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Die
Erfindung betrifft ein Türsystem
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Ein
Türsystem
dient zum Schließen
einer Öffnung
in einer Wand. Dazu wird in eine Wandöffnung ein Rahmenelement integriert,
an welches ein plattenförmiges
Türelement
angeschlossen ist. Das Türelement
erlaubt das Abschließen
von Räumen gegenüber anderen
Räumen
oder Außenbereichen. Um
eine Durchgangsmöglichkeit
zu schaffen, ist das Türelement
derart an dem Rahmenelement angeordnet, dass es die Öffnung freigeben
kann und einer Person den Durchtritt durch die Wandöffnung erlaubt. Moderne
Türsysteme
weisen Türelement
auf, an denen ein elektrischer Verbraucher angeordnet ist, dieser
elektrische Verbraucher dient zur Erleichterung der Nutzung des
Türsystems.
Bei bekannten Türsystemen
wird dieser auf dem Türelement
angeordnete elektrische Verbraucher über ein Kabel mit elektrischem
Strom versorgt. Dieses Kabel ist meistens in der Wand integriert
und wird von dem Rahmenelement auf das Türelement geleitet. Als nachteilig
hat es sich herausgestellt, dass solcherart Kabel bei einer häufigen Benutzung
des Türelementes
brechen können
und so die Energieversorgung des elektrischen Verbrauchers nicht
mehr sichergestellt ist. Darüber
hinaus sind solcherart Kabel äußeren Einflüssen ausgesetzt,
die ebenfalls zu einer Unterbrechung oder einem Defekt des Kabels
führen
können.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, ein Türsystem zu entwickeln, welches
die oben genannten Nachteile überwindet,
insbesondere eine erhöhte
Betriebssicherheit bei langfristigem Betrieb sicherzustellen.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird ein Türsystem
mit den Merkmalen des Anspruches 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung sind in den abhängigen
Vorrichtungsansprüchen
angegeben. Dabei können
die in den Ansprüchen
und in der Beschreibung erwähnten
Merkmale jeweils einzeln für
sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
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Erfindungsgemäß wird ein
Türsystem
offenbart, mit einem Rahmenelement und wenigstens einem plattenförmigen Türelement,
wobei in einer Einbaustellung das Rahmenelement in einer Wandöffnung angeordnet
ist und das Türelement
lagert, das Türelement
ein spulenartiges Empfangsmittel aufweist, ein Sendemittel in der
Einbaustellung benachbart zu dem Türelement angeordnet ist, von
dem Sendemittel mittels kontaktloser elektromagnetischer Induktion
eine elektrische Strom in das spulenartige Empfangsmittel induzierbar
ist, um wenigstens einen elektrischen Verbraucher zu betreiben.
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Der
erfindungsgemäße Gedanke
des Türsystems
besteht darin, dass der elektrische Strom und/oder die elektrische
Energie nicht mehr über
ein Kabel an einen elektrischen Verbraucher in das Türelement
geleitet wird. Der für
den Verbraucher vorgesehene elektrische Strom wird vielmehr durch
elektromagnetische Induktion in dem Empfangsmittel generiert. Um
diese Induktion durchzuführen
bedarf es keiner kabelgebundenen Verbindung zwischen der Energiequelle – dem Sendemittel – und dem
Energieempfänger – dem Empfangsmittel.
