DE60028876T2

DE60028876T2 - Automatiktüranordnung und automatischer türbetätiger dafür

Info

Publication number: DE60028876T2
Application number: DE60028876T
Authority: DE
Inventors: Thomas M. Farmington Kowalczyk; Brian D. Farmington Hass
Original assignee: Stanley Works
Current assignee: Stanley Works
Priority date: 1999-02-04
Filing date: 2000-02-04
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2020-02-05
Also published as: WO2000046476A2; EP1070189B1; US6530178B1; WO2000046476A3; US20030097793A1; AU3692400A; EP1070189A1; US6336294B1; DE60028876D1; ATE331112T1; US6786006B2

Description

Drehtürantriebe sind auf dem Gebiet der Automatiktüranordnungen wohlbekannt, um die Drehbewegung von Drehtüren zwischen ihrer geschlossenen und geöffneten Stellung zu steuern. In den meisten Automatiktüranordnungen wird die Tür von einem Türantrieb unter Strom in eine normale motorbetriebene Türöffnungsrichtung bewegt, wenn ein Eingabegerät davon das Vorhandensein einer Person oder eines Gegenstands benachbart zur Türanordnung erkannt hat. Bei dieser Öffnungsbewegung wird Energie in einer Federstruktur oder dergleichen gespeichert, und wenn die Türbewegung aufgehört hat, gibt die Federstruktur ihre Energie ab, um die Tür zurück in ihre geschlossene Stellung zu bewegen.
Die meisten Bauvorschriften fordern, dass diese Automatiktüranordnungen die „ausbruchsweise" Öffnung der Tür von Hand oder durch Drücken erlauben, um Personen in Notfällen das Verlassen des Gebäudes zu gestatten. Je nach Installation des Türantriebs kann diese Ausbruchsbewegung in der Richtung entgegengesetzt zur Motorantriebsrichtung sein. In dieser Situation kann die Tür nicht durch Federn aus der Ausbruchsstellung in die geschlossene Stellung zurückgestellt werden, weil die Federanordnung in vielen Türantrieben des Stands der Technik nicht in der Lage sind, diese Federrückstellbewegung zu bewirken. In den meisten Fällen kann der Motor normalerweise nicht zur Rückstellung der Tür benutzt werden, da viele Bauvorschriften verlangen, dass der Strom zum Motor unterbrochen wird, nachdem ein Ausbruch erfolgt ist. Als Ergebnis bleibt die Tür in ihrem Ausbruchszustand geöffnet, bis eine manuelle Kraft angelegt wird, um die Tür in ihre geschlossene Stellung zu bewegen.
Ein anderes Problem bei den meisten bekannten Drehtürantrieben ist ihre Unfähigkeit, „beidseitig" betrieben zu werden. Drehtürantriebe werden abhängig von der Richtung, in der sich ihr Abtriebselement dreht, typischerweise als links- oder rechtslaufend eingeteilt. Der Ausdruck „beidseitig" drückt die Fähigkeit des Antriebs aus, eine Tür in beide Richtungen zu drehen. Der Grund, weshalb die meisten bekannten Türantriebe nur in der Lage sind, ihr Abtriebselement in eine Richtung zu bewegen, ist auf die Verwendung von Zahnstangenanordnungen zurückzuführen. Die Zahnstangenanordnung erlaubt dem Motor nur, die Zahnstange in einer Richtung anzutreiben, um das Abtriebselement zur Türöffnung zu drehen, wobei eine Feder die Zahnstange in die entgegengesetzte Richtung treibt, um das Abtriebselement zur Türschließung gegenläufig zu drehen. Andere Typen von Türantrieben verwenden eine Uhr- oder Torsionsfeder, um ein federbetriebenes Moment bereitzustellen. Das Problem bei diesen Antrieben ist, das die Feder nur funktioniert, um die Türbewegung in eine Richtung zu gewährleisten. Es ist bekannt, das Abtriebselement in entgegengesetzte axiale Richtungen von gegenüberliegenden Seiten des Antriebsgehäuses aus so zu verlängern, dass beide Enden mit der Tür verbunden werden können. Das geeignete Ende des Abtriebselements wird der gewünschten Drehrichtung der Tür entsprechend mit der Tür verbunden. Diese Anordnung ist aber aufgrund des Verwechslungspotentials während der Installation problematisch. Und wenn dieser Typ Antrieb einmal installiert worden ist, besteht keine andere Möglichkeit, die Richtung zu ändern, in welcher die Tür durch den Motor geöffnet wird, als den gesamten Antrieb auszubauen und auf eine umgekehrte Weise wieder einzubauen.
Das US-Patent Nr. 5.221.239 an Catlett, dessen Gesamtheit hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird, offenbart einen Drehtürantrieb, der sowohl beidseitig ist als auch in der Lage ist, eine Federrückstellung aus der Ausbruchsstellung zu gewährleisten. In der Ausführungsform von seiner 12 offenbart das Patent '239 eine geradlinig bewegbare Zahnstange 66, die mit dem Abtriebselement oder der Welle 17 und einem Federrückstellmodul 77B mit einer Feder 75 zum Bewegen der Zahnstange versehen ist. Die Drehung der Welle 17 im Uhrzeigersinn, wie in 12 gezeigt, treibt die Zahnstange 66 aus ihrer Ausgangsposition, die einer geschlossenen Türstellung entspricht, nach rechts an, die ihrerseits den Federsitz 83 nach rechts verschiebt, um die Feder 75 zu komprimieren. Wenn die Drehung der Welle 17 im Uhrzeigersinn aufhört, dehnt sich die Feder 75 auf elastische Weise, um den Federsitz 83 und damit die Zahnstange 66 zurück nach links und damit in ihre Ausgangsposition zu treiben. Die Drehung der der Welle 17 entgegen dem Uhrzeigersinn treibt die Zahnstange 66 ihrer aus Ausgangsposition nach links an, was den Federsitz 95 über die Betätigungsstange 103 nach links rechts bewegt, um die Feder 75 zu komprimieren. Wenn die Drehung der Welle 17 im Uhrzeigersinn aufhört, dehnt sich die Feder 75 auf elastische Weise, um die Zahnstange 66 nach rechts und damit in ihre Ausgangsposition zu treiben. Demnach kann der Türantrieb von 12 verwendet werden, um die Federrückstellung aus beiden Richtungen der Türöffnungsbewegung durchzuführen. Dies erlaubt die Beidseitigkeit des Türantriebs durch einfache Umkehr der Strompolarität, die dem Gleichstrommotor zugeführt wird, und erlaubt dem Antrieb auch, die Federrückstellung aus dem Ausbruch in beiden Richtungen zu gewährleisten.
Auch wenn der Türantrieb des Patents '239 die Fähigkeit der Beidseitigkeit und der Federrückstellung aus dem Ausbruch bereitstellt, ist sein Aufbau komplex und daher kostspielig in der Herstellung und Vermarktung. Das heißt, das Federmodul erfordert eine Anzahl von kleinen Bauteilen wie z.B. die beweglichen Federsitze und die Betätigungsstangen, was die Gesamtteilezahl des Antriebs erhöht. Diese Kleinteile sind auch schwer auf präzise Weise zu montieren, und die Teilezahl trägt auch zu einer erhöhten Montagezeit bei. Insgesamt macht die Komplexität des Aufbaus des Türantriebs im Patent '239 es wegen der erhöhten Fertigungskosten unerwünscht.
Folglich besteht ein Bedarf nach einem Türantrieb mit Federrückstellung aus dem Ausbruch, der einen Aufbau hat, die einfacher und kostengünstiger ist als der komplexe Aufbau, der im obigen Patent '239 offenbart wurde. Ferner besteht auch ein Bedarf nach einem beidseitigen Türantrieb, der auch einen Aufbau hat, die einfacher und kostengünstiger ist als die komplexe Konstruktion, die im vorgenannten Patent 239 offenbart wurde.
Deshalb ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Erfüllung des oben beschriebenen Bedarfs.
Der vorliegenden Erfindung gemäß wird ein den Merkmalen von Anspruch 1 entsprechender Drehtürantrieb zum Steuern der Drehbewegungen einer Tür bereitgestellt, die um eine allgemein vertikale Türachse aus einer geschlossenen Stellung in eine kraftbetriebene Türöffnungsrichtung und aus der geschlossenen Stellung in eine manuell betriebene Ausbruchstüröffnungsrichtung gedreht wird, die der kraftbetriebenen Türöffnungsrichtung entgegengesetzt ist, wobei dieser Drehtürantrieb umfasst: ein Abtriebselement, das um eine Abtriebselementachse drehbar ist, wobei das Abtriebselement aufgebaut und angeordnet ist, um operativ mit der Tür so verbunden zu sein, dass die Drehung dieses Abtriebselements um die Abtriebselementachse die Drehung der Tür um ihre Türachse bewirkt; einen Motor, der aufgebaut und angeordnet ist, um das Abtriebselement um die Abtriebselementachse in eine erste Drehrichtung zu drehen, so dass das Abtriebselement die Tür aus ihrer geschlossenen Stellung in die kraftbetriebene Türöffnungsrichtung dreht, wenn das Abtriebselement operativ mit der Tür verbunden ist; ein Mitnehmerelement, das so mit dem Abtriebselement verbunden ist, dass das Anlegen einer Kraft an das Mitnehmerelement das Abtriebselement um die Abtriebselementachse dreht, wobei dieses Mitnehmerelement ein versetztes Element umfasst, das von der Abtriebselementachse radial so beabstandet ist, dass (a) das versetzte Element sich allgemein in Bezug auf die Abtriebselementachse in eine erste Umfangsrichtung bewegt, wenn das Abtriebselement sich in die erste Dreh richtung um die Abtriebselementachse dreht, und (b) das versetzte Element sich allgemein in Bezug auf die Abtriebselementachse in eine zweite Umfangsrichtung bewegt, die der ersten Umfangsrichtung entgegengesetzt ist, wenn das Abtriebselement sich in eine zweite Drehrichtung, die der ersten Drehrichtung entgegengesetzt ist, um die Abtriebselementachse dreht; eine Türrückstellkompressionsfederstruktur, die in Bezug auf das versetzte Element in kraftanlegender Beziehung so angeordnet ist, dass der Betrieb des Motors, um das Abtriebselement in eine erste Drehrichtung zu drehen und die Tür in die kraftbetriebene Türöffnungsrichtung zu drehen, das versetzte Element in seine erste Umfangsrichtung bewegt, wodurch die Kompressionsfederstruktur gespannt wird, wobei diese Kompressionsfederstruktur aufgebaut und angeordnet ist, um danach eine erste Federrückstellkraft auf das versetzte Element anzulegen, die dazu neigt, das versetzte Element in seine zweite Umfangsrichtung zu bewegen und die Tür, die operativ damit verbunden ist, entgegen der kraftbetriebenen Türöffnungsrichtung in die geschlossene Stellung zu drehen; wobei diese Türrückstellkompressionsfederstruktur in Bezug auf das versetzte Element in kraftanlegender Beziehung so angeordnet ist, dass die manuelle Drehbewegung der Tür aus ihrer geschlossenen Stellung in die ihre manuell betriebene Ausbruchstüröffnungsrichtung das Abtriebselement in seine zweite Drehrichtung dreht und das versetzte Element in seine zweite Umfangsrichtung bewegt, wodurch die Kompressionsfederstruktur gespannt wird, und diese Kompressionsfederstruktur aufgebaut und angeordnet ist, um danach eine zweite Federrückstellkraft auf das versetzte Element anzulegen, die dazu neigt, das Abtriebselement in seine erste Drehrichtung zu drehen und die Tür, die operativ damit verbunden ist, entgegengesetzt zur Ausbruchstüröffnungsrichtung in die geschlossene Stellung zu bewegen.
Es wird ein Drehtürantrieb zum Steuern der Drehbewegungen einer Tür bereitgestellt, die um eine allgemein vertikale Türachse aus einer geschlossenen Stellung in eine kraftbetriebene Türöffnungsrichtung und in eine manuell betriebene Ausbruchstüröffnungsrichtung gedreht wird, die der motorbetriebenen Türöffnungsrichtung entgegengesetzt ist. Der Antrieb umfasst ein Abtriebselement, das um eine Abtriebselementachse drehbar ist und aufgebaut und angeordnet ist, um mit der Tür operativ verbunden zu sein, so dass die Drehung des Abtriebselements um die Abtriebselementachse die Tür um ihre Türachse dreht. Diese operative Verbindung kann entweder direkt oder über eine indirekte Verbindung, ein Getriebe oder ähnliches erfolgen. Der Antrieb umfasst auch einen Motor, der aufgebaut und angeordnet ist, um das Abtriebselement um die Abtriebselementachse in eine erste Drehrichtung zu drehen, so dass das Abtriebselement die Tür aus ihrer geschlossenen Stellung in die kraftbetriebene Türöffnungsrichtung dreht, wenn das Abtriebselement mit dem Tür operativ verbunden ist. Der Motor kann umkehrbar sein und daher in der Lage sein, das Abtriebselement in eine zweite Drehrichtung zu drehen, die der ersten Drehrichtung entgegengesetzt ist, was die Beidseitigkeit des Türantriebs erlaubt. Dieser Aspekt der Erfindung ist nicht auf solch eine Anordnung beschränkt.
Der Antrieb umfasst auch ein Mitnehmerelement, das so mit dem Abtriebselement verbunden ist, dass das Anlegen einer Kraft auf das Mitnehmerelement das Abtriebselement um die Abtriebselementachse dreht. Das Mitnehmerelement umfasst ein versetztes Element, das von der Abtriebselementachse radial so beabstandet ist, dass (a) das versetzte Element sich allgemein in Bezug auf die Abtriebselementachse in eine erste Umfangsrichtung bewegt, wenn das Abtriebselement sich in die erste Drehrichtung um die Abtriebselementachse dreht, und (b) das versetzte Element sich allgemein in Bezug auf die Abtriebselementachse in eine zweite Umfangsrichtung bewegt, die der ersten Umfangsrichtung entgegengesetzt ist, wenn das Abtriebselement sich in eine zweite Drehrichtung, die der ersten Drehrichtung entgegengesetzt ist, um die Abtriebselementachse dreht; eine Türrückstellkompressionsfederstruktur, die in Bezug auf das versetzte Element in kraftanlegender Beziehung so angeordnet ist, dass der Betrieb des Motors, um das Abtriebselement in eine erste Drehrichtung zu drehen und die Tür in die kraftbetriebene Türöffnungsrichtung zu drehen, das versetzte Element in seine erste Umfangsrichtung bewegt, wodurch die Kompressionsfederstruktur gespannt wird. Dieses Spannen kann entweder durch Dehnen der Federstruktur oder durch Komprimieren der Federstruktur erfolgen. Die Kompressionsfederstruktur ist aufgebaut und angeordnet, um danach eine erste Federrückstellkraft auf das versetzte Element anzulegen, die dazu neigt, das versetzte Element in seine zweite Umfangsrichtung zu bewegen und die Tür, die operativ damit verbunden ist, entgegen der kraftbetriebenen Türöffnungsrichtung in die geschlossene Stellung zu drehen. Dies gewährleistet die Federrückstellung aus der motorbetriebenen Türbewegung.
Die Türrückstellkompressionsfederstruktur ist in Bezug auf das versetzte Element in kraftanlegender Beziehung auch so angeordnet, dass die manuelle Drehbewegung der Tür aus ihrer geschlossenen Stellung in die ihre manuell betriebene Ausbruchstüröffnungsrichtung das Abtriebselement in seine zweite Drehrichtung dreht und das versetzte Element in seine zweite Umfangsrichtung bewegt, wodurch die Kompressionsfederstruktur gespannt wird. Die Kompressionsfederstruktur ist aufgebaut und angeordnet, um danach eine zweite Federrückstellkraft auf das versetzte Element anzulegen, die dazu neigt, das Abtriebselement in seine erste Drehrichtung zu drehen und die Tür, die operativ damit verbunden ist, entgegengesetzt zur Ausbruchstüröffnungsrichtung in die geschlossene Stellung zu bewegen. Dies gewährleistet die Federrückstellung aus dem Ausbruch.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt eine Automatiktüranordnung bereit, umfassend eine Rahmenanordnung, eine Tür, die um eine allgemein vertikale Türachse aus einer geschlossenen Stellung in die motorbetriebene Türöffnungsrichtung und die manuell betriebene Ausbruchstüröffnungsrichtung gedreht wird, den Türantrieb, wie oben beschrieben, ein Eingabegerät, das betreibbar ist, um auf die Erkennung des Vorhandenseins eines Gegenstands benachbart zur Türanordnung hin ein Türöffnungssignal zu senden, und ein Steuergerät, das mit dem Eingabegerät verbunden ist. Das Steuergerät ist betreibbar, um das Türöffnungssignal vom Eingabegerät zu empfangen und darauf ansprechend den Betrieb des Motors des Türantriebs zu steuern, um zu bewirken, dass der Türantrieb die Tür in ihre motorbetriebene Türöffnungsrichtung dreht. Das Eingabegerät kann jeden bekannten Typs sein, z.B. ein Infrarot-Bewegungsdetektor, eine druckempfindliche Matte benachbart zur Tür, ein Mikrowellen-Bewegungsdetektor oder jedes andere geeignete System, das das Vorhandensein eines Gegenstands benachbart zur Türanordnung (erkennt). Auch das Steuergerät kann bekannten Typs sein, um den Betrieb des Türantriebs zu steuern.
Ein anderer Aspekt der Erfindung stellt auch einen Drehtürantrieb zum Steuern der Drehbewegungen einer Tür bereit, die um eine allgemein vertikale Türachse aus einer geschlossenen Stellung in eine kraftbetriebene Türöffnungsrichtung und aus der geschlossenen Stellung in eine manuell betriebene Ausbruchstüröffnungsrichtung gedreht wird, die der kraftbetriebenen Türöffnungsrichtung entgegengesetzt ist. Der Drehtürantrieb nach diesem Aspekt der Erfindung umfasst ein Abtriebselement, das um eine Abtriebselementachse drehbar ist. Das Abtriebselement ist aufgebaut und angeordnet, um mit der Tür operativ verbunden zu sein, so dass die Drehung des Abtriebselements um die Abtriebselementachse die Tür um ihre Türachse dreht. Ein Motor ist aufgebaut und angeordnet, um das Abtriebselement um die Abtriebselementachse in eine erste Drehrichtung zu drehen, so dass das Abtriebselement die Tür aus ihrer geschlossenen Stellung in die kraftbetriebene Türöffnungsrichtung dreht, wenn das Abtriebselement operativ mit dem Tür verbunden ist. Ein Mitnehmerelement ist so mit dem Abtriebselement verbunden, dass das Anlegen einer Kraft auf das Mitnehmerelement das Abtriebselement um die Abtriebselementachse dreht. Eine Nockenstruktur steht in einer mitnehmenden Beziehung mit dem Mitnehmerelement im Eingriff.
Eine Türrückstellkompressionsfederstruktur, die in Bezug auf die Nockenstruktur in kraftanlegender Beziehung so angeordnet ist, dass der Betrieb des Motors, um das Abtriebselement in eine erste Drehrichtung zu drehen und die Tür in die kraftbetriebene Türöffnungsrichtung zu drehen, bewirkt, dass das Mitnehmerelement die Nockenstruktur mitnimmt, um die Nockenstruktur so zu bewegen, dass die Kompressionsfederstruktur gespannt wird. Die Kompressionsfederstruktur ist aufgebaut und angeordnet, um danach eine erste Federrückstellkraft auf die Nockenstruktur anzulegen, die dazu neigt, zu bewirken, dass die Nockenstruktur das Mitnehmerelement mitnimmt, um das Abtriebselement in seine zweite Drehrichtung zu drehen und die Tür, die operativ damit verbunden ist, entgegen der kraftbetriebenen Türöffnungsrichtung in die geschlossene Stellung zu drehen. Die Türrückstellkompressionsfederstruktur ist in Bezug auf die Nockenstruktur in kraftanlegender Beziehung so angeordnet, dass die manuelle Drehbewegung der Tür aus ihrer geschlossenen Stellung in die ihre manuell betriebene Ausbruchstüröffnungsrichtung das Abtriebselement in seine zweite Drehrichtung dreht und bewirkt, dass das Mitnehmerelement die Nockenstruktur mitnimmt, um die Nockenstruktur so zu bewegen, dass die Kompressionsfederstruktur gespannt wird. Die Kompressionsfederstruktur ist aufgebaut und angeordnet, um danach eine zweite Federrückstellkraft auf die Nockenstruktur anzulegen, die dazu neigt, zu bewirken, dass die Nockenstruktur das Mitnehmerelement mitnimmt, wodurch sich das Abtriebselement in seine erste Drehrichtung dreht und die Tür, die operativ damit verbunden ist, entgegengesetzt zur Ausbruchstüröffnungsrichtung in die geschlossene Stellung gedreht wird. Dies gewährleistet die Federrückstellung aus dem Ausbruch über eine mitnehmende Beziehung, um das Verschleißpotential für die Zähne im Federrückstellweg des oben erwähnten Patents '239 zu beseitigen.
Es wird eine Automatiktüranordnung bereitgestellt, umfassend eine Rahmenanordnung, eine Tür, die um eine allgemein vertikale Türachse aus einer geschlossenen Stellung in die motorbetriebene Türöffnungsrichtung und die manuell betriebene Ausbruchstüröffnungsrichtung gedreht wird, den Türantrieb, wie oben beschrieben, ein Eingabegerät, das betreibbar ist, um auf die Erkennung des Vorhandenseins eines Gegenstands benachbart zur Türanordnung hin ein Türöffnungssignal zu senden, und ein Steuergerät, das mit dem Eingabegerät verbunden ist. Das Steuergerät ist betreibbar, um das Türöffnungssignal vom Eingabegerät zu empfangen und darauf ansprechend den Betrieb des Motors des Türantriebs zu steuern, um zu bewirken, dass der Türantrieb die Tür in ihre motorbetriebene Türöffnungsrichtung dreht. Das Eingabegerät kann jeden bekannten Typs sein, wie z.B. ein Infrarot-Bewegungsdetektor, eine druckempfindliche Matte angrenzend zur Tür, ein Mikrowellen-Bewegungsdetektor oder jedes andere geeignete System, das das Vorhandensein eines Gegenstands benachbart zur Türanordnung (erkennt). Auch das Steuergerät kann eines bekannten Typs sein, um den Betrieb des Türantriebs zu steuern.
Es wird ein beidseitiger Drehtürantrieb zum Steuern der Drehbewegungen einer Tür bereitgestellt, die sich um eine allgemein vertikale Türachse aus einer geschlossenen Stellung in eine geöffnete Stellung dreht. Der Drehtürantrieb umfasst ein Abtriebselement, das in erste und zweite Antriebsdrehrichtungen um eine Abtriebselementachse drehbar ist. Das Abtriebselement ist aufgebaut und angeordnet, um mit der Tür operativ verbunden zu sein, so dass die Drehung des Abtriebselements die Tür um ihre Türachse dreht. Ein Umkehrmotor ist mit dem Abtriebselement gekoppelt. Der Motor ist aufgebaut und angeordnet, um das Abtriebselement in eine gewählte von den ersten und zweiten Antriebsdrehrichtungen zu drehen. Die Drehrichtung kann entweder durch Betätigen eines Umkehrschalters gewählt werden, der auf dem Motor getragen wird, oder durch ein Steuergerät, das mit dem Motor verbunden ist, wenn der Antrieb in einer Automatiktüranordnung installiert ist. Alternativ dazu kann die Drehrichtung durch die Anschlussweise des Motors an seine Stromversorgung gewählt werden. Zum Beispiel kann bei einem Elektromotor die Polarität des Stroms, der durch den Motor fließt, einfach durch Vertauschen der Drähte umgekehrt werden, die die Anschlussklemmen des Motors mit Strom versorgen. Bei einem fluidbetriebenen oder Hydromotor kann die Richtung des Fluids, das zum Motor strömt, einfach durch Vertauschen der Leitungen umgekehrt werden, die mit den Einlass- und Auslassöffnungen des Motors verbunden sind.
Ein Mitnehmerelement ist so mit dem Abtriebselement verbunden, dass das Anlegen einer Kraft auf das Mitnehmerelement das Abtriebselement um die Abtriebselementachse dreht. Das Mitnehmerelement umfasst ein versetztes Element, das von der Abtriebselementachse radial so beabstandet ist, dass (a) das versetzte Element sich allgemein in Bezug auf die Abtriebselementachse in eine erste Umfangsrichtung bewegt, wenn das Abtriebselement sich in die erste Antriebsdrehrichtung um die Abtriebselementachse dreht, und (b) das versetzte Element sich allgemein in Bezug auf die Abtriebselementachse in eine zweite Umfangsrichtung bewegt, die der ersten Umfangsrichtung entgegengesetzt ist, wenn das Abtriebselement sich in die zweite Antriebsdrehrichtung um die Abtriebselementachse dreht. Eine Türrückstellkompressionsfederstruktur ist in Bezug auf das versetzte Element in kraftanlegender Beziehung so angeordnet, dass der Betrieb des Motors, um das Abtriebselement in seine erste Antriebsdrehrichtung zu drehen, das versetzte Element in seine erste Umfangsrichtung bewegt, wodurch die Federstruktur gespannt wird. Die Federstruktur ist aufgebaut und angeordnet, um danach eine erste Federrückstellkraft auf das versetzte Element anzulegen, die dazu neigt, das versetzte Element in seine zweite Umfangsrichtung zu bewegen, um das Abtriebselement in seine zweite Antriebsdrehrichtung zu drehen. Dementsprechend ist die Türrückstellkompressions federstruktur in Bezug auf das versetzte Element in kraftanlegender Beziehung so angeordnet, dass der Betrieb des Motors, um das Abtriebselement in seine zweite Antriebsdrehrichtung zu drehen, das versetzte Element in seine zweite Umfangsrichtung bewegt, wodurch die Federstruktur gespannt wird. Die Federstruktur ist aufgebaut und angeordnet, um danach eine zweite Federrückstellkraft auf das versetzte Element anzulegen, die dazu neigt, das versetzte Element in seine zweite Umfangsrichtung zu bewegen, um das Abtriebselement in seine erste Antriebsdrehrichtung zu drehen. Als Ergebnis gewährleistet die Federstruktur eine Federrückstellung unabhängig davon, in welche Drehrichtung der Motor die Ausgangswelle dreht, und versieht den Antrieb daher mit seiner erwünschten beidseitigen Verwendbarkeit mit Federrückstellung in jeder Betriebsrichtung.
Es wird ein beidseitiger Drehtürantrieb zum Steuern der Drehbewegungen einer Tür bereitgestellt, die sich um eine allgemein vertikale Türachse aus einer geschlossenen Stellung in eine geöffnete Stellung dreht. Der Drehtürantrieb umfasst ein Abtriebselement, das in erste und zweite Antriebsdrehrichtungen um eine Abtriebselementachse drehbar ist. Das Abtriebselement ist aufgebaut und angeordnet, um mit der Tür operativ verbunden zu sein, so dass die Drehung des Abtriebselements die Tür um ihre Türachse dreht. Ein Umkehrmotor ist mit dem Abtriebselement gekoppelt. Der Motor ist aufgebaut und angeordnet, um das Abtriebselement in eine gewählte von der ersten und zweiten Antriebsdrehrichtung zu drehen. Ein Mitnehmerelement ist so mit dem Abtriebselement verbunden, dass das Anlegen einer Kraft auf das Mitnehmerelement das Abtriebselement um die Abtriebselementachse dreht. Eine Nockenstruktur steht in einer mitnehmenden Beziehung mit dem Mitnehmerelement im Eingriff.
Eine Türrückstellkompressionsfederstruktur, die in Bezug auf die Nockenstruktur in kraftanlegender Beziehung so angeordnet ist, dass der Betrieb des Motors, um das Abtriebselement in seine erste Antriebsdrehrichtung zu drehen, bewirkt, dass das Mitnehmerelement die Nockenstruktur mitnimmt, um die Nockenstruktur so zu bewegen, dass die Federstruktur zu gespannt wird. Die Federstruktur ist aufgebaut und angeordnet, um danach eine erste Federrückstellkraft auf die Nockenstruktur anzulegen, die dazu neigt, zu bewirken, dass die Nockenstruktur das Mitnehmerelement mitnimmt, um das Abtriebselement in seine zweite Drehrichtung zu drehen. Die Türrückstellkompressionsfederstruktur ist in Bezug auf die Nockenstruktur in kraftanlegender Beziehung so angeordnet, dass der Betrieb des Motors, um das Abtriebselement in seine zweite Antriebsdrehrichtung zu drehen, bewirkt, dass das Mitnehmerelement die Nockenstruktur mitnimmt, um die Nockenstruktur so zu bewegen, dass die Federstruktur zu gespannt wird. Die Federstruktur ist aufgebaut und angeordnet, um danach eine zweite Federrückstellkraft auf die Nockenstruktur anzulegen, die dazu neigt, zu bewirken, dass die Nockenstruktur das Mitnehmerelement mitnimmt, um das Abtriebselement in seine erste- Drehrichtung zu drehen.
Der Vorteil eines beidseitigen Türantriebs nach einem der beiden obigen Aspekte der Erfindung ist, dass er den Einbau des Türantriebs in eine Türanordnung erlaubt, die für die Links- oder Rechtsdrehung ausgelegt ist, und dass er in einer Türanordnung verwendet werden kann, in welcher die motorbetriebene Türöffnung aus ihrer geschlossenen Richtung in beide Richtungen erfolgt.
Es wird ein Drehtürantrieb zum Steuern der Drehbewegungen einer Tür bereitgestellt, die um eine allgemein vertikale Türachse aus einer geschlossenen Stellung in eine geöffnete Stellung gedreht wird. Der Antrieb umfasst ein Abtriebselement, das um eine Abtriebselementachse drehbar ist. Das Abtriebselement ist aufgebaut und angeordnet, um mit der Tür operativ verbunden zu sein, so dass die Drehung des Abtriebselements um die Abtriebselementachse die Tür um ihre Türachse dreht. Ein Motor ist mit dem Abtriebselement gekoppelt. Der Motor ist aufgebaut und angeordnet, um das Abtriebselement um die Abtriebselementachse zu drehen, so dass das Abtriebselement die Tür um ihre Türachse dreht, wenn das Abtriebselement mit der Tür operativ verbunden ist. Ein Mitnehmerelement ist so mit dem Abtriebselement verbunden, dass das Anlegen einer Kraft auf das Mitnehmerelement das Abtriebselement um die Abtriebselementachse dreht. Eine Nockenstruktur weist eine Nockenfläche auf, die mit dem Mitnehmerelement in einer mitnehmenden Beziehung im Eingriff steht.
Eine Türrückstellkompressionsfederstruktur ist in Bezug auf die Nockenstruktur in kraftanlegender Beziehung angeordnet. Die Nockenstruktur und das Mitnehmerelement sind so aufgebaut und angeordnet, dass der Betrieb des Motors, um das Abtriebselement in seine erste Drehrichtung zu drehen und die Tür in einer erste Türöffnungsrichtung um die Türachse zu drehen, bewirkt, dass das Mitnehmerelement die Nockenfläche mitnimmt, wodurch die Nockenstruktur sich bewegt, um die Kompressionsfederstruktur zu spannen. Die Kompressionsfederstruktur ist aufgebaut und angeordnet, um danach eine erste Federrückstellkraft auf die Nockenstruktur anzulegen, die dazu neigt, zu bewirken, dass die Nockenfläche das Mitnehmerelement mitnimmt, um das Abtriebselement in seine zweite Drehrichtung zu drehen, die seiner ersten Drehrichtung entgegengesetzt ist, und die Tür, die operativ damit verbunden ist, um ihre Türachse in eine zweite Türdrehrichtung zu drehen, die der ersten Türdrehrichtung entgegengesetzt ist.
Es wird ein Automatiktüranordnung bereitgestellt, umfassend eine Rahmenanordnung, eine Tür, die um eine allgemein vertikale Türachse aus einer geschlossenen Stellung in die motorbetriebene Türöffnungsrichtung und die manuell betriebene Ausbruchstüröffnungsrichtung gedreht wird, den Türantrieb, wie oben beschrieben, ein Eingabegerät, das betreibbar ist, um auf die Erkennung des Vorhandenseins eines Gegenstands benachbart zur Türanordnung hin ein Türöffnungssignal zu senden, und ein Steuergerät, das mit dem Eingabegerät verbunden ist. Das Steuergerät ist betreibbar, um das Türöffnungssignal vom Eingabegerät zu empfangen und darauf ansprechend den Betrieb des Motors des Türantriebs zu steuern, um zu bewirken, dass der Türantrieb die Tür in ihre motorbetriebene Türöffnungsrichtung dreht.
Ein Problem bei konventionellen Drehtürantrieben ist, das sie schwer und oft kostspielig zu warten sind. Um zum Beispiel den Motor des Antriebs zu warten, muss ein Techniker den Antrieb aus der Türanordnung ausbauen und das Antriebsgehäuse zerlegen, um Zugang zum Motor zu erhalten. Angesichts der Tatsache, dass die mit der Wartung des Motors selbst verbrachte Zeit im Vergleich zu der Zeit, die für den Ausbau des Antriebs und die Zerlegung seines Gehäuses benötigt wird, relativ kurz ist, ist dies ein zeitraubender Vorgang. Im Falle eines durchgebrannten Motors zum Beispiel muss der Techniker den alten Motor entnehmen und diesen sehr schnell durch einen neuen ersetzen, wird aber letztendlich wesentlich mehr Zeit mit dem Ausbau des Antriebs, der Zerlegung seines Gehäuses, dem Wiederzusammenbau des Gehäuses und dem Wiedereinbau des Antriebs verbringen. Daher besteht ein Bedarf nach einem Türantrieb, der eine verbesserte Wartbarkeit aufweist, um eine einfachere und schnellere Wartung zu ermöglichen.
Es wird ein Türantrieb bereitgestellt, umfassend ein drehbares Abtriebselement, das aufgebaut und angeordnet ist, um operativ mit der Tür verbunden zu sein, so dass die Drehung des Abtriebselements die Tür zwischen ihrer geöffneten und geschlossenen Stellung bewegt. Ein Gehäuse des Antriebs weist eine Öffnung auf, die den Zugang zum Inneren des Gehäuses erlaubt. Der Antrieb umfasst zudem einen Motor, der in einer Betriebsposition im Inneren des Gehäuses angeordnet ist, wobei der Motor das Abtriebselement dreht, wodurch die Tür zwischen ihrer geöffneten und geschlossenen Stellung bewegt wird. Der Motor und die Öffnung des Gehäuses sind relativ zueinander so konfiguriert, dass der Motor aus seiner Betriebsposition durch die Öffnung nach außen entnommen werden kann, um den Motor ohne Zerlegung des Gehäuses zu warten. Der Motor und die Öffnung des Gehäuses sind relativ zueinander auch so konfiguriert, dass der Motor durch die Öffnung hinein eingeführt wird, um den Motor wieder in seine Betriebsposition im Inneren des Gehäuses anzuordnen.
In der bevorzugten Ausführungsform dieses Aspekts der Erfindung ist ein lösbares Befestigungsmittel durch die Öffnung des Gehäuses von außen zugänglich. Das Befestigungsmittel ist aufgebaut und angeordnet, um durch die Öffnung wahlweise auf motorlösende Weise manipuliert zu werden, um die Entnahme des Motor aus seiner Betriebsposition zu ermöglichen, und auf motorsichernde Weise, um den Motor in seiner Betriebsposition im Inneren des Gehäuses auf zuverlässige Weise zu befestigen.
Es wird ein Verfahren zur Wartung eines Türantriebs bereitgestellt, umfassend (a) ein drehbares Abtriebselement, das, auf gebaut und angeordnet ist, um operativ mit der Tür verbunden zu sein, so dass die Drehung des Abtriebselements die Tür zwischen ihrer geöffneten und geschlossenen Stellung bewegt; (b) ein Gehäuse mit einer Öffnung, die den Zugang zum Inneren des Gehäuses erlaubt; und (c) einen eingebauten Motor, der im Inneren des Gehäuses in einer Betriebsposition angeordnet ist, wobei der Motor so mit dem das Abtriebselement gekoppelt ist, dass der Betrieb des Motors das Abtriebselement dreht, wodurch die Tür zwischen ihrer geöffneten und geschlossenen Stellung bewegt wird, der eingebaute Motor und die Öffnung des Gehäuses relativ zueinander so konfiguriert sind, dass der Motor durch die Öffnung nach außen entnommen werden kann, um den Motor ohne Zerlegung des Gehäuses zu warten. Der Verfahren nach diesem Aspekt der Erfindung umfasst das Lösen des eingebauten Motors, um die Entnahme des eingebauten Motors aus seiner Betriebsposition zu ermöglichen; das Entnehmen des gelösten Motors aus seiner Betriebsposition durch die Öffnung des Gehäuses nach außen, ohne das Gehäuse zu zerlegen; das Bereitstellen eines Einbaumotors, wobei der Einbaumotor und die Öffnung des Gehäuses relativ zueinander so konfiguriert sind, damit der Einbaumotor durch die Öffnung nach innen eingeführt werden kann, so dass der Einbaumotor in seine Betriebsposition im Inneren des Gehäuses so eingebaut werden kann, dass der Einbaumotor mit dem Abtriebselement des Antriebs gekoppelt ist, damit der Betrieb des Einbaumotors das Abtriebselement dreht, um die Tür zwischen ihre geöffnete und geschlossene Position zu bewegen; und das Sichern des eingebauten Einbaumotor in der Betriebsposition im Inneren des Gehäuses.
Die Bereitstellung des Einbaumotors kann entweder durch Wartung des gelösten Motors oder durch Bereitstellen eines Austauschmotors erfolgen. Die Wartung des gelösten Motors kann die Inspektion des gelösten Motors, die Reparatur des gelösten Motors oder beides umfassen. Bei der Inspektion kann bestimmt werden, ob der gelöste Motor zwar beschädigt ist, aber (nicht) repariert werden sollte (d.h., weil er nicht reparierbar ist oder weil die Reparaturkosten angesichts der Kosten der Bereitstellung eines Austauschmotors nicht vertretbar sind), und dann kann der Wiedereinbau mit einem Austauschmotor vorgesehen werden.
Die US-Patentschrift Nr. 5.386.885 offenbart einen Türantrieb mit einer Torsionsfeder, die während der Türöffnung aufgewickelt wird, um Energie zu speichern, und die danach diese gespeicherte Energie wieder abgibt, indem sie sich abwickelt, um eine Mitnehmerscheibe so zu bewegen, dass eine Drehbewegung der Tür in ihre Schließrichtung erfolgt. Das hintere Spirale der Feder ist in an eine Tragscheibe befestigt, die gedreht werden kann, um die Torsionsfeder durch Auf- oder Abwickeln derselben zu spannen oder zu lockern, um die Menge der angelegten Federkraft zu regeln. Doch die Tragscheibe bleibt während ihrer Drehung in der gleichen axialen Position in Bezug auf die Feder. Daher eignet sich diese Anordnung nicht zur Einstellung der Federkraft in einem Antrieb, in dem als Rückstellfeder eine Kompressionsfeder statt einer Torsionsfeder verwendet wird, um die federbetriebene Türbewegung durchzuführen, da sie die Feder nicht durch Kompression oder Dehnung spannt, was die Weise ist, auf die eine Kompressionsfeder funktioniert, um die Türbewegung durchzuführen. Daher besteht ein Bedarf nach einer einfachen und effektiven Anordnung zur Einstellung der Federkraft in einem Türantrieb, in dem die Federkraft nicht durch eine Torsionsfeder, sondern durch eine Kompressionsfeder bereitgestellt wird.
Es wird ein Türantrieb bereitgestellt, umfassend ein drehbares Abtriebselement, das aufgebaut und angeordnet ist, um operativ mit der Tür so verbunden zu sein, dass die Drehung des Abtriebselements die Tür zwischen ihrer geöffneten und geschlossenen Stellung bewegt. Ein Motor ist so mit dem Abtriebselement gekoppelt, dass der Betrieb des Motors das Abtriebselement dreht, wodurch die Tür zwischen ihrer geöffneten und geschlossenen Stellung bewegt wird. Eine türbewegende Kompressionsfederstruktur ist in Bezug auf das Abtriebselement in einer federkraftanlegenden Beziehung so angeordnet, dass der Betrieb des Motors, um das Abtriebselement in seine erste Drehrichtung zu drehen, um die Tür sich in eine erste Türbewegungsrichtung zu bewegen, die Federstruktur spannt. Die Federstruktur ist aufgebaut und angeordnet, um danach eine Federkraft auf das Abtriebselement anzulegen, die dazu neigt, das Abtriebselement in eine zweite Drehrichtung zu drehen, die der ersten Drehrichtung entgegengesetzt ist, um die Tür, die operativ damit verbunden ist, in eine zweite Türbewegungsrichtung zu bewegen, die der ersten Türbewegungsrichtung entgegengesetzt ist. Der Türantrieb umfasst auch ein auf selektive Weise verstellbares Federkrafteinstellelement, das operativ mit der Kompressionsfederstruktur verbunden ist, wobei das Federkrafteinstellelement auf selektive Weise in der allgemeinen Längsrichtung der Federstruktur über einen Bereich von Einstellpositionen hinweg verschiebbar ist, um ein Maß zu regeln, auf das die Feder bei der Bewegung der Tür in ihrer erste Türbewegungsrichtung gespannt wird, wodurch die Menge der Federkraft, von der Federstruktur bei der Drehung in die zweite Drehrichtung auf das Abtriebselement des Antriebs angelegt wird, auf selektive Weise eingestellt werden kann.
Es wird ein Verfahren zur Einstellung der Federkraft in einem Türantrieb bereitgestellt, umfassend (a) ein drehbares Abtriebselement, das um eine Abtriebselementachse gedreht werden kann, wobei das Abtriebselement aufgebaut und angeordnet ist, um operativ mit der Tür verbunden zu sein, so dass die Drehung des Abtriebselements die Tür zwischen ihrer geöffneten und geschlossenen Stellung bewegt; (b) einen Motor, der so mit dem Abtriebselement gekoppelt ist, dass der Betrieb des Motors das Abtriebselement dreht, wodurch die Tür zwischen ihrer geöffneten und geschlossenen Stellung bewegt wird; (c) eine türbewegende Kompressionsfederstruktur, die in Bezug auf das Abtriebselement in einer federkraftanlegenden Beziehung angeordnet ist, (so dass) der Betrieb des Motors, um das Abtriebselement in seine erste Drehrichtung zu drehen, um die Tür in eine erste Türbewegungsrichtung zu bewegen, die Federstruktur spannt, wobei die Federstruktur aufgebaut und angeordnet ist, um danach eine Federkraft auf das Abtriebselement anzulegen, die dazu neigt, das Abtriebselement in eine zweite Drehrichtung zu drehen, die der ersten Drehrichtung entgegengesetzt ist, um die Tür, die operativ damit verbunden ist, in eine zweite Türbewegungsrichtung zu bewegen, die der ersten Türbewegungsrichtung entgegengesetzt ist; und (d) ein auf selektive Weise bewegliches Federkrafteinstellelement, das operativ mit der Kompressionsfederstruktur verbunden ist, wobei das Federkrafteinstellelement auf selektive Weise in der allgemeinen Längsrichtung der Federstruktur über einen Bereich von Einstellpositionen hinweg verschiebbar ist, um ein Maß zu regeln, auf das die Feder bei der Bewegung der Tür in ihre erste Türbewegungsrichtung gespannt wird. Das Verfahren dieses Aspekts umfasst das Verschieben der Kompressionsfederstruktur in eine gewählte Position innerhalb des Bereichs von Einstellpositionen, um die Menge der Federkraft einzustellen, die von der Federstruktur während der Drehung in die zweite Drehrichtung auf das Abtriebselement des Antriebs angelegt wird.
Es ist bekannt, in Türantrieben ein oder mehrere Anschlagelemente vorzusehen, um den Drehbereich des Abtriebselements zu begrenzen, wodurch der Bereich der Drehbewegung der Tür begrenzt wird, mit welcher es verbunden ist. Die US-Patentschrift Nr. 4.727.679 offenbart ein Paar solcher Anschlagelemente bei 90 und 92 in ihren Zeichnungen. Doch oft ist es wünschenswert, den Bereich der Drehbewegung zu vergrößern und zu verkleinern, wenn die Bedingungen in der Umgebung der Türanordnung sich ändern. Zum Beispiel kann ein Ladenbesitzer wünschen, eine Warenauslage neben der Türanordnung aufzustellen, und dass der Drehbereich der Tür verringert wird, um zu verhindern, dass sie gegen die Auslage stößt. Das Patent '679 stellt keine einfache Methode bereit, um den Bereich von Drehbewegungen an solch eine Situation anzupassen.
Um diese Aufgabe zu erfüllen, wird ein Drehtürantrieb zum Steuern der Drehbewegungen einer Tür bereitgestellt, die um eine allgemein vertikale Türachse aus einer geschlossenen Stellung in eine geöffnete Stellung gedreht wird. Der Antrieb umfasst ein drehbares Abtriebselement, das aufgebaut und angeordnet ist, um operativ mit der Tür verbunden zu sein, dass so die Drehung des Abtriebselements die Tür um ihre Türachse dreht. Ein Motor ist so mit dem Abtriebselement gekoppelt, dass der Betrieb des Motors das Abtriebselement dreht, wodurch die Tür durch den Bereich ihrer geöffneten Positionen gedreht wird. Ein erstes Anschlagelement ist operativ so mit dem Abtriebselement des Antriebs verbunden, dass die Drehung des Abtriebselements das erste Anschlagelement dreht. Ein zweites Anschlagelement ist benachbart zum Abtriebselement befestigt. Das zweite Anschlagelement ist so aufgebaut und angeordnet, dass das erste Anschlagelement während der Drehung des Abtriebselements mit dem zweiten Anschlagelement im Eingriff steht, um die Weiterdrehung des Abtriebselement zu verhindern, wodurch ein Drehbewegungsbereich des Abtriebselement begrenzt wird und damit der Bereich der geöffneten Positionen begrenzt wird, durch welche die Tür sich dreht. Das erste und zweite Anschlagelement sind aufgebaut und angeordnet, um in einem Einstellpositionsbereich relativ zueinander auf verstellbare Weise bewegt zu werden und in einer gewählten (Position) im Einstellpositionsbereich befestigt zu werden, wodurch der Bereich eingestellt wird, durch den die Drehbewegung des Abtriebselements zugelassen wird und damit der Bereich der geöffneten Positionen eingestellt wird, durch den die Tür sich dreht.
Ein weiterer Nachteil bei konventionellen Drehtürantrieben ist die Schwierigkeit, die mit der Einstellung der Kontaktelemente verbunden ist, welche die Kontaktschalter kontaktieren, um dem Steuergerät bestimmte Türstellungen anzuzeigen. Gewöhnlich sind diese Kontaktelemente exzentrische Nocken, die sich zusammen mit dem Abtriebselement drehen. Doch diese Kontaktelemente sind beim Einbau des Antriebs schwer zugänglich. Deshalb ist die korrekte Anordnung der Kontaktelemente in Bezug auf die Schalter und Bewegungsbereich der Tür während der Installation schwer zu erreichen. Die US-Patentschrift Nr. 5.221.239, die hiermit in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird, veranschaulicht einen Türantrieb des Stands der Technik mit einem oberen Gehäuse, das über dem Hauptgehäuse angeordnet ist. Der Zugang zu diesen Schaltnocken erfordert die Abnahme des oberen Gehäuses, um die Einstellung bei der Installation der Tür durchzuführen.
Es wird ein Drehtürantrieb zur Verwendung in Verbindung mit einem Steuergerät zum Steuern der Drehbewegungen einer Tür bereitgestellt, die um eine allgemein vertikale Türachse durch einen Bereich von geöffneten Stellungen gedreht wird. Der Drehtürantrieb dieses Aspekts umfasst ein Außengehäuse und ein drehbares Abtriebselement, das vom Gehäuse aus nach außen verläuft. Das Abtriebselement ist aufgebaut und angeordnet, um operativ mit der Tür verbunden zu sein, so dass die Drehung des Abtriebselements die Tür um ihre Türachse dreht. Ein Motor ist so mit dem Abtriebselement gekoppelt, dass der Betrieb des Motors das Abtriebselement dreht, so dass die Tür durch den Bereich ihrer geöffneten Positionen gedreht wird. Der Motor ist mit dem Steuergerät verbindbar, um dem Steuergerät die Steuerung des Motorbetriebs zu erlauben. Ein Kontaktschalter ist außerhalb des Gehäuses montiert und so mit dem Steuergerät verbindbar, dass bei Kontakt des Schalters ein Kontaktsignal an das Steuergerät gesendet wird. Ein Kontaktelement ist außerhalb des Gehäuses benachbart zum Kontaktschalter angebracht und stellt eine Kontaktschalter-Kontaktfläche dar. Das Kontaktelement ist operativ mit dem Abtriebselement so verbunden, dass die Drehung des Abtriebselements, um die Tür durch ihren geöffneten Stellungsbereich zu drehen, die Bewegung des Kontaktelements durch einen entsprechenden Bereich von Kontaktelementpositionen beeinflusst. Das Kontaktelement ist aufgebaut und angeordnet, um ihre Kontaktfläche während der Bewegung durch den Bereich von Kontaktelementpositionen mit dem Kontaktschalter in Kontakt zu bringen, um zu bewirken, dass der Kontaktschalter das Kontaktsignal an das Steuergerät sendet, wodurch dem Steuergerät eine entsprechende Stellung der Tür im Bereich der geöffneten Stellungen angezeigt wird, die zum Steuern des Motorbetriebs verwendet wird. Das Kontaktelement ist vom Äußeren des Gehäuses aus relativ zum Abtriebselement verstellbar, um die Wahl der Position innerhalb des Bereichs der Kontaktelementpositionen, bei welcher die Kontaktfläche des Kontaktelements mit dem Kontaktschalter in Kontakt kommt, in Bezug auf den Bereich der geöffneten Stellungen der Tür zu ermöglichen.
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung, den beiliegenden Zeichnung und den Ansprüchen hervor.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Drehtürantriebs, der den Prinzipien der vorliegenden Erfindung entsprechend aufgebaut ist, wobei die Perspektive von der Oberseite des Antriebs aus gesehen ist;
2 ist eine perspektivische Ansicht des Antriebs von 1, wobei die Perspektive von der Unterseite des Antriebs aus gesehen, ist;
3 ist eine perspektivische Ansicht ähnlich wie in 1, wobei das Gehäuse des Antriebs als Phantomzeichnung dargestellt ist, um die inneren Bauteile des Antriebs zu veranschaulichen;
4 ist eine auseinandergezogene Ansicht des Antriebs von 1, mit den oberen und unteren Hälften des Motor/Untersetzungsgetriebegehäuseabschnitts, die getrennt sind, und den darin befindlichen Komponenten, die zerlegt sind, wobei die Perspektive von der Oberseite des Antriebs aus gesehen ist;
5 ist eine auseinandergezogene Ansicht der Komponenten, die der Unterseite des Abtriebsanordnungsgehäuseabschnitts zugehörig sind, einschließlich Komponenten der Abtriebsanordnung, des verstellbaren Anschlagelements und der Schaltelement-Module, wobei die Perspektive von der Unterseite des Abtriebsanordnungsgehäuseabschnitts aus gesehen ist;
6 ist eine auseinandergezogene Ansicht der Komponenten, die dem Inneren des Abtriebsanordnungsgehäuseabschnitts zugehörig sind, einschließlich Komponenten der Abtriebsanordnung und der Nockenstruktur, wobei die Perspektive von der Oberseite des Abtriebsanordnungsgehäuseabschnitts aus gesehen ist und die obere Deckplatte zur besseren Veranschaulichung abgenommen wurde;
7 ist eine Querschnittsansicht längs durch den Antrieb entlang der Achse des Motors;
8 ist eine perspektivische Ansicht des Gleichstrommotors, der im erfindungsgemäßen Antrieb verwendet wird, wobei die Perspektive von der Rückseite des Motors aus gesehen ist;
9 ist eine perspektivische Ansicht des Gleichstrommotors von 8, wobei die Perspektive von der Vorderseite des Motors aus gesehen ist;
10 ist eine auseinandergezogene Ansicht eines Untersetzungsgetriebes, das im erfindungsgemäßen Antrieb verwendet wird, die die kompakte Planetenradanordnung, die darin eingebaut ist, deutlich darstellt;
11 ist eine Querschnittsansicht des Untersetzungsgetriebes von 10;
12a ist eine perspektivische Ansicht einer Nockenstruktur und eines Mitnehmerelements der Abtriebsanordnung, die im erfindungsgemäßen Antrieb verwendet wird, wobei die Nockenstruktur und das Mitnehmerelement im Zustand mit der Tür in der geschlossenen Stellung dargestellt sind;
12b ist eine perspektivische Ansicht ähnlich wie 12a, wobei die Nockenstruktur und das Mitnehmerelement im Zustand mit der Tür dargestellt sind, die um Grad aus ihrer geschlossenen Stellung geöffnet wurde;
12c ist ein Profilaufriß, der die Kerbe auf der Unterseite der Nockenstruktur und das Kraftaufnahmeelement auf dem Mitnehmerelement zeigt;
13 ist ein Graph, der die Menge der in der Schließungsrichtung der Tür angelegten Kraft (in Pfund) gegenüber der Gradzahl zeigt, um welche die Tür aus ihrer geschlossenen Stellung gedreht wird, wobei die Kraft entlang der vertikalen Achse dargestellt ist und die Gradzahl entlang der horizontalen Achse dargestellt ist;
14 ist eine perspektivische Ansicht einer Drehtüranordnung, in welcher der Antrieb von 1 verwendet werden kann;
15(a) ist ein Endaufriß eines erfindungsgemäßen Türantriebs mit einer alternativen Anschlaganordnung;
15(b) ist ein Profilaufriß des Antriebs von 15(a); und
15(c) ist eine Untenansicht des Antriebs von 15(a).
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Drehtürantriebs, der allgemein mit 10 angegeben ist und den Prinzipien der vorliegenden Erfindung entsprechend aufgebaut ist, wobei die Perspektive von der Oberseite des Antriebs aus gesehen ist. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht, die von der Unterseite des Antriebs 10 aus gesehen ist. Der Antrieb 10 weist ein gestanztes, metallenes Außengehäuse oder Gehäuse auf, das allgemein mit 12 angegeben ist, umfassend einen Motor/Untersetzungsgetriebegehäuseabschnitt, allgemein mit 14 angegeben, und einen Abtriebsanordnungsgehäuseabschnitt, allgemein mit 16 angegeben. Der Motor/Untersetzungsgetriebegehäuseabschnitt 14 weist obere und untere Gehäusehälften 18, 20 auf, die jeweils durch eine Vielzahl von gewindeten Befestigungsmitteln 22 wie z.B. konventionelle Bolzen oder Schrauben an einem hinteren Endabschnitt des Abtriebsanordnungsgehäuseabschnitts 16 miteinander verbunden sind. Der Aufbau der oberen und unteren Gehäusehälften 18, 20 und die Art, wie sie am Abtriebsanordnungsgehäuseabschnitt 16 befestigt sind, ist am besten 4 zu entnehmen. Der Abtriebsanordnungsgehäuseabschnitt 16 umfasst eine untere Gehäuseschale 24 mit einer nach oben gewandten rechteckigen Öffnung und einer rechteckigen Deckplatte 26, die die Öffnung der unteren Schale 24 verschließt. Auch die Schale 24 und die Platte 26 sind durch eine Vielzahl von Befestigungsmitteln 22 miteinander verbunden. Der Aufbau der Deckplatte 26 und der unteren Gehäuseschale 24 ist am besten aus 5 und 6 zu ersehen. Ein Satz Gewindebohrungen 28 ist auf dem Gehäuse 12 vorgesehen, damit der Antrieb 10 in seine Betriebsposition oberhalb einer Drehtür (nicht gezeigt) befestigt werden kann. Der Antrieb 10 kann direkt über der Tür in deren Türpfosten oder in einer seitlich verlaufenden Blende eingebaut werden, die am Rahmen 504 der Automatiktüranordnung 500 vorgesehen ist (siehe 14), kann aber versetzt sein und seitlich von der Tür weg verlaufen, je nach räumlichen Einschränkungen.
Ein Abtriebselement 30 des Antriebs verläuft von der unteren Gehäuseschale 24 des Gehäuseabschnitts 16 nach unten und ist um eine Abtriebselementachse drehbar. Das Abtriebselement 30 weist einen langen Antriebsritzelabschnitt 31 auf, der aufgebaut und angeordnet ist, um operativ direkt mit einer Drehtür 506 (in 14 gezeigt) verbunden zu sein, die sich um eine vertikal verlaufende Türachse in Öffnungs- und Schließrichtungen vor und zurück dreht. Die Verbindung zwischen der Tür 506 und dem Abtriebselement 30 kann indirekt sein, über eine dazwischenliegende Verbindung wie z.B. ein Zahnrad, eine Welle oder einen Gelenkarm; oder sie kann direkt sein. Um den Antrieb direkt mit der Drehtür 506 zu verbinden, wird das Abtriebselement 30 in eine Bohrung (nicht gezeigt) eingeführt, die innere Zähne aufweist, die im oberen Abschnitt der Tür 506 koaxial zur Türachse geformt sind. Die Zähne des Abtriebselements 30 stehen mit den Zähnen, die im Inneren der Bohrung geformt sind, in einer fest im Eingriff stehenden Beziehung, so dass die Drehung des Abtriebselements 30 die Tür 506 um ihre Achse dreht und umgekehrt die Drehung der Tür 506 um ihre Achse das Abtriebselement 30 dreht. Das Ende des Abtriebselements 30 kann unterschiedlich geformt sein, um mit Türen 506 zusammenzuwirken, die verschiedene Typen von Bohrungen zur Aufnahme des Abtriebselement 30 aufweisen. Zum Beispiel können einige Türen eine ovale, ungezahnte Bohrung haben, weshalb es erforderlich wäre, ein Abtriebselement 30 mit einer entsprechenden ovalen Form vorzusehen.
Ein rotierendes Anschlagelement 32 (als Antriebsanschlagelement bezeichnet) mit einer innen gezahnten Bohrung 34 (die Bohrung ist am besten in 5 zu sehen) ist über dem äußeren Ende des Abtriebselements 30 montiert, wobei die inneren Zähne der Bohrung 34 mit den Zähnen auf der Außenseite eines Antriebsritzel- oder verkeilten Ab schnitts des Abtriebselements 30 fest im Eingriff stehen. Das Anschlagelement 30. dreht sich zusammen mit dem Abtriebselement 30 und weist eine exzentrische Konfiguration auf, die in Bezug auf die Achse des Abtriebselements 30 radial verläuft. Wie am besten in 4 zu sehen, weist das Anschlagelement 32 eine abrundete radiale Außenfläche 36 und ein paar allgemein radial verlaufende Seitenflächen 38 auf, die sich von der Außenfläche aus konisch zueinander hin verlaufen. Obwohl sie exzentrisch ist, ist die Konfiguration des Anschlagelements 32 allgemein in Bezug auf eine Mittellinie zwischen den Seitenflächen 30, radial zur Abtriebselementachse symmetrisch.
Ein verstellbares Anschlagelement 40 ist an der Unterseite der unteren Gehäusehälfte 20 des Abtriebsanordnungsgehäuseabschnitts 16 durch ein Paar Befestigungsmittel 42 befestigt. Der Gehäuseabschnitt 16 weist einen rechteckigen vertieften Raum 44 auf, in dem das Anschlagelement 40 eingebaut wird. Wie am besten in 5 zu sehen, ist eine feststehende gezahnte Struktur in Form einer Montageplatte 46 durch einen Satz Befestigungsmittel 47 in Form von Schrauben im Raum 44 befestigt. Die Montageplatte 46 weist eine gezahnte Fläche 48 mit Zähnen auf, die in Bezug auf die Abtriebsachse des Antriebs in einer allgemein radialen Richtung angeordnet sind, und ein Paar Gewindebohrungen zur Aufnahme der Befestigungsmittel 42. Auch das verstellbare Anschlagelement 40 weist eine gezahnte Fläche mit Zähnen auf (nicht gezeigt), die in Bezug auf die Abtriebsachse des Antriebs in einer allgemein radialen Richtung angeordnet sind und konfiguriert sind, um mit den Zähnen auf der Montageplatte 46 im Eingriff zu stehen, und einen Längsschlitz 50, durch den die Befestigungsmittel 42 eingeführt werden können. Das verstellbare Anschlagelement 40 wird fest eingebaut, indem es auf die Montageplatte 46 angeordnet wird, mit den Zähnen beider im Eingriff, und dann die Befestigungsmittel 42 durch den Schlitz 50 und in die Gewindebohrungen des Platte 46 eingeführt werden, und die Befestigungsmittel 42 schließlich angezogen werden, um das Anschlagelement 40 mit der Platte 46 zu verrasten, wobei die im Eingriff stehenden Zähne jede relative Bewegung dazwischen verhindern. Das Anschlagelement 40 ist aufgebaut und angeordnet, um über einen Bereich von Einstellpositionen hinweg in eine Richtung verschoben zu werden, die in Bezug auf die Abtriebselementachse allgemein radial verlaufen, indem die Befestigungsmittel 42 genügend gelöst werden, um die Zähne außer Eingriff bringen zu können, das Anschlagelement 40 zum rotierenden Anschlagelement 32 hin oder von diesem weg verschoben wird, und dann die Befestigungsmittel 42 wieder angezogen werden, um das Anschlagelement 40 in seiner neuen Position zu verrasten.
Während des Betriebs des Antriebs 10 dreht sich das rotierende Anschlagelement oder Antriebsanschlagelement 30 zusammen mit dem Abtriebselement 30 um die Abtriebselementachse. Diese Drehung tritt unabhängig davon auf, ob solch eine Drehung motorbetrieben ist, federbetrieben ist, oder das Ergebnis einer manuellen Drehung der Tür um ihre Achse bei einem Ausbruch ist. Wenn das Anschlagelement 30 sich dreht, stößt eine der Seitenflächen 38 davon gegen das verstellbare Anschlagelement 40 an, um die Weiterdrehung des Abtriebselement 30 und somit die Weiterdrehung der Tür 506 zu verhindern. Die zulässige Drehungsmenge wird durch die Anordnung des verstellbaren Anschlagelements 40 in seinem Einstellpositionsbereich bestimmt oder eingestellt. Je weiter radial nach innen das Anschlagelement 40 in Bezug auf die Abtriebselementachse verschoben wird (d.h., je näher zum rotierenden Anschlagelement hin), um so früher kommen die Seitenflächen 38 des rotierenden Anschlagelements 30 bei der Drehung mit dem Anschlagelement 40 in Kontakt, was einen engeren Drehbereich für die Tür 506 zur Folge hat. Umgekehrt, je weiter radial nach außen das Anschlagelement 40 in Bezug auf die Abtriebselementachse verschoben wird, um so später kommen die Seitenflächen 38 des rotierenden Anschlagelements 30 bei der Drehung mit dem Anschlagelement 40 in Kontakt, was einen weiteren Drehbereich für die Tür 506 zur Folge hat. Die symmetrische Konfigura tion des rotierenden Anschlagelements 30, insbesondere die Symmetrie der Seitenflächen 38, wird bevorzugt, um der Tür 506 ungeachtet der Drehrichtung beim Öffnen den gleichen Drehbereich zu verleihen. Der Drehbereich wird leicht angepaßt, indem die Befestigungsmittel 42 am verstellbaren Anschlagelement gelöst werden und das verstellbare Anschlagelement 42 in eine gewünschte Position verschoben wird.
Das rotierende Anschlagelement 30 muss nicht unbedingt symmetrisch sein. Bei bestimmten Anwendungen kann es erwünscht sein, einen breiten Drehbereich in einer Öffnungsrichtung und einen engeren Drehbereich in der entgegengesetzten Öffnungsrichtung zu haben. Bei solchen Anwendungen kann ein asymmetrisches Anschlagelement verwendet werden. Zur Anpassung an verschiedene Drehbereichsanforderungen ist das rotierende Anschlagelement 32 modular aufgebaut. Auf diese modulare Weise kann eine Anzahl verschiedener rotierender Anschlagelemente vorgesehen werden, und der Antrieb 10 kann als für eine bestimmte Anwendung ausgelegt markiert oder auf andere Weise codiert sein. Auf der Basis dieser Codierung wird das geeignete Anschlagelement 32 für die gewünschte Anwendung gewählt und an das Abtriebselement 30 montiert. Für Spezialanwendungen kann ein nach Kundenspezifikation angefertigtes Anschlagelement hergestellt und an das Abtriebselement 30 montiert werden.
Die Abtriebsanordnung 52 ist am besten in 3, 5 und 6 zu sehen. Die Abtriebsanordnung 52 umfasst das Abtriebselement 30, ein Mitnehmerelement 54, das um die Abtriebselementachse drehbar ist, das rotierende Anschlagelement 32, ein Eingangselement 56, das um eine Achse drehbar ist, die rechwinklig (d.h. radial) zur Abtriebselementachse verläuft, und ein rotierendes Kegelrad 58, das fest am Eingangselement 56 montiert ist, um mitgedreht zu werden. Das Mitnehmerelement 54 weist einen zugehörigen Satz Getriebezähne 60 auf, die an seiner Unterseite geformt sind, und das Kegelrad 58 weist einen zugehörigen Satz Getriebezähne auf. Diese Zahnsätze stehen in verzahnter Beziehung miteinander im Eingriff, um die Eingangs- und Abtriebselemente miteinander zu koppeln. Der lange Antriebsritzelabschnitt 31 des Abtriebselements 30 verläuft entlang der Abtriebselementachse nach unten, und ein Antriebsritzelverbindungsabschnitt 62 ist am gegenüberliegenden Ende des Abtriebselements 30 geformt. Das Mitnehmerelement 54 weist eine zentrale Bohrung auf, die mit einem innen Satz Zähnen 64 dadurch geformt ist. Der Verbindungsendabschnitt 62 des Abtriebselements 30 wird in die zentrale Bohrung eingeführt, wobei die Zähne 64 der Bohrung und die Getriebezähne des Verbindungsabschnitts 62 fest miteinander im Eingriff stehen. Als Ergebnis dieser Verbindung dreht die Drehung des Mitnehmerelements 54 das Abtriebselement 30, und umgekehrt dreht die Drehung des Abtriebselements 30 das Mitnehmerelement 54.
Die Abtriebsanordnung 52 umfasst auch drei Kontaktelemente in Form von Schaltnocken 66, 68, 70, die außerhalb des Außengehäuses 12 montiert sind, um sich zusammen mit dem Abtriebselement 30 zu drehen, ein Rollenlager 72 und eine Reihe von Drucklagern 74. