WO2022063959A2 - Verfahren zum verschwenken eines flügels mit einer antriebseinrichtung und antriebseinrichtung zum verschwenken eines flügels - Google Patents

Verfahren zum verschwenken eines flügels mit einer antriebseinrichtung und antriebseinrichtung zum verschwenken eines flügels Download PDF

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Busch SVEN
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Definitions

  • the invention relates to a method for pivoting a wing with the features of the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a drive device for pivoting the wing with the features of the preamble of claim 13.
  • the invention can be used in a drive device for pivoting a sash, a sash being understood to mean in particular a door or window sash.
  • a sash being understood to mean in particular a door or window sash.
  • the pivoting part of a door is referred to as a door leaf, for which the term door leaf is also common.
  • a drive device includes a control module for an electric machine, which is set up in such a way that it controls the electric machine depending on the actual closing speed of the wing so that the wing moves at a target closing speed in the direction of its closed position.
  • the task arises of improving the process of wing movement, in particular in such a way that the probability of the wing being closed is increased.
  • the opening of the sash should also be made easier.
  • the closing movement of the leaf should preferably be improved, in particular in such a way that the closing movement of the leaf takes place more gently and/or with reduced danger to a person.
  • a method for pivoting a sash, in particular a door sash or a window sash, from a closed position at an opening angle of 0° to an open position at an opening angle greater than 0° and/or from the open position at an opening angle greater than 0° is particularly advantageous the closed position at the opening angle of 0° is shown by means of a wing torque.
  • the wing torque includes a manual torque, generated in particular by a person, and a drive torque.
  • the drive torque is generated by means of a drive device with a drive module, a make contact module and a control module, the drive module having an electric machine having a stator, in particular a single one, and a rotor, in particular a single one.
  • the closer module has an energy store, in particular a mechanical one.
  • the control module has a control device.
  • the drive torque includes a machine torque generated directly or indirectly by the electric machine and a closer torque generated by the closer module.
  • the machine torque is greater than 0 Nm for at least one of the opening angles greater than 0°.
  • this can be provided for any opening angle that is greater than 0°.
  • closing movement is used synonymously below with a movement from the open position to the closed position.
  • opening movement is used synonymously below with a movement from the closed position to the open position.
  • -torque means torques exerted directly or indirectly on the wing.
  • the machine torque greater than 0 Nm means an amount of the machine torque. In this way, this means both a machine torque that supports the closing movement, in particular an additional closing torque, and a braking torque that counteracts the closing movement of the door, in particular a closer torque of the closer module.
  • the drive device preferably the electric machine and/or a transmission and/or the energy storage device
  • the drive device can be designed in such a way that the wing is moved by means of the drive device, in particular by means of the torque without a manual force exerted by a person, in particular without a manual torque exerted by a person, on the wing, in particular in a fully automated manner.
  • the movement of the wing can be accelerated by the manual force exerted by the person, in particular the manual torque, on the wing.
  • the movement of the wing here means an opening movement and/or a closing movement of the wing.
  • the drive device preferably the electric machine and/or the transmission and/or the energy store
  • the drive device can be designed as an auxiliary drive in such a way that the wing is only moved if at least at one point in time of the movement of the wing, in particular at a Beginning of the movement, in addition to a force generated by the drive device, in particular a torque, a manual force exerted by a person, in particular a manual torque exerted by a person, is exerted on the wing.
  • a closing movement of the leaf from the open position to the closed position in a first method step it can be provided that the electric machine generates a first braking torque, the first braking torque being opposed to the closer torque of the closer module, so that the closing movement of the leaf slows down running and/or stopped.
  • the first method step can take place at an opening angle of less than 70°, in particular less than 60°, in particular less than 50°, in particular less than 40°, in particular less than 30°, in particular less than 20°, in particular less than 10°.
  • the electrical machine can generate an additional closing torque in a second method step following the first method step, which adds up to the closer torque of the closer module, so that the closing movement of the wing takes place with increased drive torque. It can be preferred that the electrical machine generates the additional closing torque when the wing has fallen below a first predetermined opening angle.
  • the additional closing torque can be generated as long as the current opening angle is greater than 0 degrees.
  • the current opening angle means the opening angle currently determined by means of the control device.
  • the first predetermined opening angle is in a range from 0.5 degrees to 7 degrees, in particular in a range from 1 degree to 5 degrees, in particular in a range from 1 degree to 3 degrees.
  • the additional closing moment can be generated when the current opening angle of the sash is less than the first predetermined opening angle and greater than 0 degrees.
  • the first predetermined opening angle can be 1 or 2 or 3 or 4 or 5 or 6 or 7 degrees.
  • the electric machine can only generate the additional closing torque if the predetermined first opening angle is in a range from 0.5 degrees to 7 degrees, in particular in a range from 1 degree to 5 degrees, in particular in a range from 1 degree to 3 degrees , is fallen below. This means that the electric machine does not generate any additional closing torque at other opening angles.
  • the additional closing torque can be adjusted via an operating element of the drive device.
  • a first opening angle range for carrying out the first method step and/or a second opening angle range for carrying out the second method step can be entered via an operating element of the drive device.
  • the opening angle is determined by means of an angle measuring device of the drive device. It can be preferred that the angle measuring device is designed as at least one Hall sensor and/or as at least one inertial sensor.
  • the inertial sensor can be arranged on a moving part, in particular on the rotor or on the wing or on a lever for connecting the drive device to the wing or to the frame.
  • the Hall sensor and/or the inertial sensor can detect a position of the rotor.
  • the inertial sensor for detecting the six possible kinematic degrees of freedom can have three mutually orthogonal acceleration sensors for detecting the translational movement and/or three orthogonal gyroscopic sensors for detecting rotating movements.
  • an output shaft of the drive module can be connected in a rotationally fixed manner to the lever to form a connection of the drive device to the wing or to a frame.
  • the lever is used to form the connection of the drive device to the wing or to the frame, the drive device being mountable on the frame or on the wing.
  • the term frame also includes a door frame or window frame.
  • the lever can be designed in such a way that a voltage supply for the electric machine and/or at least one control signal for the electric machine can be transmitted via the lever to the motor-gearbox module, in particular to the electric machine.
  • the senor can be designed as part of the drive device, it being possible for the sensor to be arranged at least partially, in particular completely, within a housing of the drive device, or for the sensor to be arranged on the wing. Alternatively or cumulatively, the sensor can be arranged on the lever.
  • control device controls the additional closing torque of the electrical machine as a function of the opening angle of the wing during the second method step.
  • control device monitors the opening angle in the second method step, with the drive device increasing the additional closing torque if the sash is in the open position, in particular for longer than a first predetermined period of time, during the second method step. It can be preferred that during the second method step the additional closing torque is increased continuously or step by step until the leaf is in the closed position or until the maximum machine torque of the electric machine is reached.
  • the drive device emits an error message during the second method step when the maximum machine torque of the electric machine has been reached and the leaf is in the open position, and/or when the leaf is in the open position for more than a second predetermined period of time.
  • the electric machine generates a second braking torque, in particular over a certain period of time, with the second braking torque being directed in the opposite direction to a closer torque of the closer module and the closer Moment of the closer module compensates so that the closing movement of the wing is stopped when the closing movement of the wing is stopped at least during a predetermined third period of time by means of the manual torque.
  • the second braking torque can be triggered in particular when the wing is held at a specific opening angle, particularly preferably in an opening angle range of 60° to 180°.
  • the second braking torque can be generated independently of the first method step and/or independently of the second method step.
  • the second braking torque can only be generated in an opening angle range that is larger than the opening angle range for the second method step and/or than the opening angle range for the first method step.
  • the closing signal can be generated by means of an operating element on the drive device or on the leaf.
  • the second braking torque can be ended when the closing movement of the wing is continued by a manual torque being applied in the closing direction of the wing. In this way, the previously prevailing balance between the closer torque and the second braking torque is disturbed, so that the closing movement continues. Thus recognizes the Drive device that the closing movement is to be continued again and ends the second braking torque.
  • an additional opening moment is generated by means of the electrical machine, with the intention to open being detected by means of at least one sensor, with the sensor acting as an inertial sensor and/or as a Hall sensor and / or acoustic sensor is formed.
  • the additional opening torque means a torque that opposes the closer torque. The will to open can be detected independently of the current opening angle of the sash.
  • the person's intention to open can be detected if the sensor detects even the smallest changes in the opening angle of the sash, in particular less than 1°, preferably less than 0.75°, particularly preferably less than 0.5°, in particular less than 0.25 °, in particular less than 0.1 °, detected in the direction of the open position.
  • the intention to open can be detected based on this change in the opening angle of the wing independently of the current opening angle. This means that these changes in the opening angle in the direction of the opening position can be detected from the closed position, ie at an opening angle of 0 degrees, and/or from any opening angle and recognized as a will to open.
  • the intention to open can already be recognized when the person exerts the manual torque on the sash in the direction of the open position without operating a sash latch. Furthermore, the intention to open can already be recognized when the person operates a wing handle without exerting a manual torque.
  • the wing latch When the wing latch is operated, it is common for the opening angle of the wing to change without an additional manual torque being exerted, so that a willingness to open can also be detected here.
  • the electric machine can bring about the opening movement of the sash independently and/or in support of the manual torque even with the slightest indication of the will to open.
  • the sash when the sash moves into the closed position, a will to open can be detected if a person causes a manual torque on the sash against the closing movement of the sash, so that the opening angle of the sash is increased from the current position. In this way, a closing movement of the leaf can be interrupted, in which case the electric machine can then independently and/or support the manual torque bring about the opening movement of the leaf.
  • the sensor can be designed as an acoustic sensor, in particular for detecting structure-borne noise and/or airborne noise.
  • the acoustic sensor can be a structure-borne noise sensor, in particular a vibration acceleration sensor and/or a vibration velocity sensor and/or a vibration displacement sensor.
  • Such a sensor can detect the smallest vibrations from relevant parts, in particular from the wing and / or the pawl and / or the electric machine and / or the lever for connecting the drive device with the wing or the frame and / or the drive device, are generated.
  • the sensor can already detect a person touching the wing latch or a person approaching the wing, so that the additional torque can already be generated in the closed position of the door. In this way, an opening movement of the sash can be carried out fully automatically and/or supported by the additional opening moment from the start.
  • the senor in the form of an acoustic sensor. It can therefore be preferred that the additional opening moment is already generated in the closed position of the leaf.
  • the acoustic sensor can be arranged on the sash and/or on a sash latch and/or on the lever for connecting the drive device to the sash or frame and/or on the drive device and/or on the control device of the drive device.
  • the data determined by means of the acoustic sensor can be sent to the control device by means of a line or wirelessly.
  • a drive device is shown for pivoting a sash, in particular a door sash or a window sash, from a closed position at an opening angle of 0° to an open position at an opening angle greater than 0° and/or from the open position at an opening angle greater than 0° the closed position at the opening angle of 0° by means of a wing torque.
  • the wing torque includes a manual torque, generated in particular by a person, and a drive torque.
  • the drive torque is generated by means of the drive device with a drive module, a make contact module and a control module, the drive module having an electric machine comprising a stator, in particular a single one, and a rotor, in particular a single one.
  • the closer module has an energy store, in particular a mechanical one on.
  • the control module has a control device.
  • the drive torque includes a machine torque generated directly or indirectly by the electric machine and a closer torque generated by the closer module.
  • the machine torque is greater than 0 Nm for at least one of the opening angles greater than 0°.
  • the drive device can have a transmission coupled to the electric machine and an output shaft, which can be rotated about an output axis, for the, in particular non-rotatable, connection to the lever. It can be preferred that the transmission has a transmission ratio as a quotient of the speed of the rotor as a dividend and the speed of the output shaft, which is less than 125, in particular less than 100, in particular less than 75.
  • the transmission can have a second transmission element, which is operatively connected to the first transmission element.
  • An axis of rotation of the second transmission element runs in an installation space between the machine axis and an outer lateral surface of the rotor that is virtually extended in the axial direction of the electrical machine or an outer lateral surface of the stator that is virtually extended in the axial direction of the electrical machine, in particular parallel to the machine axis.
  • This refinement is advantageous in terms of saving installation space in the radial direction of the electrical machine.
  • the first transmission element can be arranged entirely in a space, the space being delimited by an outer jacket surface of the rotor that is virtually lengthened in the axial direction of the electric machine.
  • first and the second transmission element or the entire transmission can be arranged completely in one installation space, the installation space being limited by the outer lateral surface of the rotor that is virtually extended in the axial direction of the machine or by the outer lateral surface of the stator that is virtually extended in the axial direction of the machine will.
  • the drive device can have a machine housing and/or a transmission housing and/or a motor-transmission housing, it being possible for the electrical machine to be arranged at least partially inside the machine housing, which can be particularly preferred that the transmission is at least partially arranged within the motor-transmission housing.
  • the electric machine and/or the transmission can be arranged at least partially within the motor/transmission housing.
  • This configuration is advantageous in terms of modularity.
  • the wording - inside the housing - means that the elements are arranged at least partially, in particular completely, in the space formed by the housing.
  • the machine housing and/or the transmission housing can be formed by the motor-transmission housing.
  • the machine housing and/or the gear housing can have prefabricated receiving points for a form-fitting and/or force-fitting and/or cohesive connection to one another.
  • the machine housing and/or the transmission housing can be designed in one piece.
  • the machine housing and/or the motor-gearbox housing and/or the closer housing can each have one or more prefabricated receiving points for the positive and/or non-positive and/or material connection with the electrical machine and/or the gearbox.
  • This configuration is advantageous with regard to a simple and easy-to-assemble design.
  • the transmission can be designed as a gear transmission, in particular as a spur gear and/or planetary gear, or as an eccentric gear.
  • the gear can be designed as a combination of planetary gear and spur gear.
  • a ring gear of the planetary gear can have external teeth and act as a spur gear, in particular with the ring gear being in engagement with the closer wheel of the closer module and/or an interface element and/or with the ring gear forming the interface element.