Unter elektromagnetischer Induktion – auch Induktion – versteht
man das Entstehen einer elektrischen Spannung entlang einer Leiterschleife
durch die Änderung
des magnetischen Flusses. Die Induktion wird technisch vor allem bei
elektrischen Maschinen wie Generatoren, Elektromotoren und Transformatoren
genutzt. Bei den meisten dieser Anwendungen wird eine Wechselspannung
verwendet. Diese Wechselspannung wird in das Sendemittel eingebracht,
welches dann ein sich änderndes
magnetisches Feld erzeugt. Dieses sich ändernde magne tische Feld induziert
einen elektrischen Strom und/oder eine elektrische Spannung in das
spulenartige Empfangsmittel. Der so erzeugte elektrische Strom kann
genutzt werden, um den elektrischen Verbraucher zu betreiben. Folglich treten
die oben genannten Nachteile des Standes der Technik nicht mehr
auf, da keine starre Verbindung zwischen dem Türelement und dem Rahmenelement besteht, über welche
elektrischer Strom transportiert werden muss. Im Rahmen der Erfindung
wird von dem Sendemittel mittels elektromagnetischer Induktion ein
elektrischer Strom in das Empfangsmittel induziert. Als elektrischer
Strom soll im Rahmen der Erfindung eine gerichtete Bewegung von
elektrischen Ladungsträgern
verstanden werden. Bei dem elektrischen Strom kann es sich um einen
Gleichstrom oder Wechselstrom handeln, der zum Betrieb des elektrischen
Verbrauchs genutzt wird.
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Der
Begriff Türsystem
im Rahmen der Erfindung umfasst eine Vielzahl von Möglichkeiten,
eine Durchgangsmöglichkeit
in einer Wand zu verschließen.
Bekannte Türelemente
werden häufig
nach ihrer Bewegungsart unterschieden. Im Rahmen der Erfindung fallen
unter den Begriff des Türsystems
auch: Anschlagtüren,
Drehtüren,
Schiebetüren,
Karusselldrehtüren,
Klapptüren,
Falltüren
oder Schwingtüren.
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In
einer ersten vorteilhaften Ausführungsvariante
ist das spulenartige Empfangsmittel in dem Türelement angeordnet. Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass das Empfangsmittel nicht in einem Randsegment des Türelementes
angeordnet ist, mit einem nahezu direkt gegenüberliegend angeordneten Sendemittel.
Vielmehr soll das spulenartige Empfangsmittel flächig in dem Türelement
angeordnet sein. Vorzugsweise soll dabei das spulenartige Empfangsmittel
nahezu mittig in dem Türelement
angeordnet sein. Dabei soll das Empfangsmittel sowie das Sendemittel
makroskopische Dimensionen aufweisen. Denn nur so ist sichergestellt,
dass der vom Sendemittel abgesendete magnetische Fluss groß genug
ist, um einen ausreichenden elektrischen Strom in das Empfangsmittel
zu induzieren.
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Als
besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn das Empfangsmittel
eine Spule ist, insbesondere eine Spule mit einem Durchmesser von 30
bis 150 cm, insbesondere 60 bis 120 cm. Spulen dieses Durchmessers
erlauben die Übertragung
von elektrischen Strömen
in ausreichender Stärke
bei gleichzeitig akzeptablen elektromagnetischen Flüssen, welche
von dem Sendemittel an das Empfangsmittel abgestrahlt werden.
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In
einer alternativen Ausführungsvariante
ist das spulenartige Empfangsmittel nicht in dem Türelement
angeordnet. Vielmehr ist vorgesehen, dass das spulenartige Empfangsmittel
auf der Außenseite
des Türelementes
angeordnet ist. So können
beispielsweise die einzelnen Leiterbahnen des spulenartigen Empfangsmittels
neben und/oder in einer Türfalz
des Türelementes
angeordnet sein. Somit ergibt sich ein spulenartiges Empfangsmittel,
dass das Türelement umschließt. Dabei
können
die einzelnen Leiterbahnen des Empfangsmittels in einem äußeren Bereich des
Türelementes
eingelassen und von einem entsprechenden Abdeckmittel überdeckt
sein. Diese Art der Ausgestaltung weist den Vorteil auf, dass ein
besonders großer
Durchmesser der Spule ermöglicht wird.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist vorgesehen,
dass das Türsystem
ein Überwachungsmittel
aufweist, um einen Fluss des elektrischen Stromes und/oder das Empfangsmittel und/oder
das Sendemittel zu steuern. Bei dem Empfangsmittel handelt es sich
vorzugsweise um einen Mikrocomputer oder einen integrierten Schaltkreis. So
kann das Überwachungsmittel
in der Nähe
des Sendemittels angeordnet sein und den Zufluss einer Energie in
das Sendemittel steuern. Durch eine Überwachung dieser Energie sowie
der Wechselspannung kann das Überwachungsmittel
die Änderung des
magnetischen Flusses steuern. Da diese die entscheidende Größe für die elektromagnetische
Induktion des elektrischen Stromes in das Empfangsmittel ist, ist
so eine Kontrolle der übertragenen
Energie möglich.
Zusätzlich
oder alternativ kann ein Überwachungsmittel
in dem Türelement
angeordnet sein, um den Fluss des elekt rischen Stroms in dem Empfangsmittel
zu überwachen
und/oder eine Versorgung der elektrischen Verbraucher zu regeln.
Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn sowohl das
Empfangsmittel als auch das Sendemittel ein Überwachungsmittel aufweisen.
Diese beiden Überwachungsmittel
können
insbesondere drahtlos miteinander kommunizieren. Dieses kann durch
Frequenz und/oder Amplitudenmodulation des elektromagnetischen Flusses
geschehen. Durch die so entstehende uni- und/oder bidirektionale
Kommunikation ist eine vollständige Überwachung
des Sende- und Empfangsmittels durch das Türsystem sichergestellt.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist vorgesehen,
dass das Türelement
aus wenigstens einem der folgenden Stoffe aufgebaut ist: aus Glas,
aus einem Kunststoff oder aus Holz. Jeder der vorgebrachten Stoffe
weist unterschiedliche Eigenschaften auf, die für eine vorteilhafte Ausgestaltung
des erfindungsgemäßen Türsystems
sorgen können.
Türelemente
aus Holz sind besonders leicht und lärmdämmend. Darüber hinaus ist eine einfache Integration
des Empfangsmittels möglich.
Dazu kann in das Holz des Türelementes
eine entsprechende Aussparung eingebracht sein, die mit einem Holzdeckel
verschlossen wird. Türelemente
aus Kunststoff können
in einem Stück
gegossen werden, wobei insbesondere das Empfangsmittel mit eingegossen wird.
Dieses hat sich als vorteilhaft erwiesen, da Umwelteinflüsse in solcherart
Türelemente
nicht eindringen können.
Dadurch sind das Empfangsmittel und/oder das Überwachungsmittel vor äußeren Einflüssen wie
Feuchtigkeit etc. geschützt.
Türelemente aus
Glas sind im Allgemeinen transparent und erlauben somit einer Person
durch das Türelement
hindurchzuschauen. Dieses ist insbesondere aus Gründen der
Sicherheit vorteilhaft.
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Insbesondere
bei Türelementen
aus Glas hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Empfangsmittel
ein optisch transparentes Material aufweist. So kann das Empfangsmittel
mittig in das Türelement
eingelassen werden, ohne dass die optischen Eigenschaften des Glases
beeinträchtigt werden.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das Empfangsmittel
wenigstens eins der folgenden Materialien beinhaltet: ein leitfähiges Polymermaterial,
ein transparentes leitfähiges
Oxid, Indium-Zinn-Oxid
(ITO), Zink-Indium-Oxid (ZIO), Aluminium dotiertes Zinkoxid, Gold,
Silber, Aluminium, Iridium, Nickel oder Chrom. Die aufgezählten Materialien
können
als Leiterbahnen für
das Empfangsmittel auf das Glas des Türelementes aufgedampft werden.
Als besonders vorteilhaft hat es sich dabei herausgestellt, wenn
das Türelement
aus mehreren Glasschichten aufgebaut ist und das Empfangsmittel zwischen
den mindestens zwei Glasschichten angeordnet ist. Dabei kann eine
der Glasschichten als Träger
für das
Empfangsmittel dienen. Durch ein an sich bekanntes Verfahren können die
aufgezählten
Materialien aufgedampft werden, um die einzelnen Bahnen des spulenartigen
Empfangsmittels zu bilden. Derart ausgestaltet ist das Türelement
mit einem Empfangsmittel versehen, welches nicht die optischen Eigenschaften
der Glastür
verändert.
