AT527906B1

AT527906B1 - Unsichtbares Antriebssystem für Türen

Info

Publication number: AT527906B1
Application number: ATA60237/2023A
Authority: AT
Inventors: Schwaiger Dipl -Ing Meinhard
Original assignee: Amx Automation Tech Gmbh
Priority date: 2023-12-19
Filing date: 2023-12-19
Publication date: 2025-11-15
Also published as: WO2025129215A1; AT527906A1

Abstract

Antriebssystem (1) zum Öffnen und Schließen von Türen (2), das in einem Türsystem, bestehend aus einer Zarge (3) und mindestens einer Tür (2), integriert ist und im geschlossenen Zustand der Tür (2) vollständig verdeckt und unsichtbar angeordnet ist, sodass Türen (2) manuell oder automatisiert geöffnet oder geschlossen werden können, wobei eine Schubstange (10) vorgesehen ist, die mit einem Linearverschiebeelement (11) gelenkig drehbar verbunden ist und die über ein Drehgelenk (22) mit der Tür (2) verbunden ist, wobei die Schubstange (10) mittels eines Schub-Drehgelenkes (16) mit dem Linearverschiebeelement (11) und drehbar mittels eines weiteren Drehgelenkes (15) mit einem Verriegelungselement (14) verbunden ist.

Description

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Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem zum Öffnen und Schließen von Türen, das in einem Türsystem integriert und verdeckt angeordnet ist, sodass die Tür manuell oder automatisiert geöffnet, geschlossen oder in einem beliebigen Öffnungswinkel gehalten werden kann und wobei das Antriebssystem im geschlossenen Zustand der Tür vollständig verdeckt und unsichtbar angeordnet ist.

[0002] Aus der DE 102017100254 B3der , DE 102020108115 B3 und der DE 102005039509 B3 sind bspw. Verdeckttürbänder bekannt, die je in etwa zu einer Hälfte in der Zarge und einer Hälfte im Türelement verbaut sind und deren Mechanismus aus Hebelgelenken mit Drehverbindungen und Kulissenführungen besteht, deren Anordnung und erforderlicher Bewegungsfreiraum einen zusätzlichen integrierten Antrieb nicht ermöglichen.

[0003] Die DE 202020100939 U1 offenbart ein Verdeckttürband mit Schließfunktion, wobei die Schließfunktion mittels horizontal angeordneter Federelemente erfolgt, die in horizontaler Richtung die Breite der Zarge um ein Mehrfaches überragen und in das Mauerwerk hineinragen.

[0004] Die DE 1973880 U und die, DE 102022205039 A1 offenbaren Türschließer mit Gelenkund Hebelelementen, der auf einer Ansichtsseite der Tür am Türrahmen und an der Oberseite der Tür angeordnet ist und in jeder beliebigen Öffnungsstellung der Tür sichtbar ist.

[0005] Die EP 3361033 B1 offenbart ein Schließsystem mit Hebelgelenkelementen, das einen Energiespeicher aufweist und einen Elektromotor als Generator verwendet, wobei der Schließmechanismus in der Tür bzw. im Flügelelement integriert ist.

[0006] Die AT 504334 A4 offenbart eine Anordnung zur Ver- und Entriegelung von gedichteten Schwenktüren, mit einem am ortsfesten Teil (Wand, Boden, Sturz) befestigten Stellantrieb, jedoch fehlt die Offnungs- oder Schließfunktion für eine Tür.

[0007] Die DE 102020103758 A1 zeigt einen Betätigungsmechanismus mit einer Schubstange, der jedoch nur begrenzte Schließkräfte aufbringen kann.

[0008] Nachteilig bei den bekannten Systemen ist das Fehlen einer integrierten Antriebseinheit zum Öffnen und Schließen von Türen oder dergleichen innerhalb des Hohlraumes der Zarge, weil die aufgrund der kinematischen Bewegungen erforderlichen Freiräume ein zusätzliches Antriebselement innerhalb des Freiraumes der Zarge verhindern, oder die kinematischen Bewegungsbahnen der Öffnungs-Schließsystemelemente eine direkte Antriebskrafteinleitung verhindern, oder die Öffnungs-Schließsystemelemente von einer Ansichtsseite aus auf die Zarge und das Türblatt aufgesetzt sind und somit sichtbar sind.

[0009] Aufgabe der Erfindung ist es, ein neues System zum Öffnen und Schließen von Türen oder dergleichen zur Verfügung zu stellen, das im geschlossenen Zustand der Tür vollständig verdeckt und unsichtbar ist, das zum automatisierten Öffnen, Schließen und Halten in einem beliebigen Öffnungswinkel ausgeführt ist, und der Antrieb ebenfalls vollständig verdeckt in der Zarge (Türrahmen) integriert ist, und die Tür eine normale Tür, eine Sicherheitstür oder eine Brandschutztür sein kann. Dabei sollen insbesondere ausreichend hohe Öffnungs- und Schließkräfte im Bereich des geschlossenen Zustands aufgebracht werden.

[0010] Diese Aufgabe wird durch ein Antriebssystem zum Öffnen und Schließen von Türen gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

[0011] Die Erfindung wird im Folgenden anhand des nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels mit den zugehörigen Figuren näher erläutert. Es zeigen:

[0012] Fig. 1 ein erfindungsgemäß in ein Türsystem integriertes verdeckt liegendes Antriebssystem mit Offnungs- und Schließfunktion, zur besseren Darstellung ist der obere horizontal liegende Rahmenteil / Zarge im Bereich des Antriebssystems freigestellt

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[0013] Fig. 2 das erfindungsgemäße in ein Türsystem integrierte verdeckt liegende Antriebssystem mit Öffnungs- und Schließfunktion in einer Ansicht von oben (Draufsicht), bei geöffneter Türstellung mit großem Öffnungswinkel

[0014] Fig. 3 das erfindungsgemäße in ein Türsystem integrierte verdeckt liegende Antriebssystem mit Öffnungs- und Schließfunktion in einer Schrägansicht von oben bei geöffneter Türstellung mit geöffneter Verriegelung

[0015] Fig. 4 das erfindungsgemäße in ein Türsystem integrierte verdeckt liegende Antriebssystem mit Offnungs- und Schließfunktion in einer Schrägansicht von oben bei geöffneter Türstellung mit kleinem OÖffnungswinkel, mit aktiver Verriegelung

[0016] Fig. 5 das erfindungsgemäße in ein Türsystem integrierte verdeckt liegende Antriebssystem mit Öffnungs- und Schließfunktion in einer Schrägansicht von oben in geschlossener Türstellung mit aktiver Verriegelung

[0017] Fig. 6 das erfindungsgemäße Antriebssystem mit Öffnungs- und Schließfunktion

[0018] Fig. 7 das erfindungsgemäße Antriebssystem mit Öffnungs- und Schließfunktion und den Verriegelungsmechanismus in deaktivierter Verriegelungsfunktion

[0019] Fig. 8 das erfindungsgemäße Antriebssystem mit Öffnungs- und Schließfunktion und den Verriegelungsmechanismus in aktivierter Verriegelungsfunktion

[0020] Fig. 9 das erfindungsgemäße Antriebssystem mit Öffnungs- und Schließfunktion und den Verriegelungsmechanismus in aktiver Verriegelungsfunktion

[0021] Das Türsystem, bestehend aus der Zarge 3, dem Türflügel 2, den nicht näher dargestellten Dreh-Verbindungselementen und dem erfindungsgemäßen Antriebssystem 1 mit Öffnungsund Schließfunktion und weist einen Öffnungswinkel 2a auf, der zwischen 0° und einem von der Tür- und der Zargen-Geometrie sowie dem verwendeten Beschlagsystem abhängigen Maximalwert liegt, der vorzugsweise zwischen 90° und 180° beträgt.

[0022] Das Antriebssystem 1 mit Öffnungs- und Schließfunktion besteht aus der Schubstange 10, die mittels eines Drehgelenks 22 mit dem Türflügel 2 und mit einem als Schub-Drehgelenk 16 ausgebildeten Kulissenschieber mit dem verdeckt in der Zarge 3 befestigten Linearantrieb 12, 13, 11, 11° verbunden ist. Der Linearantrieb besteht in einer bevorzugten Ausführungsvariante aus einem Antriebselement 12, vorzugsweise als Motor ausgebildet, der mit einer Gewindespindel 13 und einer Gewindemutter 11°, die in einer nicht näher dargestellten Linearführung mittels des Linearverschiebeelementes 11 verbunden ist, ausgeführt ist.

[0023] Die nicht näher dargestellte Linearführung kann bspw. als eine Gleitführung, Rollenführung oder Kugelführung ausgeführt sein oder auf eine andere Art realisiert sein. Das Verriegelungselement 14 ist mittels des Schub-Drehgelenkes 16 mit dem Linearverschiebeelement 11 und der Schubstange 10 verbunden. Am Türflügel 2 befindet sich ein Verriegelungszapfen 21, vorzugsweise als runder Stift ausgeführt. Beim Schließen der Tür 2 gegen die Zarge 3 steigt mit kleiner werdendem Öffnungswinkel 2a der von den nicht näher dargestellten Dichtungselementen ausgeübte elastische Widerstand, sodass für das vollständige Schließen der Tür 2, bspw. bei Öffnungswinkeln 2a kleiner 5 - 10°, eine erhöhte Schließkraft erforderlich ist, um den für die Dichtwirkung erforderlichen Anpressdruck zwischen Tür 2, Zarge 3 und Dichtung zu erreichen. Mit kleiner werdendem Öffnungswinkel 2a werden auch die kinematischen Verhältnisse, die den von der Schubstange 10 und dem Linearverschiebelement 11 bildenden Schließkraftwinkel 2b erzeugen, ungünstiger. Die vom Linearantrieb 12, 13, 11, 11° erzeugte Antriebskraft 11a wird mittels des Schub-Drehgelenks 16 auf die Schubstange 10 übertragen und erzeugt die Schubstangenkraft 10a und diese wird mittels des Drehgelenks 22 auf die Tür 2 übertragen und erzeugt die Schließ-Öffnungskraft 10b, wobei bei kleinen Öffnungswinkeln 2a ebenfalls kleine Schließkraftwinkel 2b entstehen, sodass die vom Linearantrieb 12, 13, 11, 11° erzeugte Antriebskraft 11a nur noch in eine verhältnismäßig kleine Schließ- bzw. Öffnungskraft 10b umgewandelt wird. Diese Kraftumwandlung erfolgt in etwa gemäß den kinematischen Gegebenheiten:

Antriebskraft (11a) Schubstangenkraft (10a) _ Schließ — Öffnungskraft (10b) sin(2d) a sin(2c) a sin(2b)

[0024] Bei kleinen Öffnungswinkeln 2a = 5° beträgt der Schließkraftwinkel 2b ebenfalls ca. < 5° und der Schubstangenkraftwinkel 2c beträgt - 90° ...95° und der Schließ-Öffnungskraftwinkel 2d beträgt - 85 ... 90°. Sohin ergibt sich ein ungünstiges Kräfteverhältnis aus Antriebskraft (11a und Schließ-Öffnungskraft 10b, und zwar mittels des Sinussatzes:

Antriebskraft (11a) * sin(5°) sin(85°) Antriebskraft (11a) * 0,087 - 0,996

[0025] Schließ — Öffnungskraft (10b) < Antriebskraft (11a) * 0,087 gültig für [0° < 2a < 5°]

[0026] Zur Überwindung dieses Problems, dass bei kleiner werdenden Öffnungswinkeln 2a enorme Antriebskräfte erforderlich sein würden, ist ein Verriegelungsmechanismus vorgesehen, der eine günstigere Übersetzung der Antriebskraft 11a in eine ausreichend große Schließ-Öffnungskraft 10b ermöglicht. Mittels des Verriegelungsmechanismus, der aus dem Verriegelungselement 14, dem Verriegelungszapfen 21, dem Drehgelenk 15, dem linear in der ersten Kulisse 10‘ und linearbogenförmig in der zweiten Kulisse 14‘ beweglich geführten Schub-Drehgelenk 16, das vorzugsweise als zylinderförmiger Stift ausgeführt ist, besteht, wird der Verriegelungszapfen 21 in der bogenförmigen Kulisse 14‘ relativ zur Zarge beim Schließvorgang der Tür hinbewegt oder beim Öffnungsvorgang von ihr wegbewegt, indem das Schub-Drehgelenk 16 aus der Arretierposition 14‘ gelöst und entlang der ersten Kulisse 10‘ in Richtung 16a bewegt wird, wodurch das Verriegelungselement 14 mittels der zweiten Kulisse 14“ zwangsweise eine Schwenkbewegung 14a um das Drehgelenk 15 ausführt. Aufgrund der kinematischen Verhältnisse wird die auf das Schub-Drehgelenk 16 wirkende lineare Schubkraft vom Linearantrieb 12, 13, 11, 11‘ in eine auf den Türflügel wirkende Schließ-Öffnungskraft 10b umgewandelt, deren Größe ein Mehrfaches der Antriebskraft 11a des Linearantriebs 12, 13, 11, 11° aufweist. Die Richtung 16a der Bewegung des Schub-Drehgelenks / Kulissenschiebers 16 beeinflusst die Richtung der Schwenkbewegung 14a des Verriegelungselements 14, sodass eine definierte Schließ- oder Öffnungsfunktion ausgeführt werden kann. Eine Schließbewegung der Tür wird durch eine Schwenkbewegung 14a in Richtung 14a - des Verriegelungselementes 14 erzeugt, ausgelöst durch eine Verschiebung des Schub-Drehgelenks 16 in Richtung 16a +. Für eine Öffnung der Tür wird das Schub-Drehgelenks 16 in Richtung 16a - mittels des Linearantriebs 12, 13, 11, 11‘ verschoben, wodurch zwangsweise das Verriegelungselement 14 in Richtung 14a + um den Drehpunkt 15 bewegt wird. Das Verriegelungselement 14 ist mit einer nicht näher dargestellten elastischen Feder in Richtung 14a + vorgespannt, sodass das Schub-Drehgelenk 16 im Normalzustand in Richtung 16a - gedrückt wird und in dieser Arretierposition 14‘ verharrt und sohin in der Schubstange 10 unverrückbar gehalten wird, sodass mittels des Linearantriebs 12, 13, 11, 11° die Tür 2 relativ zur Zarge 3 geöffnet oder geschlossen werden kann.

Schließ — Öffnungskraft (10b) =

[0027] Eine geschlossene und verriegelte Tür kann mittels des Linearantriebs 12, 13, 11, 11‘ wieder geöffnet werden, dazu ist jedoch eine volle Funktion des Linearantriebs 12, 13, 11, 11‘ und eine funktionsfähige Energieversorgung erforderlich. Weil dies in einer Gefahrensituation bspw. Brand, Stromausfall, ... nicht gewährleistet sein könnte, ist die Verriegelungseinheit mit einer Sicherheitsfunktion ausgestattet, die eine manuelle Öffnungsfunktion sicherstellt. In einer Gefahrensituation kann der Verriegelungszapfen 21 mittels beispielsweise des Türgriffs 20 und einer nicht näher dargestellten Einrichtung zur bspw. Übertragung der Bewegung des Türgriffs auf den Verriegelungszapfen 21 bewegt werden, sodass der Verriegelungszapfen aus der Verriegelungsposition in eine neutrale Position gebracht wird und der Verriegelungszapfen 21 nicht mehr mit der bogenförmigen Kulisse 14‘ des Verriegelungselements 14 in Kontakt steht und die Tür 2 entriegelt und manuell geöffnet werden kann.

A ‚hes AT 527 906 B1 2025-11-15

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Antriebssystem mit Öffnungs- und Schließfunktion 2 Türflügel, Türblatt, Tür

2a Öffnungswinkel

2b Schließkraftwinkel

2c Schubstangenkraftwinkel

2d Schließ-Öffnungskraftwinkel

3 Zarge, Türrahmen

10 Schubstange

10a Schubstangenkraft

10b Schließ- bzw. Öffnungskraft

10° erste Kulisse

11 Linearverschiebelement

11a Antriebskraft

11° Gewindemutter

12 Antriebselement, Motor, Elektromotor

13 Gewindespindel

14 Verriegelungselement

14‘ bogenförmige Kulisse

14“ zweite Kulisse

14‘ Arretierposition

14a Richtung der Schwenkbewegung

14a+ positive Richtung der Schwenkbewegung

14a- negative Richtung der Schwenkbewegung

15 Drehgelenk

16 Schub-Drehgelenk, Kulissenschieber

16a Bewegungsrichtung des Schub-Drehgelenks, Kulissenschiebers 16a+ positive Bewegungsrichtung des Schub-Drehgelenks 16a- negative Bewegungsrichtung des Schub-Drehgelenks 20 Türgriff

21 Verriegelungszapfen

22 Drehgelenk

Claims

A ‚hes AT 527 906 B1 2025-11-15 Ss N Patentansprüche

1. Antriebssystem (1) zum Öffnen und Schließen von Türen (2), das in einem Türsystem, bestehend aus einer Zarge (3) und mindestens einer Tür (2), integriert ist und im geschlossenen Zustand der Tür (2) vollständig verdeckt und unsichtbar angeordnet ist, sodass Türen (2) manuell oder automatisiert geöffnet oder geschlossen werden können, wobei eine Schubstange (10) vorgesehen ist, die mit einem Linearverschiebeelement (11) gelenkig drehbar verbunden ist und die über ein Drehgelenk (22) mit der Tür (2) verbunden ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schubstange (10) mittels eines Schub-Drehgelenkes (16) mit dem Linearverschiebeelement (11) und drehbar mittels eines weiteren Drehgelenkes (15) mit einem Verriegelungselement (14) verbunden ist.

2. Antriebssystem (1) zum Öffnen und Schließen von Türen (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (14) vorzugsweise mittels einem elastischen Federungselement in Richtung der Schwenkbewegung (14a+) zur Öffnung der Türe (2) vorgespannt ist.

3. Antriebssystem (1) zum Öffnen und Schließen von Türen (2) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schub-Drehgelenk in einer ersten Kulisse (10°) der Schubstange (10) und in einer zweiten Kulisse (14“) des Verriegelungselements (14) geführt ist, wobei eine Schwenkbewegung des Verriegelungselementes (14) um das Drehgelenk (15) ausgeführt wird.

4. Antriebssystem (1) zum Öffnen und Schließen von Türen (2) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (14) eine bogenförmige Kulisse (14°) aufweist, und mittels dieser Kulisse ein mit der Tür (2) verbundener Verriegelungszapfen (21) beim Schließen der Tür und Erreichen kleiner Öffnungswinkel (2a), vorzugsweise kleiner 10°, erfasst wird um mittels der Schwenkbewegung des Verriegelungselementes (14) die Tür (2) mit erhöhter Schließkraft (10b) schließen zu können.

5. Antriebssystem (1) zum Öffnen und Schließen von Türen (2) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass im entriegelten Zustand der Tür (2) das SchubDrehgelenk (16) mittels einer Arretierposition (14‘°) des Verriegelungselementes (14) in der Endposition der ersten Kulisse (10) fixiert ist und die Öffnungs- bzw. Schließbewegung der Tür (2) mittels der Schubstange (10) und mittels dem Linearverschiebeelement (11) und einem Antriebselement (12) ausgeführt wird.

6. Antriebssystem (1) zum Öffnen und Schließen von Türen (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die geometrischen Verhältnisse so ausgeführt sind, dass die Loslösung des Schub-Drehgelenks (16) aus der Arretierposition (14‘°) durch die SchlieRßbewegung der Tür (2) erfolgt, indem bei kleiner werdendem Öffnungswinkel (2a) der Verriegelungszapfen (21) auf das Verriegelungselement (14) trifft und eine Schwenkbewegung (14a) in Richtung (14a-) zum Schließen der Türe (2) mit dem Drehpunkt im Drehgelenk (15) auslöst.

7. Antriebssystem (1) zum Öffnen und Schließen von Türen (2) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuerungssystem vorgesehen ist, das das Antriebselement (12) zum automatisierten Öffnen oder Schließen ansteuert, welches Antriebselement (12) elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch betrieben ist.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen