DE4231984C2

DE4231984C2 - Elektromechanischer Drehtürantrieb

Info

Publication number: DE4231984C2
Application number: DE4231984A
Authority: DE
Inventors: Thomas Irrgang; Fernandes Jose De Sousn; Peter Daum
Original assignee: Dorma Deutschland GmbH
Current assignee: Dorma Deutschland GmbH
Priority date: 1991-07-23
Filing date: 1992-09-24
Publication date: 1995-10-05
Anticipated expiration: 2012-09-25
Also published as: DE4231984A1

Description

Die Erfindung betrifft einen elektromechanischen Drehtür antrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Solche elektromechanischen Drehtürantriebe werden in der Regel durch einen Impulsgeber dazu angeregt, den ange schlossenen Türflügel in eine Offenstellung zu bringen. Nach einer einstellbaren Offenhaltezeit muß dieser Türflü gel dann wieder in die Schließlage zurückgehen. Dieses kann entweder automatisch oder aber durch in einem Spei cher gespeicherte Energie, beispielsweise Federenergie, erreicht werden.

Ein Drehtürantrieb der vorgenannten Art ist aus der US 1,684,704 zu entnehmen. Durch die externe Aus lösung über eine Panikstange wird der Stromkreis zu dem Motor geschlossen, und der Türflügel geht in die Öffnungslage. Beim Öffnen wird gleichzeitig in einer Spiralfeder, welche an der Antriebsachse der Tür angreift, die Energie für den anschließenden Schließvorgang der Tür gespeichert.

Ein weiterer elektromechanischer Antrieb für Schwenkflügel von Türen wird in der DE 32 02 930 A1 offenbart. Auch hier wird über einen Motor in Verbindung mit einem Winkelge triebe ein Türflügel einer Schwenktür angetrieben. Eben falls ist hier an der Antriebsachse eine Spiralfeder ange bracht, die wiederum die Energie für das Zulaufen der Tür aufbringt.

In der DE 38 23 487 A1 wird ein Verfahren und eine Anordnung zur Opti mierung eines Betriebes für einen Drehtürantrieb wiedergegeben. Dabei ist die Kraftübertragungswelle, die sich entsprechend der Bewegung der Tür dreht, mit einem mit dieser betriebsmäßig verbundenen Federelement ver sehen. Dabei erfolgt das Öffnen der Tür entgegen der Kraft des Federele mentes. In der Schließphase wird der Tür die Energie des Federelementes wieder zugeführt, welche daraufhin die gewünschte Schließbewegung der Tür herbeiführt. Gleichzeitig kann auch während der Schließbewegung Energie zurückgewonnen werden. Um das Verfahren zu verwirklichen, ist ein Türschließer mit einem Rotor, einem Stator und einem Energiespeicher versehen, wobei die Anordnung so plaziert ist, daß sie wahlweise je nach Bedarf als Stromerzeuger oder Elektromotor betrieben werden kann.

Ferner ist ein elektromechanischer Drehflügelantrieb für Schwenkflügel von Türen oder dergleichen aus der DE 41 00 335 A1 bekannt geworden. Dieser Antrieb umfaßt eine Schraubenfeder, welche in einer bevorzugten Ausführungsart um den elektrischen Antriebsmotor angebracht worden ist. Die Antriebsachse des Antriebsmotors geht zu einem Plane tengetriebe, welches mit dem austretenden Achsantrieb über ein anzubringendes Gestänge die Verbindung zum Türflügel herstellt. Die Steuerung des Antriebsmotors wird von einer Elektronik durchgeführt, die auch beispielsweise von einem Positionsgeber den Öffnungswinkel des Türflügels mitge teilt bekommt. Beim Schließvorgang wird die Motorwicklung kurzgeschlossen, was eine Generatorwirkung hervorruft und somit eine zusätzliche Bremswirkung für den Türflügel er zeugt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektro mechanischen Drehflügelantrieb zu schaffen, bei dem auch die Schließphase des Türflügels nicht unkontrolliert abläuft, denn durch das Schließen des Türflügels darf für die benutzenden Ver kehrskreise keine Gefahr bestehen.

Die Aufgabe wird gemäß den im Anspruch 1 wiedergegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Datenverarbeitungseinheit für den optimalen Betrieb bei hinreichender Sicherheit für den Benutzer im Rahmen eines Ablaufprogramms dergestalt Sorge trägt, daß je nach Dreh richtung des Getriebemotors, d. h. entweder beim Öffnungs vorgang bzw. beim Schließvorgang des Türflügels, eine Re gelung des Motorstromes durchgeführt wird. Beim Öffnungs vorgang muß die Kraft zum Öffnen des Türflügels von dem Motorantrieb plus der aufzubringenden Energie für den Energiespeicher, erzeugt werden. Während bei der Zubewe gung des Türflügels der Motorantrieb abgeschaltet ist und durch einen Programmbefehl der Motor in einen Generatorbe trieb umgeschaltet wird. Dabei wird gleichzeitig durch eine Meß- und Regelvorrichtung die Schließgeschwindigkeit des Türflügels überwacht, was bedeutet, daß bei einem An steigen der Geschwindigkeit des Türflügels ein höherer Ge neratorstrom erzeugt wird und damit eine stärkere Bremsung des Türflügels eintreten würde. Ist jedoch die Bremswir kung des Türflügels zu stark, so wird aufgrund der Meß- und Regelvorrichtung eine den Verhältnissen angepaßte ver änderte Kurzschließung des Antriebsmotors durchgeführt. Dieses kann beispielsweise durch eine zeitlich unterbro chene Kurzschließung des Antriebsmotors geschehen.

Selbst beim Ausfall der Motorsteuereinheit, d. h. die An lage ist im stromlosen Zustand, ist ein kontrollierter Ab lauf in die Schließlage des Türflügels gewährleistet, weil in dem Getriebemotorkreis eine Diode, welche in Durchlaß richtung geschaltet ist, eingesetzt wird. Diese Diode be wirkt einen entsprechend dem verwendeten Motor und dem Diodentyp typischen Spannungsabfall.

Als Positionsgeber wird eine preiswerte Lösung vorgeschla gen, daß an dem Achsaustritt des Winkelgetriebes ein Dreh potentiometer angeschlossen wird, welches der Motor steuereinheit die Stellung des Türflügels meldet. In Aus gestaltung des erfindungsgemäßen Gedankens kann jedoch auch an dem Getriebemotor und zwar zwischen Motor und Kupplung ein Inkrementalgeber angebracht werden, welcher die Motorumdrehungen mißt, die ein Maß für den Öffnungs winkel des Türflügels darstellen.

Die Funktionsweise eines elektromechanischen Drehflügelan triebes läuft beispielsweise in der Form ab, daß ein Öff nungsimpuls den Getriebemotor für die Türöffnung startet. Der Getriebemotor treibt die Tür mit einstellbarer Ge schwindigkeit und auch gleichzeitig einstellbarem Dreh moment an, bis er in den Bereich der möglicherweise ge wünschten einstellbaren Öffnungsdämpfung kommt. Der Beginn der Öffnungsdämpfung kann beispielsweise über einen End schalter oder auch über einen Positionsgeber gemeldet wer den. Im Bereich der Öffnungsdämpfung muß die Tür deutlich aber weich abgebremst werden und mit einer reduzierten Ge schwindigkeit in die endgültige Öffnungsposition fahren, wobei die Öffnung durch einen mit dem Antrieb verbundenen Anschlag begrenzt wird. Auch dieser Anschlag ist über den Positionsgeber einstellbar. In der Öffnungsstellung bleibt dann der Antrieb mit reduziertem Drehmoment für den Rest des eingestellten Zeitablaufes eingeschaltet. Hierbei kann das Drehmoment gerade so groß sein, daß die vorgespannte Schließfeder und gewisse zusätzliche Belastungen wie z. B. Windlasten noch gerade gehalten werden. Nach Ablauf der einstellbaren Offenhaltezeit schaltet der Antrieb automa tisch ab. Die Tür wird sich in diesem Augenblick über die in der Schließfeder gespeicherte Energie anfangen zu schließen. Gleichzeitig wird aber durch die Umkehrung der Drehrichtung über die Motorsteuereinheit der zuvor als Mo tor betriebene Antrieb in einen kontrollierten geregelten Generatorbetrieb umgeschaltet. Dieser Generatorbetrieb wird so gestaltet, daß der erzeugte Generatorstrom gemes sen wird und mit einem Vergleicher, welcher einem bestimm ten Drehmoment entspricht, verglichen wird. Um nicht eine gleichbleibende Dämpfung des Generatorbetriebes zu erzie len, kann beispielsweise eine Unterbrechung und damit Auf hebung des Generatorbetriebes durchgeführt werden, was in diesem Zeitpunkt eine Beendigung bzw. Reduzierung des Bremsvorganges bedeuten würde. Dieses kann zeitlich so ge steuert werden, daß ein gleichmäßiges Zulaufen des Türflü gels gewährleistet wird. Kommt die Tür in den Bereich von ca. 7-5° Öffnungswinkel, so kann die Dämpfung vollends aufgehoben werden, damit die in der Schließfeder noch ge speicherte Restenergie die Tür sicher in die Schließposi tion bringt. Hierdurch ist es möglich, die Tür auch in Brandabschnitten einzusetzen. Nach erfolgter Schließung der Tür wird der Antrieb automatisch vom Generatorbetrieb auf den Motorbetrieb wieder umgeschaltet und kann durch einen erneut auszulösenden Öffnungsimpuls wieder ein Öff nen des Türflügels bewerkstelligen. Dabei ist es jedoch auch möglich, daß der elektromechanische Drehtürantrieb auch aus der Schließbewegung heraus und zwar bei jedem Öffnungswinkel, schnell aber weich abbremsen und in die Öffnungsrichtung reversieren kann. Hierdurch wird entspre chend dem Ablaufprogramm das vorgewählte Ablaufschema wie der aktiviert.

Der modular aufgebaute elektromechanische Drehtürantrieb beinhaltet neben der elektronischen Motorsteuereinheit auch eine Datenverarbeitungseinheit, die für den optimalen Betrieb der Drehtür Sorge trägt. In dieser Datenverarbei tungseinheit wird ein Ablaufprogramm verarbeitet, welches die eingestellten bzw. programmierten und übermittelten Werte zur Regelung und Steuerung an den Antrieb weiterlei tet. Diese Steuerung und Regelung kann sowohl für einen Einzelantrieb, d. h. eine Tür mit einem Flügel, als auch eine Tür mit zwei Flügeln verwendet werden. Zur Messung der Türflügelposition kann beispielsweise ein an der Aus trittsachse des Getriebes angebrachtes Drehpotentiometer fungieren, bzw. auch ein zwischen dem Motor und der Kupp lung angebrachter Inkrementalgeber seine Verwendung fin den. Zwischen dem Getriebemotor und dem sich anschließen den Winkelgetriebe kann vorzugsweise eine mechanische ela stische aber nicht schaltbare Kupplung angebracht werden, welche sicherstellt, daß eine gewisse Geräuschdämpfung hervorgerufen durch den Getriebemotor, nicht durch den ge samten Antrieb sich weiter fortpflanzt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend näher erläutert. Die Zeichnung zeigt:

Fig. 1 elektromechanischer Drehtürantrieb mit Potentio meter,

Fig. 2 elektromechanischer Drehtürantrieb mit Inkremen talgeber.

Der Getriebemotor (1), der vorzugsweise aus einem Gleich strommotor mit angeflanschtem Getriebe besteht, wird über die Motorsteuereinheit (2), welche über die Verbindung (8) mit dem Getriebemotor (1) verbunden ist, geregelt und ge steuert. Die Motorachse (13) ist mit einer mechanischen, jedoch elastischen aber nicht schaltbaren Kupplung (6) verbunden. Der Kupplungsflansch (7) ist andererseits mit dem Achsaustritt eines Winkelgetriebes (3) verbunden. Durch das Winkelgetriebe (3) wird eine Umkehr der Dreh richtung erreicht. Hierdurch ist es möglich, den elektro mechanischen Drehtürantrieb als schlanke, schmale Einheit aufzubauen. An dem um 90° versetzten Achsaustritt (4) des Winkelgetriebes (3) befindet sich der Energiespeicher (5), welcher beispielsweise eine Spiralfeder sein kann. In die sem Energiespeicher wird durch die Öffnungsbewegung des Türflügels soviel Energie gespeichert, daß nach erfolgter Öffnung des Türflügels dieser allein durch die Federkraft wieder verschlossen werden kann. Gleichzeitig befindet sich auf dem Achsaustritt (4) ein Positionsgeber (9) in Form eines Potentiometers, welches die Öffnungsstellung und damit den Öffnungswinkel des Türflügels über die Ver bindung (10) an die Motorsteuereinheit meldet. Dieser Ist wert der Türflügelstellung wird in der Motorsteuereinheit (2) mit den über der Programmvorgabe (11) und der Verbin dung (12) angelieferten Istvorgabe verglichen und entspre chend in der Motorsteuereinheit verarbeitet. Das Ergebnis wird über die Verbindung (8) an den Getriebemotor (1) wei tergeleitet.

In Fig. 2 ist ein abgeändertes Ausführungsbeispiel darge stellt, wo zwischen dem Getriebemotor (1) und der Kupplung (6) auf der Motorachse (13) ein Inkrementalgeber (14) an gebracht ist. Dieser Inkrementalgeber mißt die Umdrehungen des Motors, die ein Maß für den Öffnungswinkel des Türflü gels darstellen und meldet diese Information über die Ver bindung (15) an die Motorsteuereinheit (2), wo eine Verar beitung der Informationen mit den anderen anliegenden Daten erfolgt.

Der elektromechanische Drehtürantrieb wird über einen Öff nungsimpuls in Gang gesetzt und bringt den Türflügel in die Offenstellung. Nach Ablauf der vorgegebenen Offenhal tezeit wird der Schließvorgang der Tür dadurch vorgenom men, daß die Motorsteuereinheit (2) über den Positionsge ber (9) oder (14) erkennt, daß sich die Tür wieder schließen will. In Verbindung mit der Programmvorgabe (11) wird in diesem Fall der Getriebemotor im Generatorbetrieb betrieben, d. h. er wird aber nicht generell kurzgeschlos sen für die gesamte Zulaufzeit des Türflügels, sondern hier wird kontrolliert ein Regelvorgang des Generatorstro mes vorgenommen. Durch die Regelung des Generatorstromes wird sichergestellt, daß der Schließvorgang des Türflügels gleichmäßig und kontrolliert abläuft.

Bezugszeichenliste

1 Getriebemotor
2 Motorsteuereinheit
3 Winkelgetriebe
4 Achsaustritt
5 Energiespeicher
6 Kupplung
7 Flansch
8 Verbindung
9 Positionsgeber
10 Verbindung
11 Programmvorgabe
12 Verbindung
13 Motorachse
14 Inkrementalgeber
15 Verbindung

Claims

1. Elektromechanischer Drehtürantrieb für eine mindestens einflüge lige Tür, deren Türflügel von einem im Öffnungssinn wirkenden elektromechanischen Motor bewegbar ist und zwischen dem elek tromechanischen Motor und dem Getriebe eine Kupplung vorhan den ist, wobei das Getriebe vorzugsweise ein Winkelgetriebe ist, dessen abgehender Achsaustritt mit einem Ende des Schwenk armes eines Gestänges gekuppelt ist und dessen anderes Ende mit einem zweiten Schwenkarm drehgelagert ist, wobei dessen zweites Ende mit dem Türflügel verbunden ist und ein Federele ment als Energiespeicher für das Zulaufen des Türflügels vorhan den ist, wobei der Türöffnungswinkel über einen Positionsgeber gemessen wird, und dessen Signale in einer Motorsteuereinheit neben der Steuerung des elektromechanischen Motors als An triebsmittel bzw. als Generator verarbeitet werden, durch folgende Merkmale gekennzeichnet:

a) daß die Kupplung (6) zwischen dem Getriebemotor (1) und dem Winkelgetriebe (3) eine mechanische, elastische nicht schaltbare Kupplung ist,
b) daß eine Datenverarbeitungseinheit für einen optimalen Be trieb bei hinreichender Sicherheit für den Benutzer im Rah men eines Ablaufprogrammes Sorge trägt,
c) daß die Motorsteuereinheit (2) in Verbindung mit dem Ablauf programm beim selbsttätigen Schließvorgang den Getriebe motor (1) im geregelten Generatorbetrieb betreibt, wobei die durch den Generatorbetrieb erzeugte Bremswirkung des Tür flügels geregelt wird.

2. Elektromechanischer Drehtürantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuereinheit (2) in Verbindung mit dem Ablaufprogramm beim selbsttätigen Schließvorgang den Ge triebemotor (1) im geregelten Generatorbetrieb betreibt, wobei die durch den Generatorbetrieb erzeugte Bremswirkung des Türflügels unterbrochen werden kann.

3. Elektromechanischer Drehtürantrieb nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Ausfall der Motorsteuereinheit (2) die Tür auch dann kon trolliert in die Schließlage überführt wird, indem in dem Getriebe motorstromkreis eine Diode in Durchlaßrichtung geschaltet ist.

4. Elektromechanischer Drehtürantrieb nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Positionsgeber (9) am Achsaus tritt (4) des Winkelgetriebes (3) ein Potentiometer verwendet wird.

5. Elektromechanischer Drehtürantrieb nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebemotorumdrehungen an der Kupplung (6) durch einen Inkrementalgeber (14) gemessen werden.