DE102022208524B4

DE102022208524B4 - Feststelleinrichtung sowie Türantrieb

Info

Publication number: DE102022208524B4
Application number: DE102022208524.8A
Authority: DE
Inventors: Roland Buess; Ingo Walter
Original assignee: Geze GmbH
Current assignee: Geze GmbH
Priority date: 2022-08-17
Filing date: 2022-08-17
Publication date: 2024-05-23
Anticipated expiration: 2042-08-18
Also published as: DE102022208524A1

Abstract

Feststelleinrichtung (10) zum Feststellen eines in einer Gleitschiene (110) verschiebbar gelagerten Gleitsteins (80) eines Türantriebs (100) zum automatischen Schließen einer Tür, wobei die Feststelleinrichtung (10) ein Sperrelement (14) mit einem Sperrabschnitt (16) und einen bestrombaren Elektromagneten (60) aufweist, wobei das Sperrelement (14) zwischen einer Freigabeposition und einer Sperrposition bewegbar ist und im montierten Zustand in seiner Sperrposition mit dem Sperrabschnitt (16) eine mit einer Schließbewegung (82) der Tür gekoppelte Bewegung des Gleitsteins (80) am Sperrelement (14) vorbei sperrt, und wobei der Elektromagnet (60) in seinem bestromten Zustand das Sperrelements (14) in seiner Sperrposition arretiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststelleinrichtung (10) ein Übertragungsgetriebe (20) aufweist, wobei das Übertragungsgetriebe (20) ein verschiebbar gelagertes Zahnstangenelement (30) mit einem Zahnstangenabschnitt (32) sowie ein um eine Lagerstelle (38) drehbar gelagertes Ritzelelement (34) mit einem Ritzelabschnitt (36) umfasst, wobei der Ritzelabschnitt (36) und der Zahnstangenabschnitt (32) in einem Kämmbereich (40) kämmend ineinander greifen, wobei das Ritzelelement (34) das Sperrelement (14) bildet und der Ritzelabschnitt (36) und der Sperrabschnitt (16) bezüglich der Lagerstelle (38) an entgegengesetzten Enden des Ritzelelements (34) angeordnet sind, wobei das Zahnstangenelement (30) einen Kontaktabschnitt (42) für ein Anschlagen eines Kontaktendes (66) einer durch den Elektromagnet (60) verschiebbaren Ankerstange (64) aufweist, und wobei der Elektromagnet (60) in seinem bestromten Zustand die Ankerstange (64) in eine Aktivstellung verschiebt, in der das Kontaktende (66) der Ankerstange (64) am Kontaktabschnitt (42) des Zahnstangenelements (30) anschlägt und dadurch über das Übertragungsgetriebe (20) das Sperrelement (14) in dessen Sperrposition arretiert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Feststelleinrichtung zum Feststellen eines in einer Gleitschiene verschiebbar gelagerten Gleitsteins eines Türantriebs zum automatischen Schließen einer Tür, wobei die Feststelleinrichtung ein Sperrelement mit einem Sperrabschnitt und einen bestrombaren Elektromagneten aufweist, wobei das Sperrelement zwischen einer Freigabeposition und einer Sperrposition bewegbar ist und im montierten Zustand in seiner Sperrposition mit dem Sperrabschnitt eine mit einer Schließbewegung der Tür gekoppelte Bewegung des Gleitsteins am Sperrelement vorbei sperrt, und wobei der Elektromagnet in seinem bestromten Zustand das Sperrelement in seiner Sperrposition arretiert. Ferner betrifft die Erfindung einen Türantrieb zum automatischen Schließen einer Tür, aufweisend eine Gleitschiene und einen in der Gleitschiene verschiebbar gelagerten Gleitstein sowie eine Feststelleinrichtung zum Feststellen des Gleitsteins.
Bekannte Feststelleinrichtungen für Gleitsteine von Türantrieben zum automatischen Schließen einer Tür, sogenannte Gleitschienentürschließer, weisen Betätigungselemente beziehungsweise Mechaniken zum Sperren einer Schließbewegung des Gleitsteins auf. Oftmals werden diese Mechaniken von einem Elektromagneten arretiert. Bei einem Einsatz an Brandschutztüren wird die Stromversorgung im Brandfall aktiv, bei einem Stromausfall passiv, gekappt und der Elektromagnet gibt die Mechanik frei. Dadurch kann der Gleitstein die Mechanik der Feststelleinrichtung passieren und die Tür schließt.
Die interne Ausgestaltung und Anordnung der mechanischen Betätigungselemente entscheidet über Effizienz und Auslösesicherheit der jeweiligen Feststelleinrichtung. Bei bekannten Feststelleinrichtungen wird oftmals eine Haltekraft zum Sperren des Gleitsteins durch die Mechanik selbst erzeugt, beispielsweise durch Federelemente. Der Elektromagnet hingegen wird dafür verwendet, eine Bewegung der Betätigungselemente zu blockieren, beispielsweise durch formschlüssiges Eingreifen in eines der Betätigungselemente.
Dies führt insgesamt zu einem oftmals komplizierten mechanischen Aufbau der Feststelleinrichtung, wodurch eine Fehleranfälligkeit erhöht sein kann. Auch können interne Reibungsverluste auftreten, die oftmals nicht zu vernachlässigen sind. Um eine hohe Betriebssicherheit der Feststelleinrichtung zu gewährleisten, die insbesondere bei einem Einsatz an sicherheitsrelevanten Türen wie Brandschutztüren erforderlich ist, müssen genaue Fertigungstoleranzen eingehalten werden. Auch erschwert die zur Bereitstellung der erforderlichen Haltekraft nötige Größe der eingesetzten Federelemente eine wünschenswerte kompakte Ausgestaltung der Feststelleinrichtung.
Die DE 10 2014 211 549 A1 offenbart eine Feststellvorrichtung für einen Flügel, welcher einen Antrieb, einen vom Antrieb bewegten Gleitarm mit einem in einer Gleitschiene geführten Gleiter aufweist, umfassend eine Aufnahme, welche einen Elektromagneten und einen schwenkbaren Auslösehebel mit Rastkeil aufnimmt, welcher in oder an der Gleitschiene angeordnet ist und den Gleiter in einer Feststellposition hält, wobei der Elektromagnet über einen federbelasteten Auslöseschieber mit dem Auslösehebel gekoppelt ist. Erfindungsgemäß ist ein beim Öffnen des Flügels vom Gleiter betätigbares Spannelement vorgesehen, welches eine Auslösefeder des Auslöseschiebers spannt und den Auslöseschieber von einer Freigabestellung in eine Blockadestellung bewegt, in welcher der Auslöseschieber formschlüssig mit dem Auslösehebel in Eingriff steht und die Schwenkbewegung des Auslösehebels blockiert, wobei der Elektromagnet im bestromten Zustand den Auslöseschieber gegen die Kraft der Auslösefeder in dieser Blockadestellung hält, und wobei im unbestromten Zustand des Elektromagneten die Auslösefeder den Auslöseschieber von der Blockadestellung in die Freigabestellung bewegt.
Die CN 1 10 374 438 A offenbart eine temperaturgesteuerte Tür- und Fensterschließvorrichtung.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, voranstehend beschriebene Nachteile von bekannten Feststelleinrichtungen sowie von bekannten Türantrieben des Stands der Technik zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Feststelleinrichtung sowie einen Türantrieb zu schaffen, die mechanisch besonders einfach und darüber hinaus besonders kompakt aufgebaut sind sowie eine geringe Fehleranfälligkeit und eine hohe Betriebssicherheit aufweisen.
Voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Insbesondere wird die Aufgabe durch eine Feststelleinrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie durch einen Türantrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Weitere Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Feststelleinrichtung sowie des erfindungsgemäßen Türantriebs ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Feststelleinrichtung zum Feststellen eines in einer Gleitschiene verschiebbar gelagerten Gleitsteins eines Türantriebs zum automatischen Schließen einer Tür, wobei die Feststelleinrichtung ein Sperrelement mit einem Sperrabschnitt und einen bestrombaren Elektromagneten aufweist, wobei das Sperrelement zwischen einer Freigabeposition und einer Sperrposition bewegbar ist und im montierten Zustand in seiner Sperrposition mit dem Sperrabschnitt eine mit einer Schließbewegung der Tür gekoppelte Bewegung des Gleitsteins am Sperrelement vorbei sperrt, und wobei der Elektromagnet in seinem bestromten Zustand das Sperrelement in seiner Sperrposition arretiert. Die erfindungsgemäße Feststelleinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Feststelleinrichtung ein Übertragungsgetriebe aufweist, wobei das Übertragungsgetriebe ein verschiebbar gelagertes Zahnstangenelement mit einem Zahnstangenabschnitt sowie ein um eine Lagerstelle drehbar gelagertes Ritzelelement mit einem Ritzelabschnitt umfasst, wobei der Ritzelabschnitt und der Zahnstangenabschnitt in einem Kämmbereich kämmend ineinander greifen, wobei das Ritzelelement das Sperrelement bildet und der Ritzelabschnitt und der Sperrabschnitt bezüglich der Lagerstelle an entgegengesetzten Enden des Ritzelelements angeordnet sind, wobei das Zahnstangenelement einen Kontaktabschnitt für ein Anschlagen eines Kontaktendes einer durch den Elektromagnet verschiebbaren Ankerstange aufweist, und wobei der Elektromagnet in seinem bestromten Zustand die Ankerstange in eine Aktivstellung verschiebt, in der das Kontaktende der Ankerstange am Kontaktabschnitt des Zahnstangenelements anschlägt und dadurch über das Übertragungsgetriebe das Sperrelement in dessen Sperrposition arretiert.
Die erfindungsgemäße Feststelleinrichtung ist für einen Einsatz in Türantrieben zum automatischen Schließen von Türen, insbesondere in Gleitschienentürschlie-ßern, vorgesehen. Dafür kann zum Beispiel die erfindungsgemäße Feststelleinrichtung in und/oder an einer Gleitschiene des Türantriebs, in der der Gleitstein verschiebbar geführt ist, angeordnet werden. Besonders bevorzugt kann hierbei die erfindungsgemäße Feststelleinrichtung einen sicheren Betrieb eines derartigen Türantriebs an Brandschutztüren gewährleisten.
Für ein Sperren eines Gleitsteins des Türantriebs weist die erfindungsgemäße Feststelleinrichtung ein Sperrelement auf, das durch einen Elektromagneten in einer Sperrposition arretiert werden kann. In dieser Sperrposition verhindert das Sperrelement durch einen Sperrabschnitt eine Bewegung des Gleitsteins am Sperrelement vorbei. Da eine Bewegung der Tür mit einer Bewegung des Gleitsteins gekoppelt ist, wird dadurch die Tür in einer Offenstellung gehalten. Bevorzugt kann für dieses Sperren beispielsweise der Sperrabschnitt in einen Fahrweg des Gleitsteins in der Gleitschiene hineinragen.
Wird die Bestromung des Elektromagneten aufgehoben, beispielsweise aktiv durch Abschalten einer Stromversorgung oder durch einen Stromausfall, wie es bei einem Brandfall oftmals vorkommen kann, wird die Arretierung des Sperrelements in dessen Sperrposition aufgehoben und der Gleitstein kann die Feststelleinrichtung passieren und seine Bewegung in Schließrichtung fortsetzen. Im Ergebnis schließt sich die Tür.
