgebildet. Als Haustür kann sie einen zusätzlichen Verriegelungsmechanismus, wie z.B. ein Motorschloss oder einen elektrisch betätigbaren Türöffner (nicht dargestellt), aufweisen. Als Innentür ist die Drehflügeltür 10 in der Regel ohne weitere mechanische Haltemechanismen zum Halten der Tür in der Stellung„Tür zu" ausgebildet.
Wie dies auch aus der DE 10 2012 1 10 914 A1 hervorgeht, weist das
Motorantriebsaggregat 24 einen als Getriebemotor 32 ausgebildeten Elektromotor 34 auf. Der Elektromotor 34 ist über ein Türantriebsgetriebe (hier nicht näher dargestellt, aber in der DE 10 2012 1 10 914 A1 gezeigt und beschrieben) mit dem Koppelelement 26 so verbunden, dass eine Drehung eines Rotors des
Elektromotors 34 eine Bewegung des Koppelelements 26 bewirkt und umgekehrt eine Bewegung des Koppelelements 26 eine Drehung des Rotors des
Elektromotors 34 bewirkt.
Der Drehflügel 14 lässt sich auch manuell öffnen; bei manueller Bewegung des Drehflügels 14 um die Hochachse 18 bewegt sich das Koppelelement 26 mit und dreht so über das Getriebe den Rotor des Elektromotors 34. Das Getriebe ist derart ausgelegt, dass einer solchen manuellen Bewegung ein ausreichender Widerstand entgegengesetzt wird, so dass im Normalbetrieb bei Stillstand des Elektromotors 34 eine ausreichende Haltekraft zum Halten des Drehflügels 14 bewirkt wird. Im Standard wird somit eine Haltekraft mechanisch mittels der Trägheit oder der Selbsthemmung des Getriebes zwischen Rotor des Elektromotors 34 und
Koppelelement 26 bewirkt.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild bezüglich der elektrischen Anwendung des
Motorantriebsaggregats 24. Der Elektromotor 34 des Motorantriebsaggregats 24 ist mittels einer Motoransteuerung 36 ansteuerbar. Die Motorantriebssteuerung 36 weist in einem als Standard gesetzten Energiesparmodus 38 die Funktion auf, dass der Elektromotor 34 nur zum Antreiben des Drehflügels 14 (Öffnen oder Schließen) bestromt wird.
Weiter weist die Motorantriebssteuerung 36 aber auch noch eine
Selbsthemmungsmodus-Schalteinrichtung 40 auf, mittels der ein Benutzer einen Selbsthemmungsmodus 39 wählbar einschalten oder ausschalten kann.
In dem Selbsthemmungsmodus 39 wird der Elektromotor bei Stillstand des
Torantriebes - im Standby-Betrieb - derart angesteuert, dass der Elektromotor 34 einer von dem Drehflügel 14 über das Getriebe in den Elektromotor eingeleiteten Beweg ungs kraft einen erhöhten Widerstand entgegensetzt. Bei der Öffnungs- und Schließfunktion wird somit im Selbsthemmungsmodus 39 weiterhin der
Elektromotor wie üblich bestromt. Bei Stillstand wird der Elektromotor 34 jedoch mit einer alternierenden Folge von Spannungspulsen angesteuert, wie sie z.B. in Fig. 3 gezeigt ist. Beispielsweise wird der Motor alternierend mit einer Frequenz im Bereich von 15 kHz (+/- 10 kHz) angesteuert.
Durch eine derartige Ansteuerung setzt der Elektromotor 34 im Stillstand einer Einleitung einer Kraft von außen über das Koppelelement 26 auf den Rotor des Elektromotors 34 einen erhöhten Drehmomentwiderstand entgegen. Hierdurch lässt sich die Haltekraft des Türantriebes 20 im Stillstand des Türantriebes 20 gegenüber dem Standardbetrieb - Energiesparmodus 38 - wesentlich erhöhen.
Wie in Fig. 2 dargestellt, kann die Selbsthemmungsmodus-Schalteinrichtung 40 über eine Benutzerschnittstelle 42 betätigt werden. Zum Beispiel weist die Benutzerschnittstelle 42 eine
Benutzerinformationseinrichtung 44 auf, mittels der der Benutzer informiert werden kann. Beispielsweise weist die Benutzerinformationseinrichtung 44 ein Display zur Textwiedergabe und/oder eine Einrichtung zur sonstigen Information - beispielsweise Audiowiedergabe oder dergleichen - auf. Die Benutzerschnittstelle 42 kann weiter Tasten 46 oder dergleichen Eingabeelemente aufweisen. Auf dem Display kann, z.B. beim Einschalten des Selbsthemmungsmodus 39, auf einen erhöhten Standby-Verbrauch hingewiesen oder umgekehrt beim Einschalten des Energiesparmodus 38 ein den niedrigeren Verbrauch anzeigendes Symbol oder dergleichen dargestellt werden.
Über Tasten 46 und die Benutzerinformationseinrichtung 44 kann beispielsweise menügesteuert der Selbsthemmungsmodus 39 eingeschaltet oder ausgeschaltet werden.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die Selbsthemmungsmodus- Schalteinrichtung 40 mit einer Energiesparmodus-Auswahleinrichtung 48 gekoppelt. Die Energiesparmodus-Auswahleinrichtung 48 ist dazu ausgebildet, einen Energiesparmodus 38 auszuwählen und/oder einzuschalten oder
abzuschalten.
Beispielsweise weist die Energiesparmodus-Auswahleinrichtung 48 eine
Menüführung mittels der Benutzerschnittstelle 42 auf.
Vorzugsweise kann die Selbsthemmungsmodus-Schalteinrichtung 40 durch die Energiesparmodus-Auswahleinrichtung 48 betätigt werden. Wird der
Energiesparmodus 38 ausgewählt, wird über die Selbsthemmungsmodus- Schalteinrichtung 40 der Selbsthemmungsmodus 39 deaktiviert und blockiert. Im Stillstand wird somit der Elektromotor 34 nicht bestromt; und es ist ein niedriger Standby-Betrieb erreichbar, wobei die Haltefunktion allein über den mechanischen Widerstand des Motorantriebsaggregats 24 und hauptsächlich des Getriebes zwischen Rotor des Elektromotors und Drehflügel 14 bewirkt wird. Wird dagegen eine erhöhte Haltefunktion gewünscht, kann der Energiesparmodus 38 über die Energiesparmodus-Auswahleinrichtung 48 deaktiviert werden. Dadurch wird der Selbsthemmungsmodus 39 aktiviert, und im Stillstand wird der Elektromotor 34 in der in Fig. 3 als Beispiel dargestellten Weise angesteuert, um so einen erhöhten Widerstand zu erzeugen.
In Fig. 4 ist ein Flussdiagramm, das schematisch ein bevorzugtes Einrichtungsund Betriebsverfahren für den Türantrieb 20 darstellt, wiedergegeben.
Nach Montage des Türantriebes 20 in der in Fig. 1 dargestellten Weise wird zunächst beurteilt, ob ein geringerer Energiebedarf oder eine erhöhte Haltekraft für die jeweilige Funktion der automatischen Drehflügeltür 10 wichtiger ist.
Demnach wird in Fig. 4 bei Schritt 100 beurteilt, ob ein geringerer Energiebedarf wichtiger als eine erhöhte Haltekraft ist. Falls ja, wird bei Schritt 102 ein
Energiesparmodus ausgewählt; bei Schritt 104 wird die Selbsthemmungsmodus- Schalteinrichtung 40 abgeschaltet und der Selbsthemmungsmodus 39 blockiert.
Im Betrieb wird dann bei 106 abgefragt, ob der Türantrieb 20 im Standby-Betrieb eingeschaltet ist oder nicht. Im Schritt 108 wird abgefragt, ob der Türantrieb 20 zum Öffnen oder Schließen des Drehflügels 14 angesteuert wird. Falls ja, wird bei Schritt 1 10 der Elektromotor angetrieben; dessen Rotor dreht in die entsprechende Richtung, um über das Koppelelement 26 den Drehflügel 14 zu öffnen oder zu schließen. Anschließend geht die Motorantriebssteuerung 36 wieder in den
Wartezustand, solange der Standby-Betrieb eingeschaltet ist.