Dennoch ist es möglich,
elektrischen Strom in das spulenartige Empfangsmittel zu induzieren,
um den wenigstens einen elektrischen Verbraucher zu betreiben.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausführungsvariante
zeichnet sich dadurch aus, dass der wenigstens eine elektrische
Verbraucher an und/oder in dem Türelement
angeordnet ist. Eine Integration des elektrischen Verbrauchers in
dem Türelement
weist den Vorteil auf, dass dieser vor äußeren Einflüssen geschützt ist. Somit kann etwa Feuchtigkeit
etc. nicht direkt zu dem elektrischen Verbraucher gelangen und dieser
braucht nicht aufwendig dagegen geschützt werden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist vorgesehen,
dass wenigstens einer der elektrischen Verbraucher ein Antriebsmittel
ist, um das Türelement
relativ zu der Wandöffnung
zu bewegen. Das Antriebsmittel dient folglich dazu, eine Bewegung
des Türelementes
in dem Rahmenelement zu ermöglichen.
Dazu kann das Antriebsmittel einen elektrischen Motor aufweisen,
der mittels eines Getriebes eine Bewegung des Türelementes ermöglicht.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausführungsvariante
des erfindungsgemäßen Türsystems
zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens einer der elektrischen Verbraucher
ein Griffmittel ist, um eine Bewegung und/oder ein Öffnen des
Türelementes
auszulösen. Bei
dem Griffmittel kann es sich um einen Türdrücker oder einen Türgriff handeln,
der auf dem Türelement angeordnet
ist. Vorteilhafterweise weist ein solcherart ausgestaltetes Griffmittel
ein Sensorelement auf, das eine Umgebung des Türelementes überwacht. Somit muss ein Benutzer
nicht mehr das Griffmittel berühren,
um eine Bewegung und/oder Öffnung
des Türelementes
auszulösen.
Vielmehr reicht es, wenn ein Benutzer in die Nähe des Griffmittels gelangt. Dazu
kann das Sensorelement mittels elektromagnetischer Strahlung das
Umfeld des Griffmittels überwachen.
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In
einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen,
dass wenigstens einer der elektrischen Verbraucher ein Beleuchtungsmittel
ist, um einen Teil um das Türelement
und/oder wenigstens einen Teil des Türelementes und/oder das Türsystem
zu beleuchten. Das Beleuchtungsmittel emittiert Licht um Teile des
Türelementes
zu beleuchten. Dieses resultiert in einer erhöhten Sicherheit für den Nutzer
des erfindungsgemäßen Türsystems.
In einer vorteilhaften Ausführungsvariante
wird das Beleuchtungsmittel durch das Sensorelement des Griffmittels aktiviert.
Begibt sich somit eine Person in die Nähe des Türelementes und wird dabei von
dem Sensorelement des Griffmittels detektiert, kann das Beleuchtungsmittel
aktiviert werden.
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Eine
vorteilhafte Ausführungsvariante
des erfindungsgemäßen Türsystems
zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens einer der elektrischen Verbraucher
ein Displaymittel ist, um wenigstens eine Information anzuzeigen.
Das Displaymittel kann in dem Türelement
angeordnet sein und wichtige Informationen für einen Benutzer des Türsystems
darstellen. Dazu kann das Displaymittel über ein Kommunikationselement
verfügen,
was einen Anschluss an ein Intranet und/oder Internet ermöglicht.
Das Kommunikationsmittel kann vorzugsweise über eine drahtlose Kommunikationsverbindung
mit einem entsprechenden Sendemittel verbunden sein. Somit ist eine
zentrale Steuerung einer Mehrzahl von Displaymitteln in einer Mehrzahl
von Türsystemen
möglich. Dabei
hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Displaymittel
wenigstens eines der folgenden Elemente aufweist: einen Kathodenstrahlröhrenbildschirm
(CRT), einen Flüssigkristallbildschirm
(IC-Display), einen Dünnschichttransistorbildschirm
(TFT Flachbildschirm), ein Surface-conduction Electron-emitter Display
(SED), einen Plasmabildschirm, wenigstens eine Organische Leuchtdiode
(OLED).