  • the gear can have a sun gear that is non-rotatable with the rotor, in particular one piece, several planet gears fastened around the sun gear on a planet carrier, and a ring gear that meshes with the planets.
  • the ring gear can be rotatably mounted and form the power output of the planetary gear, with the planetary carrier being designed to be stationary.
  • the planet carrier be rotatably mounted and form the power output of the planetary gear, with the ring gear being stationary.
  • planet and planet wheel are used synonymously.
  • the gear can also have at least one tungsten stage.
  • the planetary gear has a first gear stage and a second gear stage, the first gear stage comprising a sun gear, a plurality of first planets attached to a planet carrier and driven by the sun gear, and a first stationary ring gear, and the second gear stage second rotatable ring gear, second planets which are non-rotatable with the first planets, in particular one-piece planets, wherein the second planets drive the second ring gear.
  • the second ring gear can form the power output of the planetary gear.
  • the gear can be designed as a planetary eccentric gear and/or strain wave gear.
  • the transmission can be designed as a planetary gear, with the first transmission element being designed as a sun wheel and at least one second transmission element being designed as a planetary wheel.
  • the transmission can have at least one tungsten stage.
  • the transmission can include the first ring gear, which is in engagement with the planet gear, the planet gear being rotatably mounted on a planet carrier, the planet carrier being rotatably mounted on the sun gear or on the rotor non-rotatably connected to the sun gear.
  • the first ring gear can have a first number of teeth and the transmission can have a second ring gear with a second number of teeth, the difference between the first and the second number being a value that is less than 5, preferably less than 2 , particularly preferably 1.
  • the drive device can have the output shaft, which is rotatable about the output axis, for the, in particular non-rotatable, connection to the lever, the output axis running parallel or coaxially to a machine axis of the electrical machine.
  • the electrical machine is designed as an axial flux machine, the stator having one or more coils and the rotor having one or more permanent magnets.
  • the magnetic flux is mainly formed parallel to the machine axis of the electrical machine.
  • the axial flow machine has a small overall axial length compared to other machine types.
  • the axial overall length means an overall length in a direction parallel to the machine axis.
  • the use of an axial flow machine therefore enables the dimensions of the electrical machine to be reduced in the axial direction. This allows a compact configuration of the motor-transmission module.
  • the axial flow machine can be a brushless direct current machine, in particular a so-called BLDC machine.
  • Such a machine is constructed like a three-phase synchronous machine with excitation by permanent magnets.
  • the electrical machine including the axial flow machine, can be designed as a motor and/or generator.
  • a motor the machine can generate a rotary movement, in particular a torque, from electrical energy.
  • a generator the machine can generate electrical energy from a rotational movement, in particular from a torque.
  • the stator can have one or more coils, preferably 7 to 16, particularly preferably 10 to 14 coils, it being possible for the coil or coils of the stator to be arranged in such a way that a magnetic flux flows through the coil or coils in one direction in parallel to the machine axis can be generated.
  • the term coil means an electrical conductor with at least one winding.
  • the electrical conductor can be embodied as an insulated wire and/or insulated strip, in particular by means of a coating, preferably by means of an insulating lacquer.
  • the conductor can have an insulating coating, in particular an insulating varnish.
  • the coil can be in the form of a cast coil, individual windings of the coil being electrically insulated from one another by means of a cast material.
  • the rotor can include at least one permanent magnet, with the permanent magnet being arranged along a virtual circle around the machine axis and spanning a first angular range.
  • the stator can comprise a stator base with at least one stator tooth protruding from the stator base, in particular in the axial direction of the axial flux machine, the stator tooth being arranged along a virtual circle around the machine axis and spanning a second angular range.
  • the ratio of the first angular range as a dividend to the second angular range is in Range from 1.1 to 1.6, preferably in the range from 1.2 to 1.5, particularly preferably in the range from 1.3 to 1.4.
  • each tooth can have the above-mentioned ratio to each magnet.
  • a summed range ie a ratio, can be in a range from 1.3 to 1.9 or even from 1.5 to 1.8.
  • circle around the machine axis means that the machine axis forms the center point of the circle.
  • a surface of the stator tooth running parallel to the stator base, in particular of each stator tooth can be designed in such a way that the surface widens in the radial direction of the stator, starting from the machine axis.
  • a surface of the permanent magnet running parallel to the stator base, in particular of each permanent magnet can be designed in such a way that the surface widens in the radial direction of the rotor, starting from the machine axis.
  • the specified ratio of the first angular range as a dividend to the second angular range can be kept constant along the radial course of the stator.
  • the surface of the stator tooth running parallel to the stator base, in particular of each stator tooth can remain constant along the axial course of the stator tooth.
  • the stator can have a stator base and a plurality of stator teeth projecting from the stator base, in particular in the axial direction of the machine, a coil being wound directly or indirectly around at least one of the stator teeth, in particular around each stator tooth.
  • the stator teeth can protrude from a common surface of the stator base.
  • the stator base can be connected to at least one, in particular each, stator tooth in a form-fitting and/or force-fitting and/or cohesive manner or can be formed in one piece.
  • the stator can have the stator base, which has a base section, in particular in the form of a plate, and a plurality of stator teeth protruding from a common surface of the base section, in particular in the axial direction of the machine.
  • At least one tooth can have a tooth surface, it being possible for the coil to be arranged around the tooth surface.
  • the tooth jacket can be electrically insulating, preferably consist at least partially of a plastic, particularly preferably be designed as an injection molded component.
  • the ratio between the number of permanent magnets as a dividend and the number of coils can be in a range from 1.0 to 1.6, preferably in a range from 1.2 to 1.4, particularly preferably 4/3, in particular 1 ,1, in particular 7/6.
  • At least one, in particular each, permanent magnet can be designed in the form of a plate.
  • the rotor can have a rotor plate, in particular a rotor disk.
  • at least one, in particular each, permanent magnet can protrude from the rotor plate of the rotor in the axial direction of the machine, in particular in the direction of the stator.
  • the rotor plate can have one or more indentations, in particular a number of indentations corresponding to the number of permanent magnets, with a permanent magnet lying in each indentation.
  • the shape of the indentation, in particular each indentation can correspond to the shape of the inlaid permanent magnet. This serves to secure the permanent magnets on the rotor, particularly on the rotor plate.
  • the electrical machine in particular as a motor, can have a ratio of the maximum torque to the axial extent of the machine that is greater than 30 Nm/m, preferably greater than 100 Nm/m, particularly preferably greater than 200 Nm/m. m.
  • the axial extent is parallel to the machine axis.
  • this ratio can be greater than 50 Nm/m, preferably greater than 70 Nm/m, particularly preferably greater than 150 Nm/m.
  • the electric machine can have a torque density, ie torque to motor volume, of greater than or equal to 6000 Nm/m A 3 , preferably greater than or equal to 15000 Nm/m A 3 and particularly preferably greater than or equal to 20000 Nm/m A 3 and/or or have a torque constant of greater than or equal to 0.1 Nm/A, preferably greater than or equal to 0.2 Nm/A and particularly preferably greater than or equal to 0.3 Nm/A.
  • This refinement enables a compact design of the transmission and such small transmission ratios, while still enabling the door to be closed reliably, with the drive device being of compact construction overall.
  • the electrical machine configured as an axial flux machine can have a ratio between the extent of at least one stator tooth in the axial direction of the electrical machine as a dividend and the extent of the stator base in the axial direction of the electrical machine, with the ratio being greater than or equal to 2, in particular greater than or equal to be equal to 3, in particular greater than or equal to 4, in particular greater than or equal to 5, in particular greater than or equal to 6.
  • the drive device for moving a sash in particular a door sash or a window sash, can have a motor/gearbox module which has a motor/gearbox housing, the electric machine with the machine axis, the gear box with which can be rotated about the output axis includes bearing output shaft for connection to the lever.
  • the drive device has the closer module comprising a closer housing and the mechanical energy store.
  • the drive device has an interface element for forming an operative connection between the motor-gear module and the closer module.
  • the machine axis means the axis of rotation about which a rotor of the electrical machine rotates.
  • the interface element can be operatively connected, in particular engaged, to the transmission and operatively connected to the energy store.
  • the mechanical energy store can include one or more compression springs and/or tension springs, which are connected via a link carriage to a translation element for translating the linear movement of the energy store into a rotary movement of the translation element.
  • the transmission element can be designed as a cam disk, particularly preferably as a heart-shaped lifting cam disk.
  • the output axis and the axis of rotation of the transmission element can run parallel to one another.
  • the output shaft and the transmission element therefore do not rotate about the same axis of rotation and can be arranged in different positions, in particular in a modular manner.
  • the parallel run reduces energy losses and facilitates assembly.
  • Torque can be transmitted from the output shaft to the closer module and/or from the closer module to the output shaft by means of the interface element.
  • the interface element can be formed by means of at least one transmission element of the transmission and/or by means of at least one element of the closer module and/or by an additional element.
  • the interface element can be made in one piece or in several pieces.
  • the electrical machine and the transmission can be arranged at least partially, in particular completely, within the motor-transmission housing.
  • the mechanical energy store can be arranged at least partially, in particular completely, within the closer housing.
  • the drive device can preferably be provided in a swing leaf drive.
  • a leaf In a rotary leaf drive, a leaf is pivoted from a closed position, in which the leaf rests against a frame or frame, to an open position about a leaf axis by means of the drive device, with the torque being transferred by means of a lever from the output shaft of the drive device to the door or to the door Frame is transferred.
  • the drive device can be mounted on the wing, in which case a running rail can be arranged on the frame, or on the frame, in which case a running rail can be arranged on the wing.
  • the swing leaf drive can also include the lever and/or the running rail and/or the leaf.
  • the drive device can have the closer module. In the event of a fire, the closer module ensures that the fire protection leaf closes, in particular without manual operation.
  • the drive device can be mounted on the wing or on a door frame or on a window frame.
  • axis, wing ash and output axis mean virtual axes, in particular axes of rotation, which are not limited in their extension.
  • the transmission can be arranged at least partially, in particular completely, in a space between the output axis and the machine axis.
  • the motor-gear module and/or the closer module can be arranged at least partially, in particular completely, within a superordinate housing.
  • the motor/gearbox housing can be connected to the superordinate housing and/or to the closer housing in a force-fitting manner and/or in a form-fitting manner and/or with a material connection.
  • the closer housing can be connected to the superordinate housing in a force-fitting and/or positive and/or material-locking manner.
  • one or more such connections can be implemented in the form of at least one screw connection and/or a pin connection and/or a press fit and/or a T-groove and/or a snap connection.
  • the motor/transmission housing can have one or more prefabricated receiving points for a form-fitting and/or non-positive and/or material connection with the electrical machine and/or the transmission and/or an output shaft.
  • the closer housing can have one or more prefabricated receiving points for a positive and/or non-positive and/or material connection with the closer wheel and/or the transmission element and/or an axle body and/or the link plate carriage.
  • the motor-gear housing can comprise a first opening and the closer housing can comprise a second opening, the motor-gear housing and the closer housing being arranged relative to one another in such a way that the closer- Module, in particular the energy store, and the transmission, in particular the output shaft, are in operative connection with one another by means of the interface element.
  • the walls of the respective housings, which comprise the first and the second opening, can be designed in such a way that the motor-gear housing and the closer housing can be mounted flush with one another.
  • the interface element can include at least one gear, in particular multiple gears.
  • the machine housing and/or the gear housing and/or the motor/gear housing and/or the closer housing and/or the control housing can be arranged within the superordinate housing. This allows the individual elements to be protected.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a drive device according to the invention in a schematic sectional view
  • FIG. 2 shows the drive device from FIG. 1 as a detail in a perspective view
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of a drive device with a planetary gear
  • 5 shows the drive device from FIG. 4 with the ring gear removed
  • FIG. 6 shows an axial flux machine in a schematic representation in section.
  • FIG. 7b shows the wing from FIG. 7a in an open position
  • FIG. 8 shows a flow chart of an exemplary embodiment of a method for closing a wing.
  • FIG. 1 shows a drive device 1 for pivoting a leaf 44 (FIG. 7a), in particular a door leaf or a window leaf.
  • the drive device 1 has a drive module, which is designed as a motor-gearbox module 3, for example.
  • the motor-transmission module 3 has a motor-transmission housing 4, an electric machine 6 with a machine axis X1, and a transmission 7 with an output shaft 8 rotatably mounted about an output axis X2 for connection to a lever 9.
  • the drive device 1 also has a closer module 11 which has a closer housing 12 and a mechanical energy store 13 .
  • the drive device 1 has an interface element for forming an operative connection between the motor-gear module 3 and the closer module 11 .
  • the transmission 7 has a transmission ratio as a quotient of the speed of the rotor as a dividend and the speed of the output shaft, the transmission ratio being less than 125, preferably less than 100, particularly preferably less than 75.
  • the lever 9 is used to form a connection between the drive device 1 and the wing 44, ie with the exemplary door leaf or window sash or with a frame 48, the drive device 1 being optionally mountable on the frame 48 or on the wing.
  • the term frame 48 also includes a door frame or window frame.
  • the lever 9 can be designed in such a way that a power supply for the electrical machine 6 and/or at least one control signal for the electrical machine 6 is transmitted via the lever 9 to the motor-gearbox module 3, in particular to the electrical machine 6 and/or control module 26, are transferrable.
  • the lever 9 is guided in a rail 2, which in the illustrated embodiment Figures 1 and 2 would be mounted on a frame 48, not shown there, but which can be seen in Figure 7a.
  • the output shaft 8 is arranged in a space between the machine axis X1 of the electric machine 6 and the energy store 13.
  • the motor-transmission housing 4 has a first opening 16, the closer housing 12 having a second opening 17.
  • the motor-transmission housing 4 and the closer housing 12 are arranged to one another such that through the first opening 16 and the second opening 17, the closer module 11, in particular the energy storage 13, and the transmission 7, in particular the output shaft 8, are in operative connection with one another by means of the interface element.
  • the motor-gear module 3 and/or the closer module 11 is arranged at least partially, in particular completely, within a superordinate housing 5.