Erfindungswesentlich weist die erfindungsgemäße Feststelleinrichtung ein Übertragungsgetriebe auf. Das Übertragungsgetriebe ist insbesondere für eine direkte Übertragung beziehungsweise Übersetzung einer durch den Elektromagneten erzeugten Magnetkraft in eine Haltekraft, mit der das Sperrelement die Bewegung des Gleitsteins sperrt, eingesetzt.
Als wesentliche Bauelemente umfasst das Übertragungsgetriebe ein Zahnstangenelement mit einem Zahnstangenabschnitt sowie ein Ritzelelement mit einem Ritzelabschnitt. Die Feststelleinrichtung, beispielsweise ein Gehäuse der Feststelleinrichtung, weist entsprechende Lagervorrichtungen für eine verschiebbare Lagerung des Zahnstangenelements beziehungsweise eine drehbare Lagerung des Ritzelelements um eine Lagerstelle auf. Der Zahnstangenabschnitt und der Ritzelabschnitt greifen in einem Kämmbereich kämmend ineinander. Mit anderen Worten, die Bewegungen der einzelnen Elemente des Übertragungsgetriebes sind fest miteinander korreliert. Es bewegen sich immer alle Elemente des Übertragungsgetriebes, ist eines der Elemente in seiner Bewegung blockiert, so ist das gesamte Übertragungsgetriebe blockiert.
Insbesondere ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Ritzelelement das Sperrelement bildet. Somit weist das Ritzelelement auch den Sperrabschnitt auf und kann in die Sperrposition gebracht werden, in der der Sperrabschnitt den Gleitstein sperren kann. Gleichzeitig weist das Zahnstangenelement einen Kontaktabschnitt auf, an den ein Kontaktende einer Ankerstange anschlagen kann.
Diese Ankerstange wiederum kann durch den Elektromagneten verschoben werden. Insbesondere wird die Ankerstange bei Bestromung des Elektromagneten in eine Aktivstellung verschoben, in der oben genanntes Anschlagen eintritt. Der Elektromagnet hält die Ankerstange anschließend in dieser Aktivstellung, die Ankerstange ist mit anderen Worten bei bestromtem Elektromagneten in der Aktivstellung fixiert. Der Kontakt zwischen dem Kontaktende und dem Kontaktabschnitt, mit anderen Worten zwischen der Ankerstange und dem Zahnstangenelement, kann hierbei erst beim tatsächlichen Erreichen der Aktivstellung durch die Ankerstange oder bereits vorher noch während des Verschiebens der Ankerstange eintreten.
In ihrer Aktivstellung schlägt, wie oben beschrieben, die Ankerstange am Zahnstangenelement an und verhindert dadurch eine Bewegung des Zahnstangenelements in Richtung der Ankerstange. Hierbei ist das gesamte Übertragungsgetriebe derart aufgebaut, dass gleichzeitig die vom Ritzelelement und damit vom Sperrelement eingenommene Position der Sperrposition entspricht. Auf diese Weise wird in der erfindungsgemäßen Feststelleinrichtung somit das Sperrelement über das Übertragungsgetriebe durch den Elektromagneten in dessen Sperrposition arretiert. Die durch das Sperrelement auf den Gleitstein übertragene Haltekraft basiert im Wesentlichen auf der durch den Elektromagneten erzeugten Magnetkraft, die durch das Übertragungsgetriebe übermittelt und übersetzt wird. Bevorzugt kann hierbei vorgesehen sein, dass das Übertragungsgetriebe die Magnetkraft in eine im Vergleich dazu größere Haltekraft übersetzt. Hierdurch können zum Beispiel kleinere Elektromagneten eingesetzt werden und somit insgesamt die erfindungsgemäße Feststelleinrichtung kompakter ausgebildet werden.
Zusammenfassend stellt das voranstehend beschriebene Übertragungsgetriebe ein mechanisch sehr einfaches System dar, das darüber hinaus auch nur einen geringen Bauraumbedarf aufweist. Aufwändige Konstruktionen, umfassend beispielsweise mechanische Energiespeicher wie Federelemente zum Erzeugen der Haltekraft oder genau aufeinander abgestimmte Elementabschnitte zum Ermöglichen eines formschlüssigen Eingriffs zum Arretieren des Sperrelements in seiner Sperrposition, können vermieden werden. Durch die Einfachheit des Aufbaus kann insbesondere auch eine Fehleranfälligkeit verringert und dadurch eine Betriebssicherheit der erfindungsgemäßen Feststelleinrichtung erhöht werden.
Bei der erfindungsgemäßen Feststelleinrichtung kann ferner vorgesehen sein, dass der Ritzelabschnitt am Ritzelelement und der Zahnstangenabschnitt am Zahnstangenelement derart ausgebildet sind, dass der Kämmbereich für alle Betriebsstellungen des Übertragungsgetriebes einen gleichbleibenden Abstand zur Lagerstelle aufweist. Mit anderen Worten, der Ritzelabschnitt folgt einem Kreisbogen mit der Lagerstelle als Mittelpunkt und der Zahnstangenabschnitt ist entlang einer Verschieberichtung des Zahnstangenelements linear und gerade ausgebildet. Im Ergebnis kann dadurch ein über alle Betriebsstellungen des Übertragungsgetriebes konstantes Übersetzungsverhältnis bereitgestellt werden.
Alternativ dazu kann die erfindungsgemäße Feststelleinrichtung dadurch gekennzeichnet sein, dass der Ritzelabschnitt am Ritzelelement und der Zahnstangenabschnitt am Zahnstangenelement derart ausgebildet sind, dass der Kämmbereich über alle Betriebsstellungen des Übertragungsgetriebes einen veränderlichen Abstand zur Lagerstelle aufweist. Insbesondere sind der Ritzelabschnitt und der Zahnstangenabschnitt aufeinander abgestimmt ausgebildet, so dass sie über alle Betriebsstellungen des Übertragungsgetriebes dennoch kämmend ineinandergreifen. Hierzu wird eine Veränderung eines Abstands des Ritzelabschnitts zur Lagerstelle durch eine entgegengesetzte Änderung des Abstands des Zahnstangenabschnitts zur Lagerstelle ausgeglichen. Im Ergebnis kann dadurch ein über alle Betriebsstellungen des Übertragungsgetriebes variables Übersetzungsverhältnis bereitgestellt werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann bei der erfindungsgemäßen Feststelleinrichtung ferner vorgesehen sein, dass zumindest bei dem Sperrelement in dessen Sperrposition das Übertragungsgetriebe ein Übersetzungsverhältnis von 10 oder größer aufweist, mit dem es eine Magnetkraft des Elektromagneten in eine Haltekraft, mit der das Sperrelement die Bewegung des Gleitsteins sperrt, übersetzt. Um eine Schließbewegung des Gleitsteins von bekannten Türantrieben zu sperren, muss durch das Sperrelement oftmals eine Haltekraft von 500 bis zu über 1000 N aufgebracht werden. Durch ein Übersetzungsverhältnis von 10 oder grö-ßer, das durch das Übertragungsgetriebe zumindest bei dem Sperrelement in dessen Sperrposition bereitgestellt wird, reicht bereits eine deutlich kleinere Magnetkraft aus, beispielsweise von 50 bis 100 N, um den Gleitstein sicher zu sperren. Der erforderliche Elektromagnet kann somit kleiner und die gesamte erfindungsgemäße Feststelleinrichtung kompakter ausgebildet sein.
Ferner kann bei der erfindungsgemäßen Feststelleinrichtung vorgesehen sein, dass das Übersetzungsverhältnis nach einem Verlassen der Sperrposition durch das Sperrelement konstant bleibt. Alternativ kann die erfindungsgemäße Feststelleinrichtung derart ausgebildet sein, dass das Übersetzungsverhältnis nach einem Verlassen der Sperrposition durch das Sperrelement veränderlich ausgebildet ist. Hierbei kann das Übersetzungsverhältnis im Vergleich zum Anfang beispielsweise größer werden, um für einem Benutzer eine Rückmeldung dahingehend zu erzeugen, dass ein automatischer Schließvorgang der Tür unmittelbar bevorsteht. Auch eine Verringerung des Übersetzungsverhältnisses ist denkbar, da nach Verlassen der Sperrposition durch das Sperrelement der Gleitstein nicht mehr gesperrt ist und damit keine hohe Haltekraft mehr erforderlich ist.
Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Feststelleinrichtung dadurch gekennzeichnet sein, dass das Zahnstangenelement verschiebbar in einer Lagervorrichtung der Feststelleinrichtung gelagert ist, wobei bevorzugt die Lagervorrichtung zwei oder mehr Führungsrollen aufweist. Das Zahnstangenelement ist bevorzugt als ein stangenartiges Bauelement ausgebildet, mit einer im Wesentlichen linearen Erstreckung entlang einer Bewegungsrichtung der Verschiebung des Zahnstangenelements. Durch eine Lagervorrichtung kann eine sichere Anordnung des Zahnstangenelements in der Feststelleinrichtung gewährleistet werden, wobei gleichzeitig insbesondere auch Reibungsverluste bei der Verschiebung des Zahnstangenelements minimiert werden können. Zwei oder mehr Führungsrollen, die beispielsweise in einem Gehäuse der Feststelleinrichtung drehbar gelagert sein können, stellen eine besonders einfache und daher kostengünstige und wenig fehleranfällige Art einer derartigen Lagervorrichtung dar.
Auch kann bei dem erfindungsgemäßen Feststelleinrichtung vorgesehen sein, dass sich der Ritzelabschnitt am Ritzelelement und der Zahnstangenabschnitt am Zahnstangenelement jeweils derart weit erstrecken, dass im montierten Zustand während einer Auslenkung des Sperrelements, welche durch den Gleitstein bei einer Öffnungsbewegung der Tür hervorgerufen wird, der Ritzelabschnitt und der Zahnstangenabschnitt unterbrechungsfrei kämmend ineinandergreifen. Da der Sperrabschnitt in der Sperrposition des Sperrelements eine Schließbewegung des Gleitsteins sperrt, wird das Sperrelement zumeist bei einer Öffnungsbewegung des Gleitsteins aus der Sperrposition ausgelenkt. Durch das unterbrechungsfreie kämmende Eingreifen auch während dieser Auslenkung des Sperrelements kann sichergestellt werden, dass die Positionen des Ritzelelements und des Zahnstangenelements relativ zueinander zu jeder Zeit klar definiert sind. Insbesondere ein erneutes Einstellen der Sperrposition nach einem Auslenken des Sperrelements während eines Öffnungsvorgangs der Tür kann dadurch besonders einfach und sicher ermöglicht werden.
Ferner kann die erfindungsgemäße Feststelleinrichtung dadurch gekennzeichnet sein, dass der Kontaktabschnitt und/oder das Kontaktende abgerundet ausgebildet sind. Eine Bewegung der Elemente der Feststelleinrichtung umfasst insbesondere die Verschiebungen der Ankerstange und des Zahnstangenelements. Idealerweise sind diese beiden Elemente derart in der Feststelleinrichtung gelagert, dass ihre Verschiebungsrichtungen parallel zueinander ausgerichtet sind. Durch eine abgerundete Ausgestaltung, beispielsweise folgend einem Kreis- oder Ellipsensegment, des Kontaktabschnitts und/oder des Kontaktendes können jedoch auch Abweichungen von diesem Idealfall kompensiert werden, so dass in jeder Betriebsstellung des Übertragungsgetriebes ein Anschlagen des Kontaktendes am Kontaktabschnitt gewährleistet ist.
Auch kann die erfindungsgemäße Feststelleinrichtung dahingehend ausgebildet sein, dass die Feststelleinrichtung eine Rückstellfeder aufweist für ein Vorspannen des Sperrelements in Richtung dessen Sperrposition, wobei die Rückstellfeder an zumindest einem der folgenden Elemente angreift:

- Ritzelelement,
- Zahnstangenelement,
- Ankerstange.

Diese Liste ist nicht abgeschlossen, so dass die Rückstellfeder auch an anderen technisch sinnvollen Orten angreifen kann. Durch eine derartige Rückstellfeder kann auf besonders einfache Art ermöglicht werden, dass, zum Beispiel nach einem Überfahren der Position des Sperrabschnitts durch den Gleitstein bei einer Öffnungsbewegung der Tür, die erfindungsgemäße Feststelleinrichtung mit dem Sperrelement bereits in seiner Sperrposition eingestellt ist. Für ein Sperren des Gleitsteins ist somit lediglich noch ein Bestromen des Elektromagneten nötig, das bevorzugt automatisch, insbesondere durch entsprechend vorhandene Kontaktschalter und/oder berührungslose Auslöseschalter, erfolgt.
Ferner kann bei der erfindungsgemäßen Feststelleinrichtung vorgesehen sein, dass der Elektromagnet eine Magnetspule mit einer durchgehenden, bevorzugt zentralen, Spulenöffnung umfasst, wobei die Ankerstange die Spulenöffnung durchgreift, und wobei bevorzugt die Ankerstange in der Spulenöffnung verschiebbar gelagert ist. Magnetspulen stellen eine besonders einfache Art von Elektromagneten dar. Durch das Durchgreifen der Spulenöffnung der Magnetspule durch die Ankerstange kann ein Übertragen der durch den Elektromagneten erzeugten Magnetkraft auf die Ankerstange besonders effektiv und gleichzeitig platzsparend ermöglicht werden. Bei gleichzeitiger Lagerung der Ankerstange in der Spulenöffnung kann darüber hinaus auf weitere zusätzliche Lagerungseinrichtungen für die Ankerstange verzichtet werden.
Bevorzugt kann ferner bei der erfindungsgemäßen Feststelleinrichtung vorgesehen sein, dass an der Ankerstange eine Ankerplatte angeordnet ist, wobei der Elektromagnet im bestromten Zustand die Ankerplatte anzieht, so dass die Ankerplatte am Elektromagnet anschlägt. Die Ankerplatte erstreckt sich hierbei bevorzugt senkrecht zur Längserstreckung der Ankerstange. Ferner ist ein Durchmesser der Ankerplatte bevorzugt auf die Größe des Elektromagneten angepasst ausgebildet, insbesondere zum Beispiel entspricht der Durchmesser der Ankerplatte im Wesentlichen demjenigen der Magnetspule. Insgesamt kann durch die Ankerplatte eine Kraftübertragung vom Elektromagneten auf die Ankerstange optimiert werden. So kann sogar vorgesehen sein, dass nur die Ankerplatte aus einem Material besteht, das magnetisch angezogen wird, und die Ankerstange selbst aus einem unmagnetischen Material besteht.
Auch kann die erfindungsgemäße Feststelleinrichtung derart weiterentwickelt sein, dass die Ankerplatte und das Kontaktende an entgegengesetzten Enden der Ankerstange angeordnet sind für das Ausüben einer drückenden Kraft auf das Übertragungsgetriebe im bestromten Zustand des Elektromagneten. Wie voranstehend beschrieben, erfolgt die Kraftübertragung vom Elektromagneten auf das Übertragungsgetriebe über ein Anschlagen der Ankerstange am Zahnstangenelement. Dies kann durch das Bereitstellen einer drückenden Kraft durch den bestromten Elektromagneten besonders einfach und sicher ermöglicht werden. Die Ankerplatte wird auf einer Seite des Elektromagneten von diesem angezogen. Da die Ankerstange die Magnetspule durchgreift, wird dadurch automatisch auf der anderen Seite des Elektromagnets die Ankerstange ausgefahren und drückt dadurch spätestens beim Erreichen ihrer Aktivstellung durch ein Anschlagen auf das Zahnstangenelement.
Ferner kann die erfindungsgemäße Feststelleinrichtung dadurch gekennzeichnet sein, dass der Elektromagnet in seinem bestromten Zustand die Ankerstange mit einer Magnetkraft zwischen 50 N und 100 N in Richtung der Aktivstellung beaufschlagt. Derartige Elektromagneten sind kostengünstig in der Anschaffung und weisen insbesondere einen besonders kleinen Bauraumbedarf auf. So können beispielsweise Elektromagneten mit einem Spulendurchmesser von weniger als 20 mm eingesetzt werden, wodurch eine besonders kompakte Ausgestaltung der gesamten erfindungsgemäßen Feststelleinrichtung ermöglicht ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch einen Türantrieb zum automatischen Schließen einer Tür, aufweisend eine Gleitschiene und einen in der Gleitschiene verschiebbar gelagerten Gleitstein sowie eine Feststelleinrichtung zum Feststellen des Gleitsteins. Der erfindungsgemäße Türantrieb ist dadurch gekennzeichnet, dass die Feststelleinrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgebildet ist. Sämtliche Vorteile, die voranstehend in Bezug auf eine Feststelleinrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind, können somit auch durch einen Türantrieb gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung bereitgestellt werden, der die Feststelleinrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist.
Darüber hinaus kann der erfindungsgemäße Türantrieb dahingehend ausgebildet sein, dass die Gleitschiene einen Aufnahmeabschnitt aufweist, bevorzugt umschließt, in dem die Feststelleinrichtung angeordnet ist. Insbesondere, wenn der Aufnahmeabschnitt von der Gleitschiene umschlossen ist, kann die Feststelleinrichtung vollständig in der Gleitschiene angeordnet werden. Insgesamt kann auf diese Weise die Feststelleinrichtung besonders einfach in den erfindungsgemäßen Türantrieb integriert werden.
Ferner kann der erfindungsgemäße Türantrieb dahingehend weiterentwickelt sein, dass die Gleitschiene als Profilbauteil mit zwei Aufnahmeebenen ausgebildet ist, wobei die eine der Aufnahmeebenen den Aufnahmeabschnitt für die Feststelleinrichtung bildet, und in der anderen der Aufnahmeebenen der Gleitstein verschiebbar gelagert ist. Ein Profilbauteil zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die Aufnahmeebenen entlang einer Längserstreckung des Profilbauteils einen zumindest im Wesentlichen gleichbleibenden freien Querschnitt aufweisen. Somit kann die Feststelleinrichtung an verschiedenen Positionen entlang der Längserstreckung der Gleitschiene in einer der Aufnahmeebenen des Profilbauteils angeordnet werden, wodurch ein Sperren der Schließbewegung des Gleitsteins in der anderen Aufnahmeebene entsprechend ebenfalls an verschiedenen Positionen erfolgen kann. Da eine Position des Gleitsteins mit einer Öffnungsposition der Tür fest verknüpft ist, kann somit ein Offenhalten der Tür bei verschiedenen Öffnungswinkeln ermöglicht werden.
Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf Figuren beschrieben. Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise werden in den Figuren jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
Es zeigen schematisch:

1 ein Teil eines erfindungsgemäßen Türantriebs in einer Schnittansicht, und
2 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Feststelleinrichtung eines erfindungsgemäßen Türantriebs.

In 1 ist eine Schnittansicht einer Gleitschiene 110 eines erfindungsgemäßen Türantriebs 100 gezeigt. In der dargestellten Ausgestaltungsform ist die Gleitschiene 110 als ein Profilbauteil mit zwei Aufnahmeebenen 114, 116 ausgebildet. In der unteren Aufnahmeebene 116 ist ein Gleitstein 80 des erfindungsgemäßen Türantriebs 100 verschiebbar gelagert, wobei eine Verschieberichtung, die der Längserstreckung der Gleitschiene 110 entspricht, senkrecht zur Zeichenebene ausgerichtet ist. Die zweite, obere Aufnahmeebene 114 bildet einen Aufnahmeraum 112, in der die erfindungsgemäße Feststelleinrichtung 10 angeordnet ist. Dargestellt ist ebenfalls ein Sperrabschnitt 16 eines Sperrelements 14 der Feststelleinrichtung 10, das in den Fahrweg des Gleitsteins 80 hineinragt und diesen dadurch sperrt.
2 zeigt nun eine Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Feststelleinrichtung 10. Vom restlichen erfindungsgemäßen Türantrieb 100 ist nur der Gleitstein 80 gezeigt.
Der Gleitstein 80 wird durch den Sperrabschnitt 16 des Sperrelements 14 gesperrt, wodurch eine Schließbewegung 82 des Gleitsteins 80 verhindert ist. Im Ergebnis wird die mit dem Gleitstein 80 verbundene Tür offengehalten. Eine Rückstellfeder 12 sorgt dafür, dass, beispielsweise nach einer Auslenkung des Sperrelements 14 in seine Freigabeposition bei einem Überfahren des Sperrabschnitts 16 bei einer Öffnungsbewegung 84 des Gleitsteins 80, das Sperrelement 14 wieder in der in 2 dargestellten Sperrposition vorliegt.
Wesentliches Element der erfindungsgemäßen Feststelleinrichtung 10 ist ein Übertragungsgetriebe 20, das eine Magnetkraft 72 eines Elektromagneten 60, der nachstehend noch näher erläutert ist, in eine Haltekraft 18, mit der die Schließbewegung 82 des Gleitsteins 80 gesperrt wird, übersetzt. Hierbei weist das abgebildete Übertragungsgetriebe 20 ein Übersetzungsverhältnis von 10 oder größer auf, so dass bereits einfache und insbesondere kleine beziehungsweise kompakte Elektromagneten 60 mit einer maximalen Magnetkraft 72 zwischen 50 und 100 N eingesetzt werden können.
Das Übertragungsgetriebe 20 umfasst ein in der Feststelleinrichtung 10 verschiebbar gelagertes Zahnstangenelement 30 mit einem Zahnstangenabschnitt 32 sowie ein um eine Lagerstelle 38 drehbares Ritzelelement 34 mit einem Ritzelabschnitt 36. Der Zahnstangenabschnitt 32 und der Ritzelabschnitt 36 greifen in einem Kämmbereich 40 kämmend ineinander. Für die verschiebbare Lagerung des Zahnstangenelements 30 weist die abgebildete Feststelleinrichtung 10 eine Lagervorrichtung 50 mit Führungsrollen 52 auf.
In der dargestellten Ausführung bleibt ein Abstand zwischen dem Kämmbereich 40 und der Lagerstelle 38 des Ritzelelements 34 gleich für alle Betriebsstellungen des Übertragungsgetriebes 20. Auf diese Weise ist für alle Betriebsstellungen des Übertragungsgetriebes 20 ein konstantes Übersetzungsverhältnis realisiert. Alternativ und nicht abgebildet kann der Abstand zwischen dem Kämmbereich 40 und der Lagerstelle 38 des Ritzelelements auch über die verschiedenen Betriebsstellungen des Übertragungsgetriebes 20 veränderlich vorgesehen sein. Dies wird insbesondere durch eine entsprechend gegengleiche Veränderung des Zahnstangenabschnitts 32 und des Ritzelabschnitts 36 erreicht. Ein über die Betriebsstellungen des Übertragungsgetriebes 20 veränderliches Übersetzungsverhältnis kann dadurch bereitgestellt werden.
Bei einem oben bereits angeführten Überfahren des Sperrabschnitts 16 bei einer Öffnungsbewegung 84 des Gleitsteins 80 wird die Auslenkung des Ritzelelements 34 über den Kämmbereich 40 auch auf das Zahnstangenelement 30 übertragen, das sich in diesem Fall von einer Ankerstange 64, die nachstehend noch näher erläutert ist, wegbewegt und zumeist sogar von dieser abhebt. Bevorzugt erstrecken sich daher der Ritzelabschnitt 36 und der Zahnstangenabschnitt 32 derart weit, dass sie auch während dieser Auslenkung des Sperrelements 14 unterbrechungsfrei kämmend ineinandergreifen. Dadurch wird gewährleistet, dass die Positionen des Ritzelelements 34 und des Zahnstangenelements 30 relativ zueinander jederzeit klar definiert.
Das Ritzelelement 34 bildet insbesondere das oben bereits beschriebene Sperrelement 14 mit dem Sperrabschnitt 16. Das Zahnstangenelement 30 wiederum trägt einen Kontaktabschnitt 42, der für ein Anschlagen eines Kontaktendes 66 der Ankerstange 64 vorgesehen ist. Das Kontaktende 66 der Ankerstange 64 ist abgerundet ausgebildet.
Zum Arretieren des Sperrelements 14 in seiner Sperrposition wird der Elektromagnet 60 bestromt. Dadurch wird eine Ankerplatte 68, die an der Ankerstange 64 angeordnet ist, vom Elektromagnet 60 angezogen. Insgesamt wird die Ankerstange 64 entlang ihrer Bewegungsrichtung 70 durch den Elektromagneten 60 in die in 2 gezeigte Aktivstellung verschoben. Insbesondere durchgreift die Ankerstange 64 eine zentrale Spulenöffnung 62 einer Magnetspule des Elektromagneten 60, wobei wie abgebildet die Ankerstange 64 in der Spulenöffnung 62 bevorzugt auch gelagert ist, so dass das Kontaktende 66 der Ankerstange 64 eine drückende Kraft auf den Kontaktabschnitt 42 und damit auf das gesamte Übertragungsgetriebe 20 ausübt. Da die Ankerplatte 68 durch die Magnetkraft 72 festgehalten ist, ist auch eine Bewegung sämtlicher Elemente des Übertragungsgetriebes 20, nämlich des Zahnstangenelements 30 und des Ritzelelements 34, blockiert und dadurch das Sperrelement 14 in seiner Sperrposition arretiert.
Die gesamte Ausgestaltung des Übertragungsgetriebes 20, insbesondere ein Abstand des Kämmbereichs 40 von der Lagerstelle 38, ist derart gewählt, dass das oben erwähnte Übersetzungsverhältnis von größer als 10 zumindest bei dem Sperrelement 14 in seiner Sperrposition ermöglicht werden kann. Dies ist für die Schließkräfte, die bei den üblicherweise eingesetzten Schließmechaniken der Türantriebe 10 auftreten, ausreichend, um das automatische Schließen der Tür zu sperren.
Bei einem Ende der Bestromung des Elektromagneten 60, sei es aktiv durch ein Ausschalten der Stromversorgung oder passiv durch beispielsweise einen Stromausfall bei einem Brand, endet das Arretieren des Sperrelements 14 und der Gleitstein 80 kann den Sperrabschnitt 16 einfach wegdrücken. Hierfür kann der Gleitstein 80 und/oder der Sperrabschnitt 16 eine entsprechend ausgebildete Anlaufschräge aufweisen. Zusätzlich kann, sollte bei gesperrtem Sperrelement 14 und somit offengehaltener Tür ein Schließen der Tür gewünscht sein, das Sperrelement 16 auch durch manuelle Krafteinwirkung auf die Tür und damit mittelbar auf den Gleitstein 80 überdrückt werden. In diesem Fall muss manuell eine derart hohe Kraft bereitgestellt werden, so dass die Ankerplatte 68 vom Elektromagneten 60 abgehoben wird.
Bezugszeichenliste

10: Feststelleinrichtung
12: Rückstellfeder
14: Sperrelement
16: Sperrabschnitt
18: Haltekraft
20: Übertragungsgetriebe
30: Zahnstangenelement
32: Zahnstangenabschnitt
34: Ritzelelement
36: Ritzelabschnitt
38: Lagerstelle
40: Kämmbereich
42: Kontaktabschnitt
50: Lagervorrichtung
52: Führungsrolle
60: Elektromagnet
62: Spulenöffnung
64: Ankerstange
66: Kontaktende
68: Ankerplatte
70: Bewegungsrichtung
72: Magnetkraft
80: Gleitstein
82: Schließbewegung
84: Öffnungsbewegung
100: Türantrieb
110: Gleitschiene
112: Aufnahmeabschnitt
114: Aufnahmeebene
116: Aufnahmeebene

Claims

Feststelleinrichtung (10) zum Feststellen eines in einer Gleitschiene (110) verschiebbar gelagerten Gleitsteins (80) eines Türantriebs (100) zum automatischen Schließen einer Tür, wobei die Feststelleinrichtung (10) ein Sperrelement (14) mit einem Sperrabschnitt (16) und einen bestrombaren Elektromagneten (60) aufweist, wobei das Sperrelement (14) zwischen einer Freigabeposition und einer Sperrposition bewegbar ist und im montierten Zustand in seiner Sperrposition mit dem Sperrabschnitt (16) eine mit einer Schließbewegung (82) der Tür gekoppelte Bewegung des Gleitsteins (80) am Sperrelement (14) vorbei sperrt, und wobei der Elektromagnet (60) in seinem bestromten Zustand das Sperrelements (14) in seiner Sperrposition arretiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststelleinrichtung (10) ein Übertragungsgetriebe (20) aufweist, wobei das Übertragungsgetriebe (20) ein verschiebbar gelagertes Zahnstangenelement (30) mit einem Zahnstangenabschnitt (32) sowie ein um eine Lagerstelle (38) drehbar gelagertes Ritzelelement (34) mit einem Ritzelabschnitt (36) umfasst, wobei der Ritzelabschnitt (36) und der Zahnstangenabschnitt (32) in einem Kämmbereich (40) kämmend ineinander greifen, wobei das Ritzelelement (34) das Sperrelement (14) bildet und der Ritzelabschnitt (36) und der Sperrabschnitt (16) bezüglich der Lagerstelle (38) an entgegengesetzten Enden des Ritzelelements (34) angeordnet sind, wobei das Zahnstangenelement (30) einen Kontaktabschnitt (42) für ein Anschlagen eines Kontaktendes (66) einer durch den Elektromagnet (60) verschiebbaren Ankerstange (64) aufweist, und wobei der Elektromagnet (60) in seinem bestromten Zustand die Ankerstange (64) in eine Aktivstellung verschiebt, in der das Kontaktende (66) der Ankerstange (64) am Kontaktabschnitt (42) des Zahnstangenelements (30) anschlägt und dadurch über das Übertragungsgetriebe (20) das Sperrelement (14) in dessen Sperrposition arretiert.
Feststelleinrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ritzelabschnitt (36) am Ritzelelement (34) und der Zahnstangenabschnitt (32) am Zahnstangenelement (30) derart ausgebildet sind, dass der Kämmbereich (40) für alle Betriebsstellungen des Übertragungsgetriebes (20) einen gleichbleibenden Abstand zur Lagerstelle (38) aufweist.
Feststelleinrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ritzelabschnitt (36) am Ritzelelement (34) und der Zahnstangenabschnitt (32) am Zahnstangenelement (30) derart ausgebildet sind, dass der Kämmbereich (40) über alle Betriebsstellungen des Übertragungsgetriebes (20) einen veränderlichen Abstand zur Lagerstelle (38) aufweist.
Feststelleinrichtung (10) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest bei dem Sperrelement (14) in dessen Sperrposition das Übertragungsgetriebe (20) ein Übersetzungsverhältnis von 10 oder größer aufweist, mit dem es eine Magnetkraft (72) des Elektromagneten (60) in eine Haltekraft (18), mit der das Sperrelements (14) die Bewegung des Gleitsteins (80) sperrt, übersetzt.
Feststelleinrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnstangenelement (30) verschiebbar in einer Lagervorrichtung (50) der Feststelleinrichtung (10) gelagert ist, wobei bevorzugt die Lagervorrichtung (50) zwei oder mehr Führungsrollen (52) aufweist.
Feststelleinrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Ritzelabschnitt (36) am Ritzelelement (34) und der Zahnstangenabschnitt (32) am Zahnstangenelement (30) jeweils derart weit erstrecken, dass im montierten Zustand während einer Auslenkung des Sperrelements (14), welche durch den Gleitstein (80) bei einer Öffnungsbewegung (84) der Tür hervorgerufen wird, der Ritzelabschnitt (36) und der Zahnstangenabschnitt (32) unterbrechungsfrei kämmend ineinander greifen.
Feststelleinrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktabschnitt (42) und/oder das Kontaktende (66) abgerundet ausgebildet sind.
Feststelleinrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststelleinrichtung (10) eine Rückstellfeder (12) aufweist für ein Verbringen des Sperrelements (14) in dessen Sperrposition, wobei die Rückstellfeder (12) an zumindest einem der folgenden Elemente angreift: - Ritzelelement (34), - Zahnstangenelement (30), - Ankerstange (64).
Feststelleinrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet (60) eine Magnetspule mit einer durchgehenden, bevorzugt zentralen, Spulenöffnung (62) umfasst, wobei die Ankerstange (64) die Spulenöffnung (62) durchgreift, und wobei bevorzugt die Ankerstange (64) in der Spulenöffnung (62) verschiebbar gelagert ist.
Feststelleinrichtung (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an der Ankerstange (64) eine Ankerplatte (68) angeordnet ist, wobei der Elektromagnet (60) im bestromten Zustand die Ankerplatte (68) anzieht, so dass die Ankerplatte (68) am Elektromagnet (60) anschlägt.
Feststelleinrichtung (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerplatte (68) und das Kontaktende (66) an entgegengesetzten Enden der Ankerstange (64) angeordnet sind für das Ausüben einer drückenden Kraft auf das Übertragungsgetriebe (20) im bestromten Zustand des Elektromagneten (60).
Feststelleinrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet (60) in seinem bestromten Zustand die Ankerstange (64) mit einer Magnetkraft (72) zwischen 50 N und 100 N in Richtung der Aktivstellung beaufschlagt.
Türantrieb (100) zum automatischen Schließen einer Tür, aufweisend eine Gleitschiene (110) und einen in der Gleitschiene (110) verschiebbar gelagerten Gleitstein (80) sowie eine Feststelleinrichtung (10) zum Feststellen des Gleitsteins (80), dadurch gekennzeichnet, dass die Feststelleinrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildet ist.
Türantrieb (100) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitschiene (110) einen Aufnahmeabschnitt (112) aufweist, bevorzugt umschließt, in dem die Feststelleinrichtung (10) angeordnet ist.
Türantrieb (100) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitschiene (110) als Profilbauteil mit zwei Aufnahmeebenen (114, 116) ausgebildet ist, wobei die eine der Aufnahmeebenen (114, 116) den Aufnahmeabschnitt (112) für die Feststelleinrichtung (10) bildet, und in der anderen der Aufnahmeebenen (114, 116) der Gleitstein (80) verschiebbar gelagert ist.