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Weitere
die Erfindung verbessernde Maßnahmen
sind in den Unteransprüchen
angegeben oder ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der
Ausführungsbeispiele
der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche
aus den Ansprüchen,
der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmalen und/oder
Vorteile einschließlich
konstruktiver Einzelheiten, räumlicher
Anordnung und Verfahrensschritte, können sowohl für sich,
als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich
sein.
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Es
zeigen:
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1:
ein erfindungsgemäßes Türsystem,
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2:
eine zweite Ausführungsvariante
des Türsystems,
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3:
eine schematische Darstellung eines Türelementes und
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4:
eine weitere Ausführungsvariante
des erfindungsgemäßen Türelementes.
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In 1 ist
ein erfindungsgemäßes Türsystem 10 gezeigt.
Das Türsystem 10 weist
ein Rahmenelement 20 auf. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel
weist das Rahmenelement 20 eine U-förmige Struktur auf. Das Rahmenelement 20 ist
eingelassen in eine Wand 105. Innerhalb dieser Wand 105 existiert
eine Wandöffnung 110.
Diese Wandöffnung 110 wird
durch ein Türelement 30 abgedeckt.
Das Türelement 30 ist über zwei
Scharniere 33 mit dem Rahmenelement 20 verbunden.
So ergibt sich eine Durchgangsmöglichkeit
für eine
Person zwischen zwei Räumen.
In der Wand 105 ist ein spulenförmiges Sendemittel 50 angeordnet.
Das Sendemittel 50 weist in einer bevorzugten Ausführungsvariante
einen Leiter auf, der zu einer oder mehreren Windungen geformt ist.
Das Sendemittel 50 ist an eine externe Energiequelle angeschlossen
und ermöglicht
die Emission von elektromagnetischen Wellen. Diese Emission wird
durch ein Überwachungsmittel 80 gesteuert.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass in dem Türelement 30 ein
Empfangsmittel 40 angeordnet ist. Dieses Empfangsmittel 40 ist
ebenfalls spulenartig ausgestaltet. Mittels kontaktloser elektromagnetischer
Induktion ist es dem Sendemittel 50 möglich einen elektrischen Strom
in das spulenartige Empfangsmittel 40 zu induzieren. Dieser
elektrische Strom kann dann von einem elektrischen Verbraucher,
welcher in und/oder an dem Türelement
angeordnet ist, genutzt werden. Es bedarf somit keiner kabelförmigen Verbindung
zwischen dem Rahmenelement 20 und dem Türelement 30. Vielmehr
wird der von einem elektrischen Verbraucher genutzte elektrische
Strom und/oder die benötigte
Energie von dem Sendemittel 50 über die Luft an das spulenartige Empfangsmittel 40 übertragen.
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In 2 ist
das erfindungsgemäße Türsystem 10 mit
einer Mehrzahl von elektrischen Verbrauchern dargestellt. Auf dem
Türelement
angeordnet ist ein Displaymittel 75. Dieses Displaymittel 75 dient
zur Anzeige von Infor mationen. So kann beispielsweise auf dem Display
angezeigt werden, ob der mit dem Türelement 30 verschlossene
sich anschließende Raum
belegt ist. Um diese Informationen zu erlangen kann das Displaymittel 75 über eine
Schnittstelle verfügen
und in drahtloser Kommunikation mit einer externen Informationsquelle
stehen. Denkbar ist es aber auch, dass das Überwachungsmittel 80 durch eine
Amplituden- und/oder Frequenzmodulation des im Sendemittel 50 umlaufenden
Stromes eine Information drahtlos an das im Türelement 30 integrierte Überwachungsmittel 80' übermitteln
kann. Von dort aus kann diese Information dann an das Displaymittel 75 übertragen
werden. Somit würde
der Magnetfluss der für
die elektromagnetische Induktion genutzt wird auch für eine Übermittlung
der auf dem Displaymittel 75 angezeigten Information genutzt.
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Des
Weiteren ist auf dem Türelement 30 ein Antriebsmodul 60 angebracht.