  • the motor/gearbox housing 4 is connected to the superordinate housing 5 and/or to the closer housing 12 in a non-positive and/or positive and/or cohesive manner.
  • the closer housing 12 is non-positively and/or positively and/or cohesively connected to the superordinate housing 5 .
  • One or more such connections are designed, for example, in the form of at least one screw connection.
  • the closer module 11 has a translation element 18 for translating a linear movement of the energy store 13 into a rotational movement of the translation element 18 about an axis of rotation X3 of the translation element 18 .
  • the output axis X2 and the axis of rotation X3 of the transmission element 18 are spaced apart from one another and run parallel to one another.
  • the transmission element 18 is designed as a cam disk, specifically as a heart-shaped lifting cam disk, and is rotatably mounted with a closer wheel 10 in a rotationally fixed manner.
  • the mechanical energy store 13 is designed as a compression spring.
  • the compression spring is connected to the translation element 18 via a link carriage 27 in order to translate the linear movement of the mechanical energy store 13 into a rotary movement of the translation element 18 .
  • the tab carriage 27 has Sliding elements 21, which can be seen in Figure 2.
  • the plate carriage 27 can be seen in FIG.
  • the closer wheel 10 is arranged coaxially and in rotation with the translation element 18 for translating the linear movement of the energy store 13 into a rotational movement of the translation element 18 .
  • the transmission 7 has a driven gear 22 , namely a driven gear wheel, which is coaxial with the driven shaft 8 and non-rotatable, with the driven gear 22 being in engagement with the closer wheel 10 .
  • the interface element is formed by the output wheel 22.
  • the motor/gearbox housing 4 has a first wall 23 with an output opening 24 for the non-rotatable connection of the output shaft 8 to the lever 9, a second wall adjoining the first wall 23 and a third wall opposite the second wall, with the Drive device 1 is designed such that both the second wall and the third wall facing the wing, so to be attached to the exemplary door leaf.
  • the same can apply to the closer housing 12 .
  • the motor-gear housing 4 but also the closer housing 12 can each be cuboid in order to enable assembly on both sides.
  • the control module 26 which has a control device, can also be seen in FIG.
  • the control module 26 is arranged at least partially, in particular completely, within the superordinate housing 5 of the drive device 1 .
  • Figure 3 shows a special embodiment, wherein the transmission element 18 is designed as a cam, specifically as a heart-shaped lifting cam.
  • the transmission element 18 is designed as a cam, specifically as a heart-shaped lifting cam.
  • a fixed axle body 19 is arranged, with the transmission element 18 and the closer wheel 10 being rotatably mounted on the axle body 19 .
  • the drive device 1 is shown in a further embodiment, wherein the optional gear 7 is designed in contrast to the embodiment of Figures 1 and 2 as a planetary gear.
  • the terms planet and planet wheel are used synonymously.
  • the gear 7 has at least one tungsten stage.
  • Such a tungsten stage has a first gear stage and a second gear stage.
  • the first gear stage includes a sun gear, a plurality of first planets 31 fastened to a planet carrier and driven by the sun gear, and a first, stationary ring gear.
  • the sun gear and the first stationary ring gear cannot be seen in FIGS. 4 and 5 because of the section chosen.
  • the second gear stage includes a second rotatable ring gear 33, second planets 32 which are non-rotatable with the first planets 31, in particular one-piece planets.
  • the second planets 32 drive the second ring gear 33.
  • the second ring gear 33 forms the power output of the planetary gear. In Figure 5, the second ring gear is removed.
  • the gear 7 according to the embodiment of Figures 4 and 5 is designed as a combination of planetary gear and spur gear.
  • the ring gear 33 of the planetary gear has external teeth 34 and acts as a spur gear. Ring gear 33 meshes with closer gear 10 of closer module 11 .
  • the closer wheel 10 forms the interface element.
  • the output axis X2 is coaxial with the machine axis X1.
  • the electrical machine 6 is designed as an axial flow machine.
  • the electrical machine 6 is shown in principle as a detail in FIG.
  • the electrical machine 6 has a stator 36 and a rotor 37 .
  • the stator 36 has a plate-shaped stator base 38 and a plurality of stator teeth 39 protruding from the stator base 38 in the axial direction of the electrical machine 6 .
  • a coil 41 is arranged around each of the stator teeth 39 .
  • Each stator tooth 39 has an electrically insulating tooth jacket 75 , the stator 36 having a plurality of coils 41 and each of the coils 41 being wound around the tooth jacket 75 and therefore indirectly via the tooth jacket 75 around the stator tooth 39 .
  • the stator teeth 39 pass through a circuit board 74 on which the coils 41 are contacted.
  • the stator 36 also includes a stationary bolt 50 , the bolt 50 having a bearing mount 76 for accommodating a roller bearing 77 .
  • a roller bearing 77 with balls 77' is shown in FIG. 6 as an example.
  • the drive device 1 includes the roller bearing 77 for the rotatable mounting of the rotor 37 relative to the stator 36, wherein the roller bearing 77 is accommodated on the bearing mount 76 of the bolt 50.
  • the rotor 37 is rotatably mounted on the stator 36 by means of the roller bearing 77 .
  • a bearing receptacle can be provided directly on the stator base, on which a roller bearing can be accommodated.
  • the rotor 37 includes a plurality of permanent magnets 78. Each permanent magnet 78 is plate-shaped.
  • the rotor 37 has a rotor plate 79 in the form of a rotor disk. Furthermore, each permanent magnet 78 protrudes from the rotor plate 79 of the rotor 37 in the axial direction of the electrical machine, in particular in the direction of the stator 36 .
  • the gear 7 has a first gear element 42 which can be rotated coaxially with the machine axis X1 and which is connected to the rotor 37 in a rotationally fixed manner.
  • the transmission 7 also has a second transmission element 43, which is operatively connected to the first transmission element 42, with an axis of rotation X4 of the second transmission element 43 in an installation space between the machine axis X1 and an outer lateral surface of the rotor that is virtually extended in the axial direction of the electric machine 6 37 or an outer lateral surface of the stator 36 that is virtually extended in the axial direction of the electrical machine 6, in particular parallel to the machine axis X1.
  • the drive device 1 is set up to carry out a method 100 for pivoting a leaf 44, in particular a door leaf or a window leaf, from a closed position 46 at an opening angle a of 0° to an open position 47 at an opening angle a greater than 0 ° and/or from the open position 47 at the opening angle a greater than 0° to the closed position 46 at the opening angle a of 0° by means of a sash torque, the sash torque being a manual torque generated in particular by a person and a Drive torque includes.
  • the drive torque is generated by the drive device 1 with a drive module, a closer module 11 and a control module 26 .
  • the drive module is designed as a motor-transmission module 3, for example.
  • the drive module has the electrical machine 6, comprising the stator 36, in particular the only one, and the rotor 37, in particular the only one.
  • the control module 26 has a control device.
  • the drive torque includes a machine torque generated directly or indirectly by the electric machine 6 and a closer torque generated by the closer module 11 .
  • the machine torque is greater than 0 Nm for at least one of the opening angles a greater than 0°.
  • the closed position 46 of the wing 44 can be seen in Figure 7a.
  • the open position 47 and an exemplary opening angle a of the wing 44 can be seen in FIG. 7b.
  • the drive device 1 is mounted with its running rail 2 on a frame 48 .
  • a door handle 49 on the wing 44 is also indicated in FIG. 7a.
  • FIG. 1 A flow chart of the method 100 is shown in FIG.
  • the electric machine 6 During a closing movement of the leaf 44 from the open position 47 to the closed position 46, the electric machine 6 generates a first braking torque in a first method step 101.
  • the first braking torque opposes the closer torque of the closer module 11, so that the closing movement of the leaf 44 is slowed down and/or stopped.
  • the electric machine 6 In a second method step 102 following the first method step 101, the electric machine 6 generates an additional closing torque, which adds up to the closer torque of the closer module 11, so that the closing movement of the wing takes place with an increased drive torque.
  • the electrical machine 6 preferably generates the additional closing moment when the leaf 44 has fallen below a first predetermined opening angle a.
  • control device of the control module 26 controls the additional closing torque of the electrical machine 6 as a function of the opening angle a of the wing 44.
  • an additional opening moment is generated by means of the electrical machine 6, with the desire to open being detected by at least one sensor.
  • the sensor is designed as an acoustic sensor, with the additional opening moment already being generated in the closed position 46 of the leaf 44 .

Abstract

Die Erfindung betriff ein Verfahren (100) zum Verschwenken eines Flügels (44), insbesondere eines Türflügels oder eines Fensterflügels, von einer Schließstellung (46) bei einem Öffnungswinkel (α) von 0° zu einer Offenstellung (47) bei einem Öffnungswinkel (α) größer als 0° und/oder von der Offenstellung (47) bei dem Öffnungswinkel (α) größer als 0° zu der Schließstellung (46) bei dem Öffnungswinkel (α) von 0° mittels eines Flügel-Drehmoments, wobei das Flügel-Drehmoment ein, insbesondere von einer Person erzeugtes, manuelles Drehmoment und ein Antriebsdrehmoment umfasst, wobei das Antriebsdrehmoment mittels einer Antriebseinrichtung (1) mit einem Antriebsmodul, einem Schließer-Modul (11) und einem Steuerungsmodul (26) erzeugt wird, wobei das Antriebsmodul) eine elektrische Maschine (6) umfassend einen, insbesondere einzigen, Stator (36) und einen, insbesondere einzigen, Rotor (37) aufweist, wobei das Schließer-Modul (11) einen, insbesondere mechanischen, Energiespeicher (13) aufweist, wobei das Steuerungsmodul (26) eine Steuerungseinrichtung aufweist, wobei das Antriebsdrehmoment ein mittelbar oder unmittelbar von der elektrischen Maschine (6) erzeugtes Maschinenmoment und ein von dem Schließer-Modul (11) erzeugtes Schließer-Moment umfasst. Das Maschinenmoment ist bei zumindest einem der Öffnungswinkel (α) größer 0° größer als 0 Nm. Die Erfindung betrifft auch eine Antriebseinrichtung (1) zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Titel: Verfahren zum Verschwenken eines Flügels mit einer Antriebseinrichtung und Antriebseinrichtung zum Verschwenken eines Flügels
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschwenken eines Flügels mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft aber auch eine Antriebseinrichtung zum Verschwenken des Flügels mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 13.
Die Erfindung kann in einer Antriebseinrichtung zum Verschwenken eines Flügels Anwendung finden, wobei unter einem Flügel insbesondere ein Tür- oder Fensterflügel verstanden wird. Als Türflügel wird der schwenkbare Teil einer Tür bezeichnet, für den auch die Bezeichnung Türblatt geläufig ist.
Ein derartiges Verfahren und eine derartige Antriebseinrichtung sind bekannt. Eine Antriebseinrichtung umfasst ein Regelmodul für eine elektrische Maschine, welches derart eingerichtet ist, dass es die elektrische Maschine in Abhängigkeit der Ist- Schließgeschwindigkeit des Flügels so ansteuert, dass sich der Flügel mit einer Soll- Schließgeschwindigkeit in Richtung seiner Schließlage bewegt. Bei der Verwendung dieser Antriebseinrichtung an Türen oder Fenstern, die ein Schloss mit einer Schlossfalle aufweisen, kann es dazu kommen, dass der sich schließende Flügel der Tür bzw. des Fensters den Widerstand der Schlossfalle nicht überwinden kann und somit an der Schlossfalle hängen bleibt. Es besteht daher das Risiko, dass der Flügel nicht vollständig geschlossen wird.
Vor diesem Hintergrund stellt sich die Aufgabe, den Prozess der Flügelbewegung zu verbessern, insbesondere derart, dass die Wahrscheinlichkeit, dass der Flügel geschlossen wird, zu erhöhen. Insbesondere soll zudem das Öffnen des Flügels erleichtert werden. Vorzugsweise soll ferner die Schließbewegung des Flügels verbessert werden, insbesondere derart, dass die Schließbewegung des Flügels sanfter und/oder mit reduzierter Gefahr für eine Person erfolgt.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Aufgabe wird aber auch durch eine Antriebseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens und der Antriebseinrichtung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und in den Figuren angegeben. Merkmale und Details, die in Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung beschrieben sind, gelten dabei auch in Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und/oder der erfindungsgemäßen Verwendung und umgekehrt. Dabei können die in der Beschreibung und in den Ansprüchen erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in Kombination erfindungswesentlich sein. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
Besonders vorteilhaft wird ein Verfahren zum Verschwenken eines Flügels, insbesondere eines Türflügels oder eines Fensterflügels, von einer Schließstellung bei einem Öffnungswinkel von 0° zu einer Offenstellung bei einem Öffnungswinkel größer als 0° und/oder von der Offenstellung bei dem Öffnungswinkel größer als 0° zu der Schließstellung bei dem Öffnungswinkel von 0° mittels eines Flügel-Drehmoments aufgezeigt. Das Flügel-Drehmoment umfasst ein, insbesondere von einer Person erzeugtes, manuelles Drehmoment und ein Antriebsdrehmoment. Das Antriebsdrehmoment wird mittels einer Antriebseinrichtung mit einem Antriebsmodul, einem Schließer-Modul und einem Steuerungsmodul erzeugt, wobei das Antriebsmodul eine elektrische Maschine aufweisend einen, insbesondere einzigen, Stator und einen, insbesondere einzigen, Rotor aufweist. Das Schließer-Modul weist einen, insbesondere mechanischen, Energiespeicher auf. Das Steuerungsmodul weist eine Steuerungseinrichtung auf. Das Antriebsdrehmoment umfasst ein mittelbar oder unmittelbar von der elektrischen Maschine erzeugtes Maschinenmoment und ein von dem Schließer- Modul erzeugtes Schließer-Moment. Das Maschinenmoment ist bei zumindest einem der Öffnungswinkel größer 0° größer als 0 Nm.
Insbesondere kann dies bei jedem Öffnungswinkel vorgesehen sein, der größer 0° ist.
Der Begriff Schließbewegung wird im Folgenden mit einer Bewegung von der Offenstellung zu der Schließstellung synonym verwendet. Der Begriff Öffnungsbewegung wird im Folgenden mit einer Bewegung von der Schließstellung zu der Offenstellung synonym verwendet.
Mit dem Begriff -moment sind mittelbar oder unmittelbar auf den Flügel ausgeübte Drehmomente gemeint.
Mit dem Maschinenmoment größer als 0 Nm ist dabei ein Betrag des Maschinenmoments gemeint. Auf diese Weise ist damit sowohl ein die Schließbewegung unterstützendes Maschinenmoment, insbesondere zusätzliches Schließmoment, als auch ein der Schließbewegung der Tür, insbesondere einem Schließer-Moment des Schließer-Moduls, entgegenwirkendes Bremsmoment gemeint.
Insbesondere kann die Antriebseinrichtung, bevorzugt die elektrische Maschine und/oder ein Getriebe und/oder der Energiespeicher, derart ausgelegt werden, dass mittels der Antriebseinrichtung, insbesondere mittels des Drehmoments, eine Bewegung des Flügels ohne eine durch eine Person ausgeübte manuelle Kraft, insbesondere ohne ein durch eine Person ausgeübtes manuelles Drehmoment, auf den Flügel, insbesondere vollautomatisiert, erfolgen kann. Dabei kann jedoch die Bewegung des Flügels durch die durch die Person ausgeübte manuelle Kraft, insbesondere das manuelle Drehmoment, auf den Flügel beschleunigt erfolgen.
Von der Bewegung des Flügels ist hierbei eine Öffnungsbewegung und/oder eine Schließbewegung des Flügels gemeint.
Alternativ kann dabei die Antriebseinrichtung, bevorzugt die elektrische Maschine und/oder das Getriebe und/oder der Energiespeicher, als Hilfsantrieb derart ausgelegt werden, dass eine Bewegung des Flügels nur dann durchgeführt wird, wenn zumindest in einem Zeitpunkt der Bewegung des Flügels, insbesondere an einem Anfang der Bewegung, zusätzlich zu einer mittels der Antriebseinrichtung erzeugten Kraft, insbesondere eines Drehmoments, auf den Flügel eine durch eine Person ausgeübte manuelle Kraft, insbesondere ein durch eine Person ausgeübtes manuelles Drehmoment, auf den Flügel ausgeübt wird.
Bevorzugt kann bei einer Schließbewegung des Flügels von der Offenstellung zu der Schließstellung in einem ersten Verfahrensschritt vorgesehen sein, dass die elektrische Maschine ein erstes Bremsmoment erzeugt, wobei das erste Bremsmoment dem Schließer- Moment des Schließer-Moduls entgegengerichtet ist, sodass die Schließbewegung des Flügels verlangsamt ausgeführt und/oder gestoppt wird.
Insbesondere kann der erste Verfahrensschritt bei einem Öffnungswinkel kleiner als 70°, insbesondere kleiner als 60°, insbesondere kleiner als 50°, insbesondere kleiner als 40°, insbesondere kleiner als 30°, insbesondere kleiner als 20°, insbesondere kleiner als 10° erfolgen.
Weiter bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die elektrische Maschine in einem, dem ersten Verfahrensschritt nachfolgenden, zweiten Verfahrensschritt ein zusätzliches Schließmoment erzeugen kann, welches sich zu dem Schließer-Moment des Schließer-Moduls summiert, sodass die Schließbewegung des Flügels mit erhöhtem Antriebsdrehmoment erfolgt. Bevorzugt kann sein, dass die elektrische Maschine das zusätzliche Schließmoment erzeugt, wenn der Flügel einen ersten vorgegebenen Öffnungswinkel unterschritten hat. Dabei kann das zusätzliche Schließmoment erzeugt werden, solange der aktuelle Öffnungswinkel größer 0 Grad ist. Mit dem aktuellen Öffnungswinkel ist der mittels der Steuerungseinrichtung aktuell ermittelte Öffnungswinkel gemeint. Besonders bevorzugt kann sein, dass der erste vorgegebene Öffnungswinkel in einem Bereich von 0,5 Grad bis 7 Grad, insbesondere in einem Bereich von 1 Grad bis 5 Grad, insbesondere in einem Bereich von 1 Grad bis 3 Grad liegt. Auf diese Weise kann das zusätzliche Schließmoment erzeugt werden, wenn der aktuelle Öffnungswinkel des Flügels kleiner als der erste vorgegebene Öffnungswinkel und größer 0 Grad ist. Dies ermöglicht eine Erhöhung des Schließmoments lediglich in einer Flügelposition, in der der Flügel kurz vor Schließstellung steht. Insbesondere kann der erste vorgegebene Öffnungswinkel 1 oder 2 oder 3 oder 4 oder 5 oder 6 oder 7 Grad betragen.
Insbesondere kann die elektrische Maschine das zusätzliche Schließmoment nur dann erzeugen, wenn der vorgegebene erste Öffnungswinkel in einem Bereich von 0,5 Grad bis 7 Grad, insbesondere in einem Bereich von 1 Grad bis 5 Grad, insbesondere in einem Bereich von 1 Grad bis 3 Grad, unterschritten wird. Das bedeutet, dass die elektrische Maschine bei anderen Öffnungswinkeln kein zusätzliches Schließmoment erzeugt.
Bei derartig kleinen Öffnungswinkeln ist sichergestellt, dass Verletzungsgefahren vermieden sind, da z.B. kein Finger mehr in mögliche Spalte zwischen Flügel und Zarge passt. Andererseits wird dadurch sichergestellt, dass der Flügel sicher in die Schließstellung gelangt und nicht beispielsweise von einem Luftdurchzug in der Öffnungsstellung aufgehalten wird.
Insbesondere kann das zusätzliche Schließmoment über ein Bedienelement der Antriebseinrichtung eingestellt werden kann.
Insbesondere kann ein erster Öffnungswinkel-Bereich für die Durchführung des ersten Verfahrensschrittes und/oder ein zweiter Öffnungswinkel-Bereich für die Durchführung des zweiten Verfahrensschrittes über ein Bedienelement der Antriebseinrichtung eingegeben werden.
In weiter bevorzugter Ausführung kann vorgesehen sein, dass der Öffnungswinkel mittels einer Winkelmesseinrichtung der Antriebseinrichtung ermittelt wird. Bevorzugt kann sein, dass die Winkelmesseinrichtung als zumindest ein Hallsensor und/oder als zumindest ein Inertialsensor ausgeführt ist.
Insbesondere kann der Inertialsensor an einem bewegten Teil, insbesondere an dem Rotor oder an dem Flügel oder an einem Hebel zur Verbindung der Antriebseinrichtung mit dem Flügel oder mit der Zarge angeordnet sein. Insbesondere kann der Hallsensor und/oder der Inertialsensor eine Stellung des Rotors erfassen. Insbesondere kann der Inertialsensor zur Erfassung der sechs möglichen kinematischen Freiheitsgrade über drei jeweils aufeinander orthogonal stehende Beschleunigungssensoren für die Erfassung der translatorischen Bewegung und/oder drei orthogonal zueinander angebrachte gyroskopische Sensoren für die Erfassung rotierender Bewegungen aufweisen.
Insbesondere kann eine Abtriebswelle des Antriebsmoduls insbesondere drehfest mit dem Hebel zur Ausbildung einer Verbindung der Antriebseinrichtung mit dem Flügel oder mit einer Zarge verbunden sein. Dabei dient der Hebel zur Ausbildung der Verbindung der Antriebseinrichtung mit dem Flügel oder mit der Zarge, wobei die Antriebseinrichtung wahlweise an der Zarge oder an dem Flügel montierbar ist. Von dem Begriff Zarge wird im Sinne der Erfindung auch ein Türrahmen oder Fensterrahmen umfasst. Insbesondere kann der Hebel derart ausgebildet sein, dass eine Spannungsversorgung der elektrischen Maschine und/oder zumindest ein Steuerungssignal für die elektrische Maschine über den Hebel an das Motor-Getriebe-Modul, insbesondere an die elektrische Maschine, übertragbar sind.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der Sensor als Teil der Antriebseinrichtung ausgebildet ist, wobei bevorzugt sein kann, dass der Sensor zumindest teilweise, insbesondere vollständig, innerhalb eines Gehäuses der Antriebseinrichtung angeordnet ist, oder dass der Sensor an dem Flügel angeordnet ist. Alternativ oder kumulativ kann der Sensor an dem Hebel angeordnet sein.
In weiter bevorzugter Ausführung kann vorgesehen sein, dass die Steuerungseinrichtung während des zweiten Verfahrensschritts das zusätzliche Schließmoment der elektrischen Maschine in Abhängigkeit von dem Öffnungswinkel des Flügels steuert.
Dabei kann bevorzugt sein, dass die Steuerungseinrichtung in dem zweiten Verfahrensschritt den Öffnungswinkel überwacht, wobei die Antriebseinrichtung das zusätzliche Schließmoment erhöht, wenn sich der Flügel, insbesondere länger als eine erste vorgegebene Zeitdauer, während des zweiten Verfahrensschritts in der Offenstellung befindet. Bevorzugt kann sein, dass während des zweiten Verfahrensschritts das zusätzliche Schließmoment kontinuierlich oder schrittweise erhöht wird, bis sich der Flügel in der Schließstellung befindet oder bis das maximale Maschinenmoment der elektrischen Maschine erreicht ist.
Weiter bevorzugt kann es sein, dass die Antriebseinrichtung während des zweiten Verfahrensschritts eine Fehlermeldung abgibt, wenn das maximale Maschinenmoment der elektrischen Maschine erreicht ist und sich der Flügel in der Offenstellung befindet, und/oder wenn sich der Flügel länger als eine zweite vorgegebene Zeitdauer in der Offenstellung befindet.
Bevorzugt kann sein, dass bei einer Schließbewegung des Flügels von der Offenstellung zu der Schließstellung die elektrische Maschine ein zweites Bremsmoment, insbesondere über eine bestimmte Zeitspanne hinweg, erzeugt, wobei das zweite Bremsmoment einem Schließer-Moment des Schließer-Moduls entgegengerichtet ist und das Schließer-Moment des Schließer-Moduls ausgleicht, sodass die Schließbewegung des Flügels gestoppt wird, wenn die Schließbewegung des Flügels zumindest während einer vorgegebenen dritten Zeitdauer mittels des manuellen Drehmoments gestoppt wird.
Das zweite Bremsmoment kann insbesondere ausgelöst werden, wenn der Flügel in einem bestimmten Öffnungswinkel gehalten wird, besonders bevorzugt in einem Bereich des Öffnungswinkels von 60° bis 180° gehalten wird.
Dass bedeutet, dass ein vorübergehendes Festhalten des Flügels in einer bestimmten Offenstellung über die vorgegebene dritte Zeitdauer dazu führt, dass der Flügel in dieser Offenstellung mittels des zweiten Bremsmoments der elektrischen Maschine über zumindest die bestimmte Zeitspanne hinweg oder dauerhaft festgehalten wird. Auf diese Weise wird eine einfache und intuitive Feststellung des Flügels in einer bestimmten Offenstellung ermöglicht.
Insbesondere kann das zweite Bremsmoment unabhängig von dem ersten Verfahrensschritt und/oder unabhängig von dem zweiten Verfahrensschritt erzeugt werden. Alternativ kann das zweite Bremsmoment lediglich in einem Öffnungswinkel-Bereich erzeugt werden, der größer ist als der Öffnungswinkel-Bereich für den zweiten Verfahrensschritt und/oder als der Öffnungswinkel-Bereich für den ersten Verfahrensschritt.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das zweite Bremsmoment solange erzeugt wird, bis ein Schließsignal an die Antriebseinrichtung gesendet wird und/oder bis der Flügel aufgrund des manuellen Drehmoments wieder die Schließbewegung fortsetzt.
Das Schließsignal kann dabei mittels eines Bedienelementes an der Antriebseinrichtung oder an dem Flügel erzeugt werden. Alternativ oder kumulativ kann dabei das zweite Bremsmoment beendet werden, wenn die Schließbewegung des Flügels fortgesetzt wird, indem ein manuelles Drehmoment in Schließrichtung des Flügels ausgeübt wird. Auf diese Weise wird das zuvor herrschende Gleichgewicht zwischen dem Schließer-Moment und dem zweiten Bremsmoment gestört, sodass die Schließbewegung fortgesetzt wird. Somit erkennt die Antriebseinrichtung, dass die Schließbewegung wieder fortgesetzt werden soll und beendet das zweite Bremsmoment.
In bevorzugter Ausführung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass, wenn ein Öffnungswille einer Person erkannt wird, ein zusätzliches Öffnungsmoment mittels der elektrischen Maschine erzeugt wird, wobei der Öffnungswille mittels zumindest eines Sensors erkannt wird, wobei der Sensor als Inertialsensor und/oder als Hallsensor und/oder akustischer Sensor ausgebildet ist. Mit dem zusätzlichen Öffnungsmoment ist dabei ein dem Schließer- Moment entgegengesetztes Drehmoment gemeint. Die Erkennung des Öffnungswillen kann dabei unabhängig von dem aktuellen Öffnungswinkel des Flügels erfolgen.
Insbesondere kann dabei der Öffnungswille der Person erkannt werden, wenn der Sensor selbst kleinste Änderungen des Öffnungswinkels des Flügels, insbesondere kleiner als 1 °, bevorzugt kleiner als 0,75°, besonders bevorzugt kleiner als 0,5°, insbesondere kleiner als 0,25°, insbesondere kleiner als 0,1 °, in Richtung der Öffnungsstellung detektiert. Dabei kann der Öffnungswille aufgrund dieser Änderung des Öffnungswinkels des Flügels unabhängig von dem aktuellen Öffnungswinkel erkannt werden. Das bedeutet diese Änderungen des Öffnungswinkels in Richtung der Öffnungsstellung können aus der Schließstellung, also bei einem Öffnungswinkel von 0 Grad, heraus und/oder aus einem beliebigen Öffnungswinkel heraus detektiert und als Öffnungswille erkannt werden. Auf diese Weise kann der Öffnungswille bereits erkannt werden, wenn die Person das manuelle Drehmoment auf den Flügel in Richtung der Öffnungsstellung ausübt, ohne eine Flügel-Klinke zu bedienen. Ferner kann der Öffnungswille bereits erkannt werden, wenn die Person eine Flügel-Klinke bedient, ohne ein manuelles Drehmoment auszuüben. Bei einem Bedienen der Flügel-Klinke ist es üblich, dass bereits eine Änderung des Öffnungswinkels des Flügelseintritt, ohne dass zusätzlich ein manuelles Drehmoment ausgeübt wird, sodass hierbei ebenfalls bereits ein Öffnungswille erkannt werden kann. Dadurch kann die elektrische Maschine bereits bei minimalen Anzeichen des Öffnungswillens selbstständig und/oder unterstützend für das manuelle Drehmoment die Öffnungsbewegung des Flügels bewirken. Ferner kann dadurch bei einer Bewegung des Flügels in die Schließstellung, ein Öffnungswille erkannt werden, wenn eine Person ein gegen die Schließbewegung des Flügels manuelles Drehmoment auf den Flügel bewirkt, sodass der Öffnungswinkel des Flügels aus aktueller Position heraus vergrößert wird. Auf diese Weise kann eine Schließbewegung des Flügels unterbrochen werden, wobei die elektrische Maschine sodann selbstständig und/oder unterstützend für das manuelle Drehmoment die Öffnungsbewegung des Flügels bewirken kann. Alternativ oder kumulativ kann der Sensor als akustischer Sensor, insbesondere zur Detektion von Körperschall und/oder von Luftschall, ausgebildet sein. Insbesondere kann es sich bei dem akustischen Sensor um einen Körperschallaufnehmer, insbesondere einen Schwingbeschleunigungsaufnehmer und/oder einen Schwinggeschwindigkeitsaufnehmer und/oder einen Schwingwegaufnehmer handeln. Ein derartiger Sensor kann kleinste Vibrationen erkennen, die von relevanten Teilen, insbesondere von dem Flügel und/oder von der Klinke und/oder von der elektrischen Maschine und/oder von dem Hebel zur Verbindung der Antriebseinrichtung mit dem Flügel oder der Zarge und/oder von der Antriebseinrichtung, erzeugt werden. Dabei kann der Sensor bereits ein Anfassen einer Person an die Flügelklinke oder ein Annähern einer Person an den Flügel erkennen, sodass das zusätzliche Drehmoment bereits in Schließstellung der Tür erzeugt werden kann. Auf diese Weise kann eine Öffnungsbewegung des Flügels vollautomatisch und/oder von Beginn an von dem zusätzlichen Öffnungsmoment unterstützend ausgeführt werden.
In noch weiter bevorzugter Ausführung kann also vorgesehen sein, dass der Sensor als akustischer Sensor ausgebildet ist. Bevorzugt kann also sein, dass das zusätzliche Öffnungsmoment bereits in der Schließstellung des Flügels erzeugt wird.
Insbesondere kann der akustische Sensor dabei an dem Flügel und/oder an einer Flügelklinke, und/oder an dem Hebel zur Verbindung der Antriebseinrichtung mit dem Flügel oder der Zarge und/oder an der Antriebseinrichtung und/oder an der Steuerungseinrichtung der Antriebseinrichtung angeordnet sein. Insbesondere können die mittels des akustischen Sensors ermittelten Daten mittels einer Leitung oder drahtlos an die Steuerungseinrichtung gesendet werden.
Die Lösung der Aufgabe gelingt auch mit einer Antriebseinrichtung, die insbesondere zur Durchführung des Verfahrens eingerichtet ist. Aufgezeigt wird dabei eine Antriebseinrichtung zum Verschwenken eines Flügels, insbesondere eines Türflügels oder eines Fensterflügels, von einer Schließstellung bei einem Öffnungswinkel von 0° zu einer Offenstellung bei einem Öffnungswinkel größer als 0° und/oder von der Offenstellung bei dem Öffnungswinkel größer als 0° zu der Schließstellung bei dem Öffnungswinkel von 0° mittels eines Flügel- Drehmoments. Das Flügel-Drehmoment umfasst ein, insbesondere von einer Person erzeugtes, manuelles Drehmoment und ein Antriebsdrehmoment. Das Antriebsdrehmoment wird mittels der Antriebseinrichtung mit einem Antriebsmodul, einem Schließer-Modul und einem Steuerungsmodul erzeugt, wobei das Antriebsmodul eine elektrische Maschine umfassend einen, insbesondere einzigen, Stator und einen, insbesondere einzigen, Rotor aufweist. Das Schließer-Modul weist einen, insbesondere mechanischen, Energiespeicher auf. Das Steuerungsmodul weist eine Steuerungseinrichtung auf. Das Antriebsdrehmoment umfasst ein mittelbar oder unmittelbar von der elektrischen Maschine erzeugtes Maschinenmoment und ein von dem Schließer-Modul erzeugtes Schließer-Moment. Das Maschinenmoment ist bei zumindest einem der Öffnungswinkel größer 0° größer als 0 Nm.
In bevorzugter Ausgestaltung kann die Antriebseinrichtung ein mit der elektrischen Maschine gekoppeltes Getriebe und eine, um eine Abtriebsachse drehbare Abtriebswelle zur, insbesondere drehfesten, Verbindung mit dem Hebel aufweisen. Bevorzugt kann sein, dass das Getriebe ein Übersetzungsverhältnis als Quotient aus der Drehzahl des Rotors als Dividend und der Drehzahl der Abtriebswelle aufweist, das kleiner ist als 125, insbesondere kleiner ist als 100, insbesondere kleiner ist als 75.
Insbesondere kann das Getriebe ein zweites Getriebeelement aufweisen, welches mit dem ersten Getriebeelement wirkverbunden ist. Eine Drehachse des zweiten Getriebeelements verläuft in einem Bauraum zwischen der Maschinenachse und einer virtuell in axialer Richtung der elektrischen Maschine verlängerten äußeren Mantelfläche des Rotors oder einer virtuell in axialer Richtung der elektrischen Maschine verlängerte äußere Mantelfläche des Stators, insbesondere parallel zu der Maschinenachse.
Diese Ausgestaltung ist vorteilhaft hinsichtlich einer Bauraumeinsparung in radialer Richtung der elektrischen Maschine.
Insbesondere kann das erste Getriebeelement vollständig in einem Bauraum angeordnet sein, wobei der Bauraum durch eine virtuell in axialer Richtung der elektrischen Maschine verlängerte äußere Mantelfläche des Rotors begrenzt wird.
Insbesondere kann das erste und das zweite Getriebeelement oder das gesamte Getriebe vollständig in einem Bauraum angeordnet ist, wobei der Bauraum durch die virtuell in axialer Richtung der Maschine verlängerte äußere Mantelfläche des Rotors oder durch die virtuell in axialer Richtung der Maschine verlängerte äußere Mantelfläche des Stators begrenzt wird.
Insbesondere kann die Antriebseinrichtung ein Maschinen-Gehäuse und/oder ein Getriebe- Gehäuse und/oder ein Motor-Getriebe-Gehäuse aufweisen, wobei bevorzugt sein kann, dass die elektrische Maschine zumindest teilweise innerhalb des Maschinen-Gehäuses angeordnet ist, wobei besonders bevorzugt sein kann, dass das Getriebe zumindest teilweise innerhalb des Motor-Getriebe-Gehäuses angeordnet ist. Alternativ oder kumulativ können die elektrische Maschine und/oder das Getriebe zumindest teilweise innerhalb des Motor-Getriebe-Gehäuses angeordnet sein.
Diese Ausgestaltung ist vorteilhaft hinsichtlich der Modularität.
Dabei bedeutet die Formulierung - innerhalb des Gehäuses -, dass die Elemente zumindest teilweise, insbesondere vollständig, in dem vom Gehäuse gebildeten Raum angeordnet sind.
Insbesondere können das Maschinen-Gehäuse und/oder das Getriebe-Gehäuse von dem Motor-Getriebe-Gehäuses ausgebildet sein.
Insbesondere kann das Maschinen-Gehäuse und/oder das Getriebe-Gehäuse vorgefertigte Aufnahmestellen zur formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen und/oder stoffschlüssigen Verbindung untereinander. Ferner können das Maschinen-Gehäuse und/oder das Getriebe- Gehäuse einstückig ausgebildet sein.
Insbesondere können das Maschinen-Gehäuse und/oder das Motor-Getriebe-Gehäuse und/oder das Schließer-Gehäuse jeweils eine oder mehrere vorgefertigte Aufnahmestellen zur formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen und/oder stoffschlüssigen Verbindung mit der elektrischen Maschine und/oder dem Getriebe aufweisen.
Diese Ausgestaltung ist vorteilhaft hinsichtlich einer einfachen und montagefreundlichen Bauweise.
Insbesondere kann das Getriebe als Zahnradgetriebe, insbesondere als Stirnradgetriebe und/oder Planetengetriebe, oder als Exzentergetriebe ausgebildet sein. Insbesondere kann das Getriebe als eine Kombination aus Planetengetriebe und Stirnradgetriebe ausgebildet sein. Dabei kann ein Hohlrad des Planetengetriebes eine Außenverzahnung aufweisen und als Stirnrad agieren, insbesondere wobei das Hohlrad in Eingriff mit dem Schließer-Rad des Schließer-Moduls und/oder einem Schnittstellenelement steht und/oder wobei das Hohlrad das Schnittstellenelement bildet.
Als Planetengetriebe kann das Getriebe ein mit dem Rotor drehfestes, insbesondere einstückiges, Sonnenrad, mehrere um das Sonnenrad an einem Planetenträger befestigte Planetenräder und ein mit den Planeten in Eingriff stehendes Hohlrad aufweisen. Dabei kann das Hohlrad drehbar gelagert sein und den Leistungsausgang des Planetengetriebes bilden, wobei der Planetenträger feststehend ausgeführt ist. Alternativ kann der Planetenträger drehbar gelagert sein und den Leistungsausgang des Planetengetriebes bilden, wobei das Hohlrad feststehend ausgeführt ist. Die Begriffe Planet und Planetenrad werden synonym verwendet.
Als Planetengetriebe kann das Getriebe ferner zumindest eine Wolfromstufe aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform einer derartigen Wolfromstufe weist, das Planetengetriebe eine erste Getriebestufe und eine zweite Getriebestufe auf, wobei die erste Getriebestufe ein Sonnenrad, mehrere erste an einem Planetenträger befestigten, von dem Sonnenrad angetriebenen Planeten und ein erstes feststehendes Hohlrad umfasst und die zweite Getriebestufe ein zweites drehbares Hohlrad, zweite mit den ersten Planeten drehfeste, insbesondere einstückige Planeten umfasst, wobei die zweiten Planeten das zweite Hohlrad antreiben. Insbesondere kann das zweite Hohlrad dabei den Leistungsausgang des Planetengetriebes bilden.
Als Exzentergetriebe kann das Getriebe als Planeten-Exzentergetriebe und/oder Wellgetriebe ausgeführt sein.
Insbesondere kann das Getriebe als Planetengetriebe ausgebildet sein, wobei das erste Getriebeelement als Sonnenrad und zumindest ein zweites Getriebeelement als Planetenrad ausgebildet ist. Insbesondere kann das Getriebe zumindest eine Wolfromstufe aufweisen.
Insbesondere kann das Getriebe das erstes Hohlrad umfassen, welches in Eingriff mit dem Planetenrad steht, wobei das Planetenrad an einem Planetenträger drehbar gelagert ist, wobei der Planetenträger an dem Sonnenrad oder an dem drehfest mit dem Sonnenrad verbundenen Rotor drehbar gelagert ist.
Insbesondere kann das erste Hohlrad eine erste Anzahl von Zähnen aufweisen und das Getriebe ein zweites Hohlrad mit einer zweiten Anzahl von Zähnen aufweist, wobei die Differenz zwischen der ersten und der zweiten Anzahl einen Wert beträgt, der kleiner ist als 5, bevorzugt kleiner ist als 2, besonders bevorzugt 1 ist.
Insbesondere kann die Antriebseinrichtung die um die Abtriebsachse drehbare Abtriebswelle zur, insbesondere drehfesten, Verbindung mit dem Hebel aufweisen, wobei die Abtriebsachse parallel oder koaxial zu einer Maschinenachse der elektrischen Maschine verläuft.
Bevorzugt kann sein, dass die elektrische Maschine als Axialflussmaschine ausgebildet ist, wobei der Stator eine oder mehrere Spulen aufweist und der Rotor einen oder mehrere Permanentmagneten aufweist. Bei der Axialflussmaschine wird der magnetische Fluss hauptsächlich parallel zu der Maschinenachse der elektrischen Maschine gebildet. Die Axialflussmaschine weist eine im Vergleich zu anderen Maschinentypen geringe axiale Baulänge auf. Unter der axialen Baulänge wird eine Baulänge in einer zu der Maschinenachse parallelen Richtung verstanden. Die Verwendung einer Axialflussmaschine ermöglicht daher eine Reduktion der Abmessungen der elektrischen Maschine in axialer Richtung. Hierdurch kann eine kompakte Ausgestaltung des Motor-Getriebe-Moduls ermöglicht werden. Insbesondere kann es sich bei der Axialflussmaschine um eine bürstenlose Gleichstrommaschine, insbesondere eine sogenannte BLDC-Maschine, handeln. Eine derartige Maschine ist wie eine Drehstrom- Synchronmaschine mit Erregung durch Permanentmagnete aufgebaut.
Die elektrische Maschine, also auch die Axialflussmaschine, kann als Motor und/oder Generator ausgebildet sein. Als Motor kann die Maschine aus elektrischer Energie eine Drehbewegung, insbesondere ein Drehmoment, erzeugen. Als Generator kann die Maschine aus einer Drehbewegung, insbesondere aus einem Drehmoment, elektrische Energie erzeugen.
Insbesondere kann der Stator eine oder mehrere Spulen, bevorzugt 7 bis 16, besonders bevorzugt 10 bis 14 Spulen, aufweisen, wobei die Spule oder die Spulen des Stators derart angeordnet sein können, dass durch die Spule oder die Spulen ein magnetischer Fluss in einer Richtung parallel zu der Maschinenachse erzeugbar ist.
Mit dem Begriff der Spule ist ein elektrischer Leiter mit zumindest einer Wicklung gemeint. Der elektrische Leiter kann dabei als, insbesondere mittels einer Beschichtung, bevorzugt mittels eines Isolierlacks, isolierter Draht und/oder isoliertes Band ausgeführt sein. Hierzu kann der Leiter eine Isolierbeschichtung, insbesondere einen Isolierlack, aufweisen. Insbesondere kann die Spule als vergossene Spule ausgebildet sein, wobei einzelne Wicklungen der Spule mittels eines Vergussmaterials voneinander elektrisch isoliert sind.
Insbesondere kann der Rotor zumindest einen Permanentmagnet umfassen, wobei der Permanentmagnet entlang eines virtuellen Kreises um die Maschinenachse angeordnet ist und einen ersten Winkelbereich aufspannt. Der Stator kann einen Statorsockel mit zumindest einem von dem Statorsockel, insbesondere in axialer Richtung der Axialflussmaschine, abstehenden Statorzahn umfassen, wobei der Statorzahn entlang eines virtuellen Kreises um die Maschinenachse angeordnet ist und einen zweiten Winkelbereich aufspannt. Das Verhältnis des ersten Winkelbereichs als Dividend zu dem zweiten Winkelbereich liegt im Bereich von 1 ,1 bis 1 ,6, bevorzugt im Bereich von 1 ,2 bis 1 ,5, besonders bevorzugt im Bereich von 1 ,3 bis 1 ,4. Bei mehreren Zähnen und/oder Magneten kann jeder Zahn zu jedem Magneten das oben genannte Verhältnis aufweisen. Alternativ oder kumulativ kann bei mehreren Magneten und Zähnen ein summierter Bereich also ein Verhältnis in einem Bereich von 1 ,3 bis 1 ,9 oder sogar von 1 ,5 bis 1 ,8 liegen.
Im Sinne der Erfindung bedeutet der Begriff Kreis um Maschinenachse, dass die Maschinenachse den Mittelpunkt des Kreises bildet.
Insbesondere kann eine parallel zum Statorsockel verlaufende Fläche des Statorzahns, insbesondere jeden Statorzahns, derart ausgeführt sein, dass sich die Fläche in radialer Richtung des Stators ausgehend von der Maschinenachse erweitert. Alternativ oder kumulativ kann eine parallel zum Statorsockel verlaufende Fläche des Permanentmagnets, insbesondere jedes Permanentmagnets, derart ausgeführt sein, dass sich die Fläche in radialer Richtung des Rotors ausgehend von der Maschinenachse erweitert. Auf diese Weise können das angegebene Verhältnis des ersten Winkelbereichs als Dividend zu dem zweiten Winkelbereich entlang des radialen Verlaufes des Stators konstant gehalten werden. Insbesondere kann die parallel zum Statorsockel verlaufende Fläche des Statorzahns, insbesondere jeden Statorzahns, entlang des axialen Verlaufes des Statorzahns konstant bleiben.
Insbesondere kann der Stator einen Statorsockel und mehrere von dem Statorsockel, insbesondere in axialer Richtung der Maschine, abstehende Statorzähne aufweisen, wobei mittelbar oder unmittelbar um zumindest einen der Statorzähne, insbesondere um jeden Statorzahn, eine Spule gewickelt ist. Insbesondere können die Statorzähne dabei von einer gemeinsamen Oberfläche des Statorsockels abstehen. Insbesondere kann der Statorsockel mit zumindest einem, insbesondere jedem, Statorzahn formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden sein oder einstückig ausgebildet sein. Insbesondere kann der Stator den Statorsockel aufweisen, der einen, insbesondere plattenförmigen, Sockelabschnitt und mehrere von einer gemeinsamen Oberfläche des Sockelabschnitts, insbesondere in axialer Richtung der Maschine, abstehende Statorzähne aufweist.
Insbesondere kann zumindest ein Zahn einen Zahnmantel aufweisen, wobei um den Zahnmantel die Spule angeordnet sein kann. Insbesondere kann der Zahnmantel elektrisch Isolierend sein, bevorzugt zumindest teilweise aus einem Kunststoff bestehen, besonders bevorzugt als Spritzgussbauteil ausgebildet sein. Insbesondere kann das Verhältnis zwischen der Anzahl der Permanentmagnete als Dividend und der Anzahl der Spulen in einem Bereich von 1 ,0 bis 1 ,6, bevorzugt in einem Bereich von 1 ,2 bis 1 ,4 liegt, besonders bevorzugt 4/3, insbesondere 1 ,1 , insbesondere 7/6 sein.
Insbesondere kann zumindest ein, insbesondere jeder, Permanentmagnet plattenförmig ausgebildet sein. Insbesondere kann der Rotor eine Rotorplatte, insbesondere Rotorscheibe aufweisen. Ferner kann zumindest ein, insbesondere jeder, Permanentmagnet von der Rotorplatte des Rotors in axialer Richtung der Maschine, insbesondere in Richtung zu dem Stator, abstehen. Insbesondere kann die Rotorplatte eine oder mehrere Vertiefungen, insbesondere eine der Anzahl der Permanentmagneten entsprechende Anzahl an Vertiefungen, aufweisen, wobei in jeweils einer Vertiefung ein Permanentmagnet einliegt. Insbesondere kann dabei die Form der Vertiefung, insbesondere jeder Vertiefung, der Form des einliegenden Permanentmagneten entsprechen. Dies dient zur Sicherung der Permanentmagnete auf dem Rotor, insbesondere auf der Rotorplatte.
Insbesondere kann die elektrische Maschine, insbesondere als Motor, ein Verhältnis aus dem maximalen Drehmoment zu der axialen Erstreckung der Maschine aufweisen, das größer ist als 30 Nm/m, bevorzugt größer ist als 100 Nm/m, besonders bevorzugt größer ist als 200 Nm/m. Die axiale Erstreckung ist parallel zur Maschinenachse. Insbesondere kann dieses Verhältnis größer als 50 Nm/m, bevorzugt größer als 70 Nm/m, besonders bevorzugt größer als 150 Nm/m, sein. Insbesondere kann die elektrische Maschine eine Drehmomentdichte, also Drehmoment zu Motorvolumen, von größer oder gleich 6000 Nm/mA3, bevorzugt von größer oder gleich 15000 Nm/mA3 und besonders bevorzugt von größer oder gleich 20000 Nm/mA3 und/oder eine Drehmomentkonstante von größer oder gleich 0,1 Nm/A, bevorzugt von größer oder gleich 0,2 Nm/A und besonders bevorzugt von größer oder gleich 0,3 Nm/A aufweisen. Diese Ausgestaltung ermöglicht einen kompakten Aufbau des Getriebes und derart kleine Übersetzungsverhältnisse, wobei dennoch ein zuverlässiges Schließen der Tür ermöglicht wird, wobei die Antriebseinrichtung insgesamt kompakt baut.
Insbesondere kann die elektrische Maschine in der Ausgestaltung als Axialflussmaschine ein Verhältnis zwischen der Erstreckung zumindest eines Statorzahns in axialer Richtung der elektrischen Maschine als Dividend und der Erstreckung des Statorsockels in axialer Richtung der elektrischen Maschine aufweisen, wobei das Verhältnis größer oder gleich 2, insbesondere größer oder gleich 3, insbesondere größer oder gleich 4, insbesondere größer oder gleich 5, insbesondere größer oder gleich 6 sein. In einem weiteren Aspekt kann die Antriebseinrichtung zum Bewegen eines Flügels, insbesondere eines Türflügels oder eines Fensterflügels, ein Motor-Getriebe-Modul aufweisen, welches ein Motor-Getriebe-Gehäuse, die elektrische Maschine mit der Maschinenachse, das Getriebe mit der um die Abtriebsachse drehbar gelagerten Abtriebswelle zur Verbindung mit dem Hebel umfasst. Die Antriebseinrichtung weist das Schließer-Modul umfassend ein Schließer-Gehäuse sowie den mechanischen Energiespeicher auf. Die Antriebseinrichtung weist ein Schnittstellenelement zur Ausbildung einer Wirkverbindung zwischen dem Motor-Getriebe-Modul und dem Schließer-Modul auf.
Mit der Maschinenachse ist die Drehachse gemeint, um welche sich ein Rotor der elektrischen Maschine dreht.
Insbesondere kann das Schnittstellenelement dabei in Wirkverbindung, insbesondere in Eingriff, mit dem Getriebe und in Wirkverbindung mit dem Energiespeicher stehen.
Insbesondere kann der mechanische Energiespeicher eine oder mehrere Druckfedern und/oder Zugfedern umfassen, die über einen Laschenwagen mit einem Übersetzungselement zur Übersetzung der linearen Bewegung des Energiespeichers in eine Drehbewegung des Übersetzungselements verbunden sind. Insbesondere kann das Übersetzungselement als Kurvenscheibe, besonders bevorzugt als herzförmige Hubkurvenscheibe, ausgebildet sein.
Insbesondere können die Abtriebsachse und die Drehachse des Übersetzungselements parallel zueinander verlaufen. Einerseits drehen sich die Abtriebswelle und das Übersetzungselement dadurch nicht um dieselbe Drehachse und können an unterschiedlichen Positionen, insbesondere modular, angeordnet werden. Andererseits werden durch den parallelen Verlauf Energieverluste reduziert und die Montage erleichtert.
Mittels des Schnittstellenelements ist ein Drehmoment von der Abtriebswelle auf das Schließer-Modul und/oder von dem Schließer-Modul auf die Abtriebswelle übertragbar. Das Schnittstellenelement kann dabei mittels zumindest eines Getriebeelementes des Getriebes und/oder mittels zumindest eines Elements des Schließer-Moduls und/oder durch ein zusätzliches Element gebildet werden. Das Schnittstellenelement kann einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein. Insbesondere kann die elektrische Maschine und das Getriebe zumindest teilweise, insbesondere vollständig, innerhalb des Motor-Getriebe-Gehäuses angeordnet sein. Insbesondere kann der mechanische Energiespeicher zumindest teilweise, insbesondere vollständig, innerhalb des Schließer-Gehäuses angeordnet sein.
Bevorzugt kann die Antriebseinrichtung in einem Drehflügelantrieb vorgesehen sein. Bei einem Drehflügelantrieb wird ein Flügel von einer Schließstellung, in der der Flügel an einem Rahmen oder einer Zarge anliegt, zu einer Offenstellung um eine Flügelachse mittels der Antriebseinrichtung verschwenkt, wobei das Drehmoment mittels eines Hebels von der Abtriebswelle der Antriebseinrichtung auf die Tür oder auf die Zarge übertragen wird. Die Antriebseinrichtung kann dabei am Flügel, wobei eine Laufschiene an der Zarge angeordnet werden kann, oder an der Zarge, wobei an dem Flügel eine Laufschiene angeordnet sein kann, montiert werden. Der Drehflügelantrieb kann dabei neben der Antriebseinrichtung auch den Hebel und/oder die Laufschiene und/oder den Flügel umfassen. Insbesondere beim Einsatz an Brandschutzflügeln kann die Antriebseinrichtung dabei das Schließer-Modul aufweisen. Im Brandfalle ist so mittels des Schließer-Moduls ein Schließen des Brandschutzflügels, insbesondere frei von manueller Betätigung, sichergestellt.
Insbesondere kann die Antriebseinrichtung an dem Flügel oder an einem Türrahmen oder an einem Fensterrahmen montiert werden. Mit den Begriffen -achse, Flügelasche und Abtriebsachse sind virtuelle Achsen, insbesondere Drehachsen, gemeint, die in ihrer Erstreckung nicht begrenzt sind.
Insbesondere kann das Getriebe zumindest teilweise, insbesondere vollständig, in einem Raum zwischen der Abtriebsachse und der Maschinenachse angeordnet sein.
Insbesondere kann das Motor-Getriebe-Modul und/oder das Schließer-Modul zumindest teilweise, insbesondere vollständig, innerhalb eines übergeordneten Gehäuses angeordnet sein. Insbesondere kann das Motor-Getriebe-Gehäuse mit dem übergeordneten Gehäuse und/oder mit dem Schließer-Gehäuse kraftschlüssig und/oder formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden sein. Insbesondere kann das Schließer-Gehäuse mit dem übergeordneten Gehäuse kraftschlüssig und/oder formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden sein. Insbesondere kann eine oder mehrere derartige Verbindungen in Form zumindest einer Verschraubung und/oder einer Verstiftung und/oder einer Presspassung und/oder einer T-Nut und/oder einer Schnappverbindung ausgeführt sein. Insbesondere kann das Motor-Getriebe-Gehäuse eine oder mehrere vorgefertigte Aufnahmestellen zur formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen und/oder stoffschlüssigen Verbindung mit der elektrischen Maschine und/oder dem Getriebe und/oder einer Abtriebswelle aufweisen. Insbesondere kann das Schließer-Gehäuse eine oder mehrere vorgefertigte Aufnahmestellen zur formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen und/oder stoffschlüssigen Verbindung mit dem Schließer-Rad und/oder dem Übersetzungselement und/oder einem Achskörper und/oder dem Laschenwagen aufweisen.
Insbesondere kann das Motor-Getriebe-Gehäuse eine erste Öffnung umfassen und das Schließer-Gehäuse eine zweite Öffnung umfassen, wobei das Motor-Getriebe-Gehäuse und das Schließer-Gehäuse derart zueinander angeordnet sind, dass durch die erste und die zweite Öffnung das Schließer-Modul, insbesondere der Energiespeicher, und das Getriebe, insbesondere die Abtriebswelle, mittels des Schnittstellenelements miteinander in Wirkverbindung stehen. Dabei können die Wände der jeweiligen Gehäuse, welche die erste und die zweite Öffnung umfassen, derart ausgeführt sein, dass das Motor-Getriebe-Gehäuse und das Schließer-Gehäuse bündig aneinander montiert werden können.
Insbesondere kann das Schnittstellenelement zumindest ein Zahnrad umfassen, insbesondere mehrere Zahnräder umfassen.
Insbesondere können das Maschinen-Gehäuse und/oder das Getriebe-Gehäuse und/oder das Motor-Getriebe-Gehäuse und/oder das Schließer-Gehäuse und/oder das Steuerungsgehäuse innerhalb des übergeordneten Gehäuses angeordnet sein. Dadurch können die einzelnen Elemente geschützt werden.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nachfolgend anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele erläutert werden. Hierin zeigt:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Antriebseinrichtung gemäß der Erfindung in einer schematischen Schnittdarstellung;
Fig. 2 die Antriebseinrichtung aus Figur 1 als Einzelheit in einer perspektivischen Ansicht;
Fig. 3 ein Übersetzungselement als Einzelheit in einer Aufsicht,
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Antriebseinrichtung mit Planetengetriebe, Fig. 5 die Antriebseinrichtung aus Figur 4 mit entferntem Hohlrad,
Fig. 6 eine Axialflussmaschine in prinzipieller Darstellung im Schnitt.
Fig. 7a einen Flügel in einer Schließstellung,
Fig. 7b den Flügel aus Figur 7a in einer Offenstellung, und
Fig. 8 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Schließen eines Flügels.
In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
Figur 1 zeigt eine Antriebseinrichtung 1 zum Verschwenken eines Flügels 44 (Figur 7a), insbesondere eines Türflügels oder eines Fensterflügels. Die Antriebseinrichtung 1 weist ein Antriebsmodul auf, das beispielhaft als Motor-Getriebe-Modul 3 ausgeführt ist. Das Motor- Getriebe-Modul 3 weist ein Motor-Getriebe-Gehäuse 4, eine elektrische Maschine 6 mit einer Maschinenachse X1 , und ein Getriebe 7 mit einer um eine Abtriebsachse X2 drehbar gelagerten Abtriebswelle 8 zur Verbindung mit einem Hebel 9 auf. Die Antriebseinrichtung 1 weist auch ein Schließer-Modul 11 auf, das ein Schließer-Gehäuse 12 sowie einen mechanischen Energiespeicher 13 aufweist. Die Antriebseinrichtung 1 weist ein Schnittstellenelement zur Ausbildung einer Wirkverbindung zwischen dem Motor-Getriebe- Modul 3 und dem Schließer-Modul 11 auf.
Das Getriebe 7 weist ein Übersetzungsverhältnis als Quotient aus der Drehzahl des Rotors als Dividend und der Drehzahl der Abtriebswelle aufweist, wobei das Übersetzungsverhältnis kleiner ist als 125, bevorzugt kleiner ist als 100, besonders bevorzugt kleiner ist als 75 auf.
Dabei dient der Hebel 9 zur Ausbildung einer Verbindung der Antriebseinrichtung 1 mit dem Flügel 44, also mit dem beispielhaften Türflügel oder Fensterflügel oder mit einer Zarge 48, wobei die Antriebseinrichtung 1 wahlweise an der Zarge 48 oder an dem Flügel montierbar ist. Von dem Begriff Zarge 48 wird im Sinne der Erfindung auch ein Türrahmen oder Fensterrahmen umfasst. Insbesondere kann der Hebel 9 derart ausgebildet sein, dass eine Spannungsversorgung der elektrischen Maschine 6 und/oder zumindest ein Steuerungssignal für die elektrische Maschine 6 über den Hebel 9 an das Motor-Getriebe-Modul 3, insbesondere an die elektrische Maschine 6 und/oder Steuerungsmodul 26, übertragbar sind. Der Hebel 9 ist in einer Laufschiene 2 geführt, welche in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 an einer dort nicht dargestellten Zarge 48 montiert wäre, die aber in Figur 7a erkennbar ist.
Wie in den Figur 1 und 2 deutlich zu erkennen ist, ist die Abtriebswelle 8 in einem Bauraum zwischen der Maschinenachse X1 der elektrischen Maschine 6 und dem Energiespeicher 13 angeordnet.
Das Motor-Getriebe-Gehäuse 4 weist eine erste Öffnung 16 auf, wobei das Schließer- Gehäuse 12 eine zweite Öffnung 17 aufweist. Wie in Figur 1 erkennbar ist, sind das Motor- Getriebe-Gehäuse 4 und das Schließer-Gehäuse 12 derart zueinander angeordnet, dass durch die erste Öffnung 16 und die zweite Öffnung 17 das Schließer-Modul 11 , insbesondere der Energiespeicher 13, und das Getriebe 7, insbesondere die Abtriebswelle 8, mittels des Schnittstellenelements miteinander in Wirkverbindung stehen.
Das Motor-Getriebe-Modul 3 und/oder das Schließer-Modul 11 ist jeweils zumindest teilweise, insbesondere vollständig, innerhalb eines übergeordneten Gehäuses 5 angeordnet. Das Motor-Getriebe-Gehäuse 4 ist mit dem übergeordneten Gehäuse 5 und/oder mit dem Schließer-Gehäuse 12 kraftschlüssig und/oder formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden. Das Schließer-Gehäuse 12 ist mit dem übergeordneten Gehäuse 5 kraftschlüssig und/oder formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden. Eine oder mehrere derartige Verbindungen sind beispielhaft in Form zumindest einer Verschraubung ausgeführt.
In den Figuren 1 und 2 ist erkennbar, dass die Abtriesachse X2 parallel zu der Maschinenachse X1 ist.
Das Schließer-Modul 11 weist ein Übersetzungselement 18 zur Übersetzung einer linearen Bewegung des Energiespeichers 13 in eine Drehbewegung des Übersetzungselements 18 um eine Drehachse X3 des Übersetzungselements 18 auf. Wie beispielhaft in Figur 1 erkennbar sind die Abtriebsachse X2 und die Drehachse X3 des Übersetzungselements 18 beabstandet voneinander und verlaufen parallel zueinander. Das Übersetzungselement 18 ist als Kurvenscheibe und zwar als herzförmige Hubkurvenscheibe ausgebildet und drehfest mit einem Schließer-Rad 10 drehbar gelagert.
Beispielhaft ist der mechanische Energiespeicher 13 als Druckfeder ausgeführt. Die Druckfeder ist über einen Laschenwagen 27 mit dem Übersetzungselement 18 zur Übersetzung der linearen Bewegung des mechanischen Energiespeichers 13 in eine Drehbewegung des Übersetzungselements 18 verbunden. Der Laschenwagen 27 weist Gleitelemente 21 auf, die in Figur 2 erkennbar sind. Der Laschenwagen 27 ist in Figur 4 erkennbar.
Das Schließer-Rad 10 ist koaxial und drehtest zu dem Übersetzungselement 18 zur Übersetzung der linearen Bewegung des Energiespeichers 13 in eine Drehbewegung des Übersetzungselements 18 angeordnet.
Das Getriebe 7 weist ein mit der Abtriebswelle 8 koaxiales und drehfestes Abtriebsrad 22, nämlich Abtriebszahnrad auf, wobei das Abtriebsrad 22 in Eingriff mit dem Schließer-Rad 10 steht.
Das Schnittstelleelement ist in dem Ausführungsbeispiel zu den Figuren 1 und 2 von dem Abtriebsrad 22 gebildet.
Beispielhaft weist das Motor-Getriebe-Gehäuse 4 eine erste Wand 23 mit einer Abtriebsöffnung 24 zur insbesondere drehfesten Verbindung der Abtriebswelle 8 mit dem Hebel 9, eine zweite an die erste Wand 23 angrenzende Wand und eine dritte der zweiten Wand gegenüberliegende Wand auf, wobei die Antriebseinrichtung 1 derart ausgebildet ist, sowohl mit der zweiten Wand als auch mit der dritten Wand zugewandt zu dem Flügel, also zu dem beispielhaften Türflügel befestigt zu werden. Gleiches kann für das Schließer-Gehäuse 12 gelten. Das Motor-Getriebe-Gehäuse 4 aber auch das Schließer-Gehäuse 12 können jeweils quaderförmig ausgebildet sein, um die beidseitige Montierbarkeit zu ermöglichen.
In Figur 1 ist noch das Steuerungsmodul 26 erkennbar, das eine Steuerungseinrichtung aufweist. Das Steuerungsmodul 26 ist zumindest teilweise, insbesondere vollständig, innerhalb des übergeordneten Gehäuses 5 der Antriebseinrichtung 1 angeordnet ist.
Figur 3 zeigt eine besondere Ausführungsform, wobei das Übersetzungselement 18 als Kurvenscheibe, und zwar als herzförmige Hubkurvenscheibe ausgebildet ist. Wie in Figur 3 ferner erkennbar ist, ist ein fixierter Achskörper 19 angeordnet, wobei das Übersetzungselement 18 und das Schließer-Rad 10 an dem Achskörper 19 drehbar gelagert sind.
In den Figuren 4 und 5 ist die Antriebseinrichtung 1 in einerweiteren Ausgestaltung dargestellt, wobei das optionale Getriebe 7 im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel zu den Figuren 1 und 2 als Planetengetriebe ausgeführt ist. Die Begriffe Planet und Planetenrad werden synonym verwendet. Als Planetengetriebe weist das Getriebe 7 zumindest eine Wolfromstufe auf. Eine derartige Wolfromstufe weist eine erste Getriebestufe und eine zweite Getriebestufe auf. Die erste Getriebestufe umfasst ein Sonnenrad, mehrere erste an einem Planetenträger befestigte, von dem Sonnenrad angetriebenen Planeten 31 und ein erstes, feststehendes Hohlrad. Das Sonnenrad und das erste feststehende Hohlrad sind in den Figuren 4 und 5 aufgrund des gewählten Schnittes nicht erkennbar. Die zweite Getriebestufe umfasst ein zweites drehbares Hohlrad 33, zweite mit den ersten Planeten 31 drehfeste, insbesondere einstückige Planeten 32. Die zweiten Planeten 32 treiben das zweite Hohlrad 33 an. Das zweite Hohlrad 33 bildet dabei den Leistungsausgang des Planetengetriebes. In Figur 5 ist das zweite Hohlrad entfernt.
Das Getriebe 7 gemäß dem Ausführungsbeispiel zu den Figuren 4 und 5 ist als eine Kombination aus Planetengetriebe und Stirnradgetriebe ausgebildet. Dabei weist das Hohlrad 33 des Planetengetriebes eine Außenverzahnung 34 auf und agiert als Stirnrad. Das Hohlrad 33 steht in Eingriff mit dem Schließer-Rad 10 des Schließer-Moduls 11 . Das Schließer-Rad 10 bildet in dem Ausführungsbeispiel zu den Figuren 4 und 5 das Schnittstellenelement.
Bei dem Ausführungsbeispiel zu den Figuren 4 und 5 ist die Abtriebsachse X2 koaxial zur Maschinenachse X1 .
Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die elektrische Maschine 6 jeweils als Axialflussmaschine ausgeführt.
Die elektrische Maschine 6 ist als Einzelheit in Figur 6 prinzipiell dargestellt. Die elektrische Maschine 6 weist einen Stator 36 und einen Rotor 37 auf. Der Stator 36 weist einen plattenförmigen Statorsockel 38 und mehrere von dem Statorsockel 38 in axialer Richtung der elektrischen Maschine 6 abstehende Statorzähne 39 auf. Dabei ist um jeden der Statorzähne 39 jeweils eine Spule 41 angeordnet. Jeder Statorzahn 39 weist einen elektrisch isolierenden Zahnmantel 75 auf, wobei der Stator 36 mehrere Spulen 41 aufweist und jede der Spulen 41 um den Zahnmantel 75 und daher mittelbar über den Zahnmantel 75 um den Statorzahn 39 gewickelt ist. Die Statorzähne 39 durchgreifen dabei eine Platine 74, an welcher die Spulen 41 kontaktiert sind.
In Figur 6 ist erkennbar, dass der Stator 36 ferner einen feststehenden Bolzen 50 umfasst, wobei der Bolzen 50 eine Lageraufnahme 76 zur Aufnahme eines Wälzlagers 77 aufweist. Beispielhaft ist in Figur 6 ein Wälzlager 77 mit Kugeln 77‘ dargestellt. Die Antriebseinrichtung 1 umfasst das Wälzlager 77, zur drehbaren Lagerung des Rotors 37 gegenüber dem Stator 36, wobei das Wälzlager 77 an der Lageraufnahme 76 des Bolzens 50 aufgenommen ist. Der Rotor 37 ist mittels des Wälzlagers 77 an dem Stator 36 drehbar gelagert. In einer nicht dargestellten Ausführungsform kann eine Lageraufahme direkt am Statorsockel vorgesehen sein, an welcher ein Wälzlager aufgenommen sein kann. Der Rotor 37 umfasst mehrere Permanentmagnete 78. Jeder Permanentmagnet 78 ist plattenförmig ausgebildet. Der Rotor 37 weist eine Rotorplatte 79 in Form einer Rotorscheibe auf. Ferner steht jeder Permanentmagnet 78 von der Rotorplatte 79 des Rotors 37 in axialer Richtung der elektrischen Maschine, insbesondere in Richtung zu dem Stator 36, ab.
Wie am besten den Figuren 1 und 2 zu entnehmen ist, weist das Getriebe 7 ein erstes koaxial mit der Maschinenachse X1 drehbares Getriebeelement 42 auf, welches insbesondere drehfest mit dem Rotor 37 verbunden ist. Das Getriebe 7 weist weiter ein zweites Getriebeelement 43 auf, welches mit dem ersten Getriebeelement 42 wirkverbunden ist, wobei eine Drehachse X4 des zweiten Getriebeelements 43 in einem Bauraum zwischen der Maschinenachse X1 und einer virtuell in axialer Richtung der elektrischen Maschine 6 verlängerten äußeren Mantelfläche des Rotors 37 oder einer virtuell in axialer Richtung der elektrischen Maschine 6 verlängerten äußere Mantelfläche des Stators 36, insbesondere parallel zu der Maschinenachse X1 , verläuft.
Die Antriebseinrichtung 1 gemäß den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ist eingerichtet zur Durchführung eines Verfahrens 100 zum Verschwenken eines Flügels 44, insbesondere eines Türflügels oder eines Fensterflügels, von einer Schließstellung 46 bei einem Öffnungswinkel a von 0° zu einer Offenstellung 47 bei einem Öffnungswinkel a größer als 0° und/oder von der Offenstellung 47 bei dem Öffnungswinkel a größer als 0° zu der Schließstellung 46 bei dem Öffnungswinkel a von 0° mittels eines Flügel-Drehmoments, wobei das Flügel-Drehmoment ein, insbesondere von einer Person erzeugtes, manuelles Drehmoment und ein Antriebsdrehmoment umfasst. Das Antriebsdrehmoment wird mittels der Antriebseinrichtung 1 mit einem Antriebsmodul, einem Schließer-Modul 11 und einem Steuerungsmodul 26 erzeugt. Das Antriebsmodul ist beispielhaft als Motor-Getriebe-Modul 3 ausgeführt. Das Antriebsmodul weist die elektrische Maschine 6 auf, umfassend den, insbesondere einzigen, Stator 36 und den, insbesondere einzigen, Rotor 37. Das Schließer- Modul 11 weist den, insbesondere mechanischen, Energiespeicher 13 auf. Das Steuerungsmodul 26 weist eine Steuerungseinrichtung auf. Das Antriebsdrehmoment umfasst ein mittelbar oder unmittelbar von der elektrischen Maschine 6 erzeugtes Maschinenmoment und ein von dem Schließer-Modul 11 erzeugtes Schließer-Moment. Das Maschinenmoment ist bei zumindest einem der Öffnungswinkel a größer 0° größer als 0 Nm. Die Schließstellung 46 des Flügels 44 ist in Figur 7a erkennbar. Die Offenstellung 47 und ein beispielhafter Öffnungswinkel a des Flügels 44 ist in Figur 7b erkennbar. In Figur 7a ist zudem erkennbar, dass die Antriebseinrichtung 1 mit Ihrer Laufschiene 2 an einer Zarge 48 montiert ist. In Figur 7a ist auch eine Türklinke 49 an dem Flügel 44 angedeutet.
In Figur 8 ist ein Ablaufdiagramm des Verfahrens 100 dargestellt.
Bei einer Schließbewegung des Flügels 44 von der Offenstellung 47 zu der Schließstellung 46 erzeugt die elektrische Maschine 6 in einem ersten Verfahrensschritt 101 ein erstes Bremsmoment. Das erste Bremsmoment ist dem Schließer-Moment des Schließer-Moduls 11 entgegengerichtet, sodass die Schließbewegung des Flügels 44 verlangsamt ausgeführt und/oder gestoppt wird.
In einem, dem ersten Verfahrensschritt 101 nachfolgenden, zweiten Verfahrensschritt 102 erzeugt die elektrische Maschine 6 ein zusätzliches Schließmoment, welches sich zu dem Schließer-Moment des Schließer-Moduls 11 summiert, sodass die Schließbewegung des Flügels mit erhöhtem Antriebsdrehmoment erfolgt. Die elektrische Maschine 6 erzeugt das zusätzliche Schließmoment bevorzugt, wenn der Flügel 44 einen ersten vorgegebenen Öffnungswinkel a unterschritten hat.
Während des zweiten Verfahrensschritts 102 steuert die Steuerungseinrichtung des Steuerungsmoduls 26 das zusätzliche Schließmoment der elektrischen Maschine 6 in Abhängigkeit von dem Öffnungswinkel a des Flügels 44.
Wird ein Öffnungswille einer Person erkannt, wird ein zusätzliches Öffnungsmoment mittels der elektrischen Maschine 6 erzeugt, wobei der Öffnungswille mittels zumindest eines Sensors erkannt wird. Der Sensor ist als akustischer Sensor ausgebildet, wobei das zusätzliche Öffnungsmoment bereits in der Schließstellung 46 des Flügels 44 erzeugt wird. Bezuqszeichenliste:
1 Antriebseinrichtung
2 Laufschiene
3 Motor-Getriebe-Modul
4 Motor-Getriebe-Gehäuse
5 übergeordnetes Gehäuse
6 elektrische Maschine
7 Getriebe
8 Abtriebswelle
9 Hebel
10 Schließer-Rad
11 Schließer- Modul
12 Schließer- Gehäuse
13 mechanischer Energiespeicher
16 erste Öffnung in 4
17 zweite Öffnung in 12
18 Übersetzungselement
19 Achskörper
21 Gleitelemente
22 Abtriebsrad von 7
23 erste Wand von 4
24 Abtriebsöffnung
26 Steuerungsmodul
27 Laschenwagen
31 Planet
32 Planet
33 Hohlrad
34 Außenverzahnung
36 Stator
37 Rotor
38 Statorsockel
39 Statorzähne
41 Spule
42 erstes Getriebeelement
43 zweites Getriebeelement
44 Flügel 46 Schließstellung
47 Offenstellung
48 Zarge
49 Türklinke 74 Platine
75 Zahnmantel
76 Lageraufnahme
77 Wälzlager
77‘ Kugeln des Wälzlagers 77 78 Permanentmagnet
79 Rotorplatte
50 Bolzen

Claims

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Verfahren (100) zum Verschwenken eines Flügels (44), insbesondere eines Türflügels oder eines Fensterflügels, von einer Schließstellung (46) bei einem Öffnungswinkel (a) von 0° zu einer Offenstellung (47) bei einem Öffnungswinkel (a) größer als 0° und/oder von der Offenstellung (47) bei dem Öffnungswinkel (a) größer als 0° zu der Schließstellung (46) bei dem Öffnungswinkel (a) von 0° mittels eines Flügel- Drehmoments, wobei das Flügel-Drehmoment ein, insbesondere von einer Person erzeugtes, manuelles Drehmoment und ein Antriebsdrehmoment umfasst, wobei das Antriebsdrehmoment mittels einer Antriebseinrichtung (1) mit einem Antriebsmodul, einem Schließer-Modul (11) und einem Steuerungsmodul (26) erzeugt wird, wobei das Antriebsmodul eine elektrische Maschine (6) umfassend einen, insbesondere einzigen, Stator (36) und einen, insbesondere einzigen, Rotor (37) aufweist, wobei das Schließer-Modul (11) einen, insbesondere mechanischen, Energiespeicher (13) aufweist, wobei das Steuerungsmodul (26) eine Steuerungseinrichtung aufweist, wobei das Antriebsdrehmoment ein mittelbar oder unmittelbar von der elektrischen Maschine (6) erzeugtes Maschinenmoment und ein von dem Schließer-Modul (11) erzeugtes Schließer-Moment umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Maschinenmoment bei zumindest einem der Öffnungswinkel (a) größer 0° größer als 0 Nm ist. Verfahren (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Schließbewegung des Flügels (44) von der Offenstellung (47) zu der Schließstellung (46) in einem ersten Verfahrensschritt (101), die elektrische Maschine (6) ein erstes Bremsmoment erzeugt, wobei das erste Bremsmoment dem Schließer-Moment des Schließer-Moduls (11) entgegengerichtet ist, sodass die Schließbewegung des Flügels (44) verlangsamt ausgeführt und/oder gestoppt wird. Verfahren (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einem, dem ersten Verfahrensschritt (101) nachfolgenden, zweiten Verfahrensschritt (102), die elektrische Maschine (6) ein zusätzliches Schließmoment erzeugt, welches sich zu dem Schließer-Moment des Schließer- Moduls (11) summiert, sodass die Schließbewegung des Flügels (44) mit erhöhtem Antriebsdrehmoment erfolgt, bevorzugt, dass die elektrische Maschine (6) das zusätzliche Schließmoment erzeugt, wenn der Flügel (44) einen ersten vorgegebenen Öffnungswinkel (a) unterschritten hat, besonders bevorzugt, dass der erste vorgegebene Öffnungswinkel (a) in einem Bereich von 0,5 Grad bis 7 Grad, insbesondere in einem Bereich von 1 Grad bis 5 Grad, insbesondere in einem Bereich von 1 Grad bis 3 Grad, liegt.
4. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungswinkel (a) mittels einer Winkelmesseinrichtung der Antriebseinrichtung (1) ermittelt wird, bevorzugt, dass die Winkelmesseinrichtung als zumindest ein Hallsensor und/oder als zumindest ein Inertialsensor ausgeführt ist.
5. Verfahren (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor als Teil der Antriebseinrichtung (1) ausgebildet ist, bevorzugt, dass der Sensor zumindest teilweise, insbesondere vollständig, innerhalb eines Gehäuses der Antriebseinrichtung (1) angeordnet ist, oder dass der Sensor an dem Flügel (44) angeordnet ist.
6. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass während des zweiten Verfahrensschritts (102) die Steuerungseinrichtung das zusätzliche Schließmoment der elektrischen Maschine (6) in Abhängigkeit von dem Öffnungswinkel (a) des Flügels (44) steuert.
7. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung in dem zweiten Verfahrensschritt (102) den Öffnungswinkel (a) überwacht, wobei die Antriebseinrichtung (1 ) das zusätzliche Schließmoment erhöht, wenn sich der Flügel (44), insbesondere länger als eine erste vorgegebene Zeitdauer, während des zweiten Verfahrensschritts (102) in der Offenstellung (47) befindet, bevorzugt, dass während des zweiten Verfahrensschritts (102) das zusätzliche Schließmoment kontinuierlich oder schrittweise erhöht wird, bis sich der Flügel (44) in der Schließstellung (46) befindet oder bis das maximale Maschinenmoment der elektrischen Maschine (6) erreicht ist.
8. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (1) während des zweiten Verfahrensschritts (102) eine Fehlermeldung abgibt, wenn das maximale Maschinenmoment der elektrischen Maschine (6) erreicht ist und sich der Flügel (44) in der Offenstellung (47) befindet, und/oder wenn sich der Flügel (44) länger als eine zweite vorgegebene Zeitdauer in der Offenstellung (47) befindet. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Schließbewegung des Flügels (44) von der Offenstellung (47) zu der Schließstellung (46) die elektrische Maschine (6) ein zweites Bremsmoment, insbesondere über eine bestimmte Zeitspanne hinweg, erzeugt, wobei das zweite Bremsmoment einem Schließer-Moment des Schließer-Moduls (11) entgegengerichtet ist und das Schließer-Moment des Schließer-Moduls (11) ausgleicht, sodass die Schließbewegung des Flügels (44) gestoppt wird, wenn die Schließbewegung des Flügels (44) zumindest während einer vorgegebenen dritten Zeitdauer mittels des manuellen Drehmoments gestoppt wird. Verfahren (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Bremsmoment solange erzeugt wird, bis ein Schließsignal an die Antriebseinrichtung (1) gesendet wird und/oder bis der Flügel (44) aufgrund des manuellen Drehmoments wieder die Schließbewegung fortsetzt. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn ein Öffnungswille einer Person erkannt wird, ein zusätzliches Öffnungsmoment mittels der elektrischen Maschine (6) erzeugt wird, wobei der Öffnungswille mittels zumindest eines Sensors erkannt wird, wobei der Sensor als Inertialsensor und/oder als Hallsensor und/oder als akustischer Sensor ausgebildet ist. Verfahren (100) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor als akustischer Sensor ausgebildet ist, bevorzugt, dass das zusätzliche Öffnungsmoment bereits in der Schließstellung des Flügels (44) erzeugt wird. Antriebseinrichtung (1), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zum Verschwenken eines Flügels (44), insbesondere eines Türflügels oder eines Fensterflügels, von einer Schließstellung (46) bei einem Öffnungswinkel (a) von 0° zu einer Offenstellung (47) bei einem Öffnungswinkel (a) größer als 0° und/oder von der Offenstellung (46) bei dem Öffnungswinkel (a) größer als 0° zu der Schließstellung (46) bei dem Öffnungswinkel (a) von 0° mittels eines Flügel-Drehmoments, wobei das Flügel-Drehmoment ein, insbesondere von einer Person erzeugtes, manuelles Drehmoment und ein Antriebsdrehmoment umfasst, wobei das Antriebsdrehmoment mittels der Antriebseinrichtung (1) mit einem Antriebsmodul, einem Schließer-Modul (11) und einem Steuerungsmodul (26) erzeugt wird, wobei das Antriebsmodul eine elektrische 29
Maschine (6) umfassend einen, insbesondere einzigen, Stator (36) und einen, insbesondere einzigen, Rotor (37) aufweist, wobei das Schließer-Modul (11) einen, insbesondere mechanischen, Energiespeicher (13) aufweist, wobei das Steuerungsmodul (26) eine Steuerungseinrichtung aufweist, und wobei das Antriebsdrehmoment ein mittelbar oder unmittelbar von der elektrischen Maschine (6) erzeugtes Maschinenmoment und ein von dem Schließer-Modul (11) erzeugtes Schließer-Moment umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Maschinenmoment bei zumindest einem der Öffnungswinkel (a) größer 0° größer als 0 Nm ist.
14. Antriebseinrichtung (1 ) nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch ein mit der elektrischen Maschine (6) gekoppeltes Getriebe (7) und eine um eine Abtriebsachse (X1) drehbare Abtriebswelle (8) zur, insbesondere drehfesten, Verbindung mit einem Hebel (9), bevorzugt, dass das Getriebe (7) ein Übersetzungsverhältnis als Quotient aus der Drehzahl des Rotors als Dividend und der Drehzahl der Abtriebswelle aufweist, das kleiner ist als 125, insbesondere kleiner ist als 100, insbesondere kleiner ist als 75.
15. Antriebseinrichtung (1) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (6) als Axialflussmaschine ausgebildet ist, bevorzugt, dass der Stator (36) eine oder mehrere Spulen (41) aufweist und der Rotor (37) einen oder mehrere Permanentmagneten aufweist.
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