Im Energiesparmodus 38 erfolgt bei Stillstand des Elektromotors 34 keine
Bestromung.
Wird dagegen bei der Einrichtung im Schritt 100 beurteilt, dass die erhöhte
Haltekraft wichtiger als ein geringer Energiebedarf ist, wird über die
Selbsthemmungsmodus-Schalteinrichtung 40 der Selbsthemmungsmodus beim Schritt 1 12 aktiviert. Befindet sich dann der Türantrieb 20 im Standby-Modus (Abfrage Schritt 106), dann erfolgt dann, wenn bei 108 ein Ansteuerungsbefehl zum Öffnen oder Schließen erfolgt, wie im Energiesparmodus 38 ein Antreiben des Elektromotors, und der Rotor wird zum Öffnen oder Schließen des Drehflügels 14 gedreht. Liegt bei 108 jedoch kein Befehl zum Ansteuern, zum Öffnen oder Schließen vor, dann wird bei jedem Stillstand des Elektromotors 34 (oder alternativ nur bei Stillstand in vorgegebenen Stellungen, wie z.B. der Endlage„Tür zu") die Haltefunktion 120 aktiviert, in der der Elektromotor 34 zum Erzeugen der erhöhten Widerstandskraft angesteuert wird. Dies erfolgt beispielsweise durch Ansteuerung des Elektromotors mit alternierender Hochfrequenzspannung, wie in Fig. 3 angedeutet.
Bei bevorzugten Ausgestaltungen sind das Getriebe und der Elektromotor derart ausgelegt, dass rein mechanisch ein Drehmomentwiderstand von 0,5 Nm bis 5 Nm, vorzugsweise 1 bis 5 Nm zum Bereitstellen der Haltekraft zum Halten des Drehflügels an der Abtriebswelle anliegt. Mit Einschalten der erhöhten
Widerstandskraft lässt sich über Ansteuerung des Elektromotors 34 zusätzlich zu diesem rein mechanischen Widerstand ein Widerstand von 0,05 Nm bis 20 Nm ausüben. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist dieser Widerstand - insbesondere in Stufen - einstellbar. Hierzu kann der Benutzer beim Einrichten des Türantriebes über die Benutzerschnittstelle 42 die Höhe des zusätzlichen
Widerstandes, beispielsweise in Stufen, auswählen und einstellen.
In einer weiteren Ausgestaltung kann der Benutzer über die Benutzerschnittstelle beim Einrichten des Türantriebes auch einen Bereich oder eine vorgegebene Stellung auswählen, innerhalb der der zusätzliche Widerstand aktiv geschaltet werden soll, wobei ja dann außerhalb dieser vorgegebenen Stellung oder des vorgegebenen Bereiches nicht aktiv wird.
Beispielsweise könnte ein Einschalten des zusätzlichen Widerstandes lediglich in der Stellung„Tür zu" oder in einem Bereich nahe der Stellung„Tür zu" erfolgen, wobei im übrigen Türweg bei Stilltand des Elektromotors das
Selbsthemmungsmodus nicht aktiviert wird. Es wäre auch möglich, zusätzlich im Bereich oder nahe der Einstellung„Tür auf" eine Aktivierung zuzulassen. Bezugszeichenliste:
10 Drehflügeltür (Beispiel für eine Gebäudetür)
12 Zarge
14 Drehflügel
16 Türband
18 Hochachse
20 Drehflügel-Türantrieb (kurz: Türantrieb)
22 Antriebsgehäuse
24 Motorantriebsaggregat
26 Koppelelement
30 Knickarm
32 Getriebemotor
34 Elektromotor
36 Motorantriebssteuerung
38 Energiesparmodus
39 Selbsthemmungsmodus
40 Selbsthemmungsmodus-Schalteinrichtung
42 Benutzerschnittstelle
44 Benutzerinformationseinrichtung
46 Tasten
48 Energiesparmodus-Auswahleinrichtung
100 Beurteilung: ist geringer Energiebedarf wichtiger als erhöhte Haltekraft?
102 Auswahl Energiesparmodus
104 Blockiere Selbsthemmungsmodus
106 Standby ein?
108 Ansteuerung zum Öffnen oder Schließen?
1 10 Elektromotor antreiben, Rotor drehen
1 12 Aktiviere Selbsthemmungsmodus
120 Haltefunktion

Claims

Ansprüche
1 . Türantrieb (20) zum Antreiben eines Türflügels (14) einer Gebäudetür mit: einem Motorantriebsaggregat (24), das einen Elektromotor (34) und ein Getriebe zum Koppeln des Elektromotors (34) an den Türflügel (14) aufweist, und
einer Motoransteuerung (36), die dazu ausgebildet ist, in einem
Selbsthemmungsmodus (39) den Elektromotor (34) bei dessen Stillstand derart anzusteuern, dass er einer von dem Türflügel (14) über das Getriebe in den Elektromotor (34) eingeleiteten Bewegungskraft einen erhöhten Widerstand entgegensetzt, weiter umfassend:
eine Selbsthemmungsmodus-Schalteinrichtung (40), mittels der ein Benutzer den Selbsthemmungsmodus (39) wählbar einschalten oder ausschalten kann.
2. Türantrieb (20) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Motoransteuerung (36) dazu ausgebildet ist, im Selbsthemmungsmodus (39) den Elektromotor (34) mit hochfrequenten Spannungspulsen anzusteuern.
3. Türantrieb (20) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Motoransteuerung (36) dazu ausgebildet ist, im Selbsthemmungsmodus (39) den erhöhten Widerstand lediglich in einer vorgegebenen Stellung und/oder in einer Stellung„Tür zu" und/oder im Stillstand des Elektromotors (34) zu erzeugen.
4. Türantrieb (20) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Selbsthenrnnungsmodus-Schalteinrichtung (40) über ein Bedienmenü betätigbar ist und/oder durch Ausschalten eines Energiesparmodus (38) aktivierbar und/oder betätigbar ist.
5. Türantrieb (20) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Selbsthemmungsmodus-Schalteinrichtung (40) eine
Benutzerinformationseinrichtung (44) aufweist, die den Benutzer bei Anwahl des Selbsthemmungsmodus (39) auf einen höheren Energiebedarf des Türantriebs (20) hinweist.
6. Türantrieb (20) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch eine Energiesparmodus-Auswahleinrichtung (48), mittels der ein Endbenutzer einen Energiesparmodus (38) einstellen kann, wobei die
Energiesparmodus-Auswahleinrichtung (48) derart ausgebildet ist, dass im
Energiesparmodus (38) die Aktivierung des Selbsthemmungsmodus (39) blockiert ist.
7. Türantrieb (20) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass er ein Drehflügeltür-Türantrieb (20) zum Antreiben eines um eine seitliche Hochachse (18) hin und her schwenkbar angelenkten Drehflügels (14) ist.
8. Gebäudetür (10), umfassend einen Türantrieb (20) nach einem der voranstehenden Ansprüche.
9. Einrichtungs- und Betriebsverfahren zum Einrichten und Betreiben eines Türantriebs (20), der ein Motorantriebsaggregat (24) mit Elektromotor (34) und Getriebe aufweist, zum Antreiben einer Gebäudetür (10), mit den Schritten:
Untersuchen, ob für den Betrieb des Türantriebs (20) eine Haltefunktion (120) wichtiger als ein geringer Energiebedarf ist oder ob ein geringer Energiebedarf wichtiger als eine Haltefunktion (120) ist und Ausschalten des Energiesparmodus (38) und Ermöglichen und Durchführen einer Selbsthemmfunktion, in der der Elektromotor (34) durch eine Motoransteuerung (36) derart angesteuert wird, dass er einen erhöhten Widerstand gegen von der Tür (10) aus ausgehenden Kräften bietet, in den Fällen, in denen eine Haltefunktion (120) wichtiger als ein geringer Energiebedarf ist, und
Einschalten eines Energiesparmodus (38), in dem die Selbsthemmfunktion blockiert ist, in den Fällen, in denen der geringe Energiebedarf wichtiger als die Haltefunktion (120) ist.
10. Einrichtungs- und Betriebsverfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Schritt Durchführen der Selbsthemmfunktion Ansteuern des
Elektromotors (34) mit hochfrequenten Spannungspulsen umfasst.
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