Dieses Antriebsmodul 60 dient dazu, um das Türelement 30 relativ
zu der Wandöffnung 110 entlang
der durch die Scharniere 33 vorgegebenen Achse zu bewegen.
Das Antriebsmittel 60 weist einen Motor und ein Getriebe
auf, um den elektrischen Strom in einen Vortrieb des Türelementes 30 umzusetzen.
Darüber
hinaus ist auf dem Türelement 30 ein
Beleuchtungsmittel 70 aufgebracht. Dieses Beleuchtungsmittel 70 dient
dazu, einen Bereich um das Türelement 30 zu
beleuchten. Darüber
hinaus ist an dem Türelement 30 ein
Griffmittel 65 angeordnet. Mittels des Griffmittels 65 kann eine
Bewegung und/oder eine Öffnung
des Türelementes
ausgelöst
werden. Vorteilhafterweise weist das Griffmittel 65 ein
Sensorelement auf, um eine Annäherung
eines Objektes, wie etwa eine Hand einer Person, zu registrieren.
Sobald das Sensorelement diese Annäherung der Hand registriert
kann es eine Bewegung des Türelementes 30 mittels
des Antriebsmittels 60 auslösen.
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Das
spulenartige Empfangsmittel 40 kann im Inneren des Türelementes 30 angeordnet
sein. Eine weitere Ausführungsvariante
ist in 3 dargestellt. Zu sehen ist ein Ausschnitt aus
dem Türelement 30. Das
Tür element 30 weist
ein Türblatt 32 auf.
An diesem Türblatt 32 ist
eine Türfalz 31 angeordnet.
Unterhalb der Türfalz 31 angeordnet
sind Leiterbahnen des spulenartigen Empfangsmittels 40.
Diese Leiterbahnen sind somit auf der Außenseite des Türelementes 30 angeordnet.
Sie können
dabei auch in vorgestanzte Nuten eingeführt werden, um ein problemloses Öffnen und
Schließen
des Türelementes 30 in dem
Rahmenelement 20 zu ermöglichen.
Die dargestellte Ausführungsvariante
weist den Vorteil auf, dass in schon bestehende Türelemente
das spulenartige Empfangsmittel 40 nachträglich eingebaut werden
kann. Dafür
müssen
nur entsprechende Nuten in das Türblatt 32 eingefräst werden,
in die dann die Leiterbahnen eingelegt werden können.
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Vorzugsweise
ist das Türelement 30 aus Glas
aufgebaut. Um auf ein solches Türelement 30 das
Empfangsmittel 40 aufzubringen hat es sich als vorteilhaft
erwiesen, wenn das Empfangsmittel 30 ein optisch transparentes
Material aufweist. Dieses optisch transparente Material kann dann
auf das Türelement 30 aufgedampft
werden, um die Leiterbahn des spulenartigen Empfangsmittels 40 zu
erzeugen. Eine solche Konstellation ist in der 4 dargestellt. Man
erkennt, dass das spulenartige Empfangsmittel auf eine der Seiten
des Türblattes 32 aufgebracht
ist. In einer alternativen Ausführungsvariante
kann das Türelement 30 einem
mehrschichtigen Aufbau aufweisen. Dabei werden mehrere Glasschichten
miteinander verklebt. Vorteilhafterweise trägt eine der mittleren Glasschichten
dabei das spulenartige Empfangsmittel 40. Durch die Integration
in die Mehrschichtstruktur ist sichergestellt, dass äußere Einflüsse nicht
das spulenartige Empfangsmittel 40 beeinträchtigen
können.
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- 10
- Türsystem
- 20
- Rahmenelement
- 30
- Türelement
- 31
- Türfalz
- 32
- Türblatt
- 33
- Scharnier
- 40
- Empfangsmittel
- 50
- Sendemittel
- 60
- Antriebsmittel
- 65
- Griffmittel
- 70
- Beleuchtungsmittel
- 75
- Displaymittel
- 80,
80'
- erstes Überwachungsmittel
- 105
- Wand
- 110
- Wandöffnung