EP1828518B1

EP1828518B1 - Türantrieb, insbesondere drehtürantrieb

Info

Publication number: EP1828518B1
Application number: EP05811004.0A
Authority: EP
Inventors: Volker Bienek
Original assignee: Dorma Deutschland GmbH
Current assignee: Dorma Deutschland GmbH
Priority date: 2004-12-17
Filing date: 2005-11-11
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2025-11-11
Also published as: DE102004061624B3; EP1828518A1; DE102004061624C5; CN101068998B; US7966771B2; CN101068998A; WO2006066663A1; DK1828518T3; US20080005969A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Türantrieb, insbesondere einen Drehtürantrieb, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Ein solcher Türantrieb ist aus der US-A-2004/0182234 bekannt.
Ein weiterer Türantrieb ist aus der DE 295 21 068 U1 bekannt. Aus der DE 40 38 720 C2 ist ein Obentürschließer mit Gleitschienengestänge bekannt, der eine Nocken-Antriebseinheit aufweist, die einen optimalen Türmomentenverlauf und Bedienungskomfort ermöglicht. Vom Prinzip her wäre dieser Obentürschließer daher auch als Türantrieb geeignet, jedoch haben im Rahmen der Erfindung durchgeführte Untersuchungen ergeben, dass beim Aufbringen von Öldruck auf die Antriebseinheit sich eine sehr ungünstige Umwandlung des hydraulischen Druckes in die sich ergebende Hub-Rotations- und erneute Hubbewegung ergibt. Denn ca. 75 % der aufzubringenden Leistung sind zum Spannen des Federkraftspeichers eines derartigen Türschließers erforderlich, wohingegen nur ca. 25 % der Leistung zur Beschleunigung der Tür aus dem System abgegeben werden müssen. Da es ferner wünschenswert ist, die schmale Bauweise derartiger Türschließer auch für Türantriebe aufrechtzuerhalten, können die Dimensionen der Bauteile den extrem hohen Belastungen nicht angepasst werden. Somit ist der bekannte Obentürschließer trotz seiner funktionstechnischen Vorteile nicht als Türantrieb geeignet.
Ein weiterer Drehtürantrieb ist aus der DE 197 56 496 C2 bekannt. Dieser Drehtürantrieb weist eine elektromechanische Antriebseinheit auf, die mit einem Antriebsmotor und einem Getriebe und einer sich daran anschließenden Kraftübertragungseinheit für die angeschlossene Tür versehen ist. Die Kraftübertragungseinheit weist eine Spindel mit einer diese teilweise übergreifenden Spindelmutter auf, die mit einer Zahnstange kraft- und formschlüssig verbunden ist. Obwohl dieser Drehtürantrieb unsichtbar einbaubar ist, ist der Türmomentenverlauf nicht so optimal wie bei den zuvor beschriebenen Türschließern mit Nockentechnologie. Jedoch ist aufgrund der größeren Baubreite ein Einbau in Standardprofile nicht möglich.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Türantrieb der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art zu schaffen, der vollständig im Tür- oder Rahmenprofil unsichtbar einbaubar ist und keine Sonderkonstruktionen der Türanlage notwendig macht.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruches 1.
Der erfindungsgemäße Türantrieb macht aufgrund seiner kompakten Bauweise einen unsichtbaren Einbau im Tür- oder Rahmenprofil und damit eine vollständige Integrierung in die Türanlage möglich.
Insbesondere ist der Einbau in gängige schmale Türprofile möglich.
Daraus ergibt sich der Vorteil, dass keine das Design der Türanlage beeinträchtigenden Spezialtürprofile und keine Sonderkonstruktionen notwendig sind. Ferner ergibt sich der Vorteil einer wirtschaftlichen Montage bei breiter Verwendbarkeit und überdies ist es möglich, bestehende Türanlagen mit dem erfindungsgemäßen Türantrieb nachzurüsten. Ferner ergibt sich der Vorteil, dass beim erfindungsgemäßen Türantrieb eine direkte Krafteinleitung zum Spannen eines Federkraftspeichers möglich ist, der den Schließvorgang der Tür ohne weitere Hinzufügung einer Hilfsenergie ermöglicht. Ein derartiger Türantrieb ist somit uneingeschränkt für Brandschutztüren geeignet. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit einer Vermeidung unnötiger Belastungen der mechanischen Bauteile und eine Senkung des erforderlichen Arbeitsdruckes, da größere wirksame Kolbenflächen zur Verfügung stehen. Ferner ergibt diese Konstruktion den Vorteil einer Erhöhung des Hubvolumens, was den Arbeitsbereich für gängige Hydraulikpumpen verbessert.
Dadurch, dass die Hydraulikpumpe des erfindungsgemäßen Türantriebes mit einem dem Federkraftspeicher direkt zugeordneten separaten Druckraum in Hydraulikverbindung steht, ergibt sich eine direkte Druckbeaufschlagung und damit eine direkte Krafteinleitung in/auf den Federkraftspeicher, was ganz oder zumindest teilweise die Vorspannung des Federkraftspeichers bewirkt. Hierdurch lassen sich die eingangs erläuterten Nachteile in vollem Umfange beheben.
Da die aufzubringende Leistung zum Öffnen einer Tür, insbesondere einer Drehtür, mit einem Türantrieb, der für den Schließvorgang und für Brandschutzeignung mit dem Federkraftspeicher versehen ist, in zwei Kraft- bzw. Drehmomentgrößen aufgeteilt wird, ergibt sich der Vorteil, dass beim erfindungsgemäßen Türantrieb durch die Zuordnung separater Druckräume für die Antriebseinheit und den Federkraftspeicher ein geringer Öldruck auf die Antriebseinheit aufgebracht werden kann, da das zum Öffnen und Beschleunigen der Tür erforderliche Drehmoment an der Ausgangswelle der Antriebseinheit geringer ist als dasjenige zur Vorspannung des Federkraftspeichers. Im Rahmen der Erfindung durchgeführte Untersuchungen haben als ungefähre Näherung ergeben, dass in Abhängigkeit von der Türgröße und des Türgewichtes ca. 2/3 bis 3/4 der Antriebsgesamtleistung für die Vorspannung des Federkraftspeichers benötigt werden, wohingegen nur 1/4 bis 1/3 der Gesamtleistung als Antriebsmoment zum Öffnen der Tür erforderlich sind.
Da beim erfindungsgemäßen Türantrieb eine Aufteilung dieser Gesamtleistung durch das Vorsehen separater Druckräume ermöglicht wird, ergibt sich eine direkte Druckbeaufschlagung des Federkraftspeichers und somit ist es möglich, den größten Teil der Gesamtleistung direkt ohne Umlenkung zur Vorspannung des Federkraftspeichers ausnützen zu können. Dadurch ergibt sich die Vermeidung unnötiger Bauteilbeanspruchungen, Lagerbelastungen sowie Reibungs- bzw. Wirkungsgradverluste. Durch den separaten dem Federkraftspeicher zugeordneten Druckraum werden ferner die wirksamen Kolbenflächen zum Spannen des Federkraftspeichers und damit die Erzeugung eines höheren Antriebsdrehmomentes erhöht und damit wird der erforderliche Systemdruck deutlich abgesenkt und das Hubvolumen erhöht. Als Folge davon wird das Regelverhalten beim Schließvorgang verbessert und die Gesamthydraulik unempfindlicher. Es scheint, dass die wirksame Einzel-Kolbenfläche durch den Ringraum geringer wird, doch die Gesamt-Kolbenfläche ist größer.
Ferner kann durch das Verhältnis von höherem Volumenstrom zu geringerem Druck eine klein bauende Hydraulikpumpe verwendet werden, deren Pumpenkennlinie wesentlich flacher ausgeführt sein kann, was die Pumpe technisch einfacher und kostengünstiger werden lässt. Ferner ist es vorzugsweise möglich, Druckregel- oder Druckbegrenzungsventile in den Zuflussleitungen oder verschiedene Hydraulikpumpen für die jeweiligen Druckräume zu verwenden, so dass, falls erforderlich, eine Aufteilung und Abstimmung der Kolbenkräfte von Dämpfungs-, Federspann- und/oder Öffnungskolben möglich ist.
Somit kann erreicht werden, dass das zur Öffnung von Türen an der Ausgangswelle erforderliche Drehmoment mittels eines Dämpfungskolbens und einer Nockenanordnung erzeugt werden kann, wohingegen die Federspannarbeit unabhängig davon im zusätzlichen separaten Druckraum erzeugt wird.
Durch das Vorsehen des dem Federkraftspeicher zugeordneten Druckraumes, der der Schaffung eines weiteren, dem Hub entsprechenden, Druckmittelraumes entspricht und einer vorzugsweise vorgesehenen speziellen Hydrauliksteuerung, wie z. B. durch den Einsatz eines Magnetventiles, lassen sich weitere hydraulische Funktionen, wie Freilauf, hydraulische Feststellung oder hydraulische Schließfolgeregelung, möglich machen.
Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die Schaffung nur eines zusätzlichen Druckraumes beschränkt ist, vielmehr können natürlich weitere Druckräume zusätzlich geschaffen werden. Diese Druckräume werden hintereinander geschaltet, um die Drücke zu senken und gleichzeitig die Kräfte zu erheben.
Ferner ist es möglich, eine hydraulische Öffnungsdämpfung zu realisieren und unterschiedlich ausgebildete Antriebseinheiten zu verwenden.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen.
Es zeigen:

Figur 1:: Eine schematisch vereinfachte Prinzipdarstellung einer Aus-führungsform eines erfindungsgemäßen Türantriebes,
Figur 2:: eine alternative Ausführungsform der Antriebseinheit eines Türantriebes, das nicht unter dem Schutzbereich des Anspruchs 1 fällt.
Figur 3:: eine weitere alternative Ausführungsform der Antriebseinheit des erfindungsgemäßen Türantriebes.

Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Türantrieb 1, der insbesondere als Drehtürantrieb ausgeführt sein kann. Der Türantrieb 1 weist eine Antriebseinheit 2 auf, die über eine Ausgangswelle 9 mit einer in Figur 1 nicht dargestellten Tür, beispielsweise über einen Hebel und eine Gleitschiene mit Gleitstück, koppelbar ist. Die Antriebseinheit 2 ist in einem Gehäuse 13 angeordnet.
Ferner weist der Türantrieb 1 einen Motor 3 sowie einen im Gehäuse 13 angeordneten Federkraftspeicher 4 auf, der mit dem Motor 3 und der Antriebseinheit 2 gekoppelt ist.
Wie die Figur 1 verdeutlicht, ist der Motor 3 mit einer Hydraulikpumpe 5 antriebsverbunden. Bei der dargestellten Ausführungsform sind der Motor 3 und die Pumpe 5 am Gehäuse 13 angeflanscht. Es ist auch denkbar, dass der Motor 3 und die Pumpe 5 separat angeordnet oder in dem Gehäuse 13 integriert sind. Der Motor 3 steht über die Hydraulikpumpe 5 und eine erste Hydraulikleitung 22 mit einem Druckraum 7 in Hydraulikverbindung, der dem Federkraftspeicher 4 zugeordnet ist. Über eine zweite Hydraulikleitung 23 steht der Motor 3 und die Pumpe 5 mit einem Druckraum 6 in Hydraulikverbindung, der der Antriebseinheit 2 zugeordnet ist. Diese Anordnung macht eine Aufteilung der erforderlichen Drücke bzw. Kräfte zum Öffnen der Tür und zum Spannen des Federkraftspeichers 4, der im Beispielsfall eine Druckfeder 12 aufweist, möglich, was zu den eingangs erläuterten Vorteilen führt. Da die Drücke nur bedingt aufgeteilt werden, ist eine Aufteilung der daraus entstehenden Kräfte, wie Drehmomentenerzeugung und Federspannung, bedeutungsvoller.
Bei der in der Figur 1 dargestellten Ausführungsform ist die Antriebseinheit 2 als Nockenantrieb ausgebildet. Dieser Nockenantrieb weist eine Hubkurvenscheibe 8 auf, die auf der Ausgangswelle 9 angeordnet ist. Die Hubkurvenscheibe 8 wirkt mit zwei Kraftübertragungsrollen 10 und 11 zusammen, die zu beiden Seiten der Ausgangswelle 9 angeordnet sind und auf Kurvenbahnen der Kurvenscheibe 8 aufliegen. Vom Prinzip her entspricht dieser Aufbau dem Aufbau des Obentürschließers der DE 40 38 720 C2 .
Die Kraftübertragungsrolle 11 ist an einem Dämpfungskolben 19 angeordnet, der benachbart zum Druckraum 6 im Gehäuse 13 gelagert ist.
Die Kraftübertragungsrolle 10 ist an einem Öffnungskolben 18 angeordnet, der ebenfalls im Gehäuse 13 gelagert ist und an einen Raum 20 angrenzt, der über eine Abtrennwand 21 vom separaten Druckraum 7 getrennt ist.
Wie die Figur 1 verdeutlicht, ist im Druckraum 7 ein Federspannkolben 17 angeordnet, der die Kraft zum Spannen der Druckfeder 12 direkt in diese einleitet. Es ist auch möglich, die Anzahl der Druckräume 7 zu erweitern. Der Federspannkolben 17 ist über eine Kolbenstange 24, die durch die Abtrennwand 21 abgedichtet geführt ist, mit dem Öffnungskolben 18 verbunden.
Figur 1 zeigt ferner, dass die Druckfeder 12 mit einem Ende 14 über eine Federkraftverstellung an einer Gehäusewand 15 des Gehäuses 13 anliegt, wohingegen sie mit ihrem anderen Ende 16 am Federspannkolben 17 anliegt.
Wie die Figur 1 verdeutlicht, ergibt sich durch diese Aufteilung der Druckräume zunächst die Möglichkeit, vorzugsweise durch geeignete Hydrauliksteuerungen (Magnetventile, Drosseln oder Ähnliches), eine Aufteilung der erforderlichen Drücke zum Spannen der Druckfeder 12 und zum Öffnen der Tür vorzunehmen und dabei die Vorteile der Nockentechnologie ausnutzen zu können. Ferner ergibt sich die eingangs erläuterte, äußerst kompakte Bauweise, die einen völlig unsichtbaren Einbau in Tür- oder Rahmenprofile möglich macht.
In Figur 2 ist eine Alternative für eine Antriebseinheit 2' dargestellt, die als Pleuelantrieb ausgebildet ist. Bei dieser wird die Kraft zum Öffnen der Tür bzw. zur Drehung der Welle 9 über eine an sich bekannte Pleuelanordnung 25 übertragen.
In Figur 3 ist eine alternative Ausführungsform für die Antriebseinheit dargestellt, die in dieser Figur mit der Bezugsziffer 2" gekennzeichnet ist. Hierbei handelt es sich um einen an sich bekannten Zahnstangenantrieb 26, der über eine zur Achse des Gehäuses 13 geneigte Innenverzahnung 27 die Öffnungskraft auf ein Ritzel 28 überträgt. Diese Ausführungsvariante kann auch mit einer linearen, nicht geneigten Innenverzahnung realisiert werden.

Bezugszeichenliste

1: Türantrieb
2, 2', 2": Antriebseinheit
3: Motor
4: Federkraftspeicher
5: Hydraulikpumpe
6: Druckraum (Antriebseinheit)
7: Druckraum (Federkraftspeicher)
8: Hubkurvenscheibe
9: Ausgangswelle
10: Kraftübertragungsrollen
11: Kraftübertragungsrollen
12: Druckfeder
13: Gehäuse
14: Ende
15: Gehäusewand
16: Ende
17: Federspannkolben
18: Öffnungskolben
19: Dämpfungskolben
20: Raum
21: Abtrennwand
22: erste Hydraulikleitung
23: zweite Hydraulikleitung
24: Kolbenstange
25: Pleuelanordnung
26: Zahnstangenantrieb
27: Innenverzahnung
28: Ritzel

Claims

Türantrieb (1), insbesondere Drehtürantrieb,
- mit einer Antriebseinheit (2, 2', 2"), die über eine Ausgangswelle (9) mit einer Tür koppelbar und in einem Gehäuse (13) angeordnet ist;

- mit einem Motor (3), der mit der Antriebseinheit (2, 2', 2") in Antriebsverbindung steht;

- mit einem im Gehäuse (13) angeordneten Federkraftspeicher (4), der mit dem Motor (3) und der Antriebseinheit (2, 2', 2") gekoppelt ist und

- mit einer Hydraulikpumpe (5), die mit dem Motor (3) antriebsverbunden ist und die mit einem der Antriebseinheit (2, 2', 2") zugeordneten Druckraum (6) und einem oder mehreren dem Federkraftspeicher (4) zugeordneten separaten Druckraum (7) in Hydraulikverbindung steht, wobei
der Federkraftspeicher (4) eine Druckfeder (12) aufweist, die sich mit einem Ende (14) an einer Gehäusewand (15) und mit dem anderen Ende (16) an einem Federspannkolben (17) abstützt,

- der/die dem Federkraftspeicher (4) zugeordneten Druckräume (7) benachbart zum Federspannkolben (17) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass

- der Druckraum (7) durch eine fluiddichte Abtrennwand (21) von einem die Antriebseinheit (2) aufnehmenden Raum (20) des Gehäuses (13) getrennt ist.
Türantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (2) als Nockenantrieb ausgebildet ist, der eine Hubkurvenscheibe (8), die auf der Ausgangswelle (9) angeordnet ist, und zwei Kraftübertragungsrollen (10, 11) aufweist, die zu beiden Seiten der Ausgangswelle (9) angeordnet sind und auf Kurvenbahnen der Kurvenscheibe (8) aufliegen.
Türantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Federspannkolben (17) mit einem Öffnungskolben (18) der Antriebseinheit (2) verbunden ist, wobei der Öffnungskolben (18) eine Kraftübertragungsrolle (10) der Kraftübertragungsrollen (10, 11) trägt.
Türantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der der Antriebseinheit (2) zugeordnete Druckraum (6) benachbart zu einem Dämpfungskolben (19) angeordnet ist, der die andere Kraftübertragungsrolle (11) der Kraftübertragungsrollen (10, 11) trägt.
Türantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (3) als Wechselstrom- oder Gleichstrommotor-Kleinstmotor ausgebildet ist.
Türantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (2') als Pleuelantrieb ausgebildet ist.
Türantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (2") als Zahnstangenantrieb ausgebildet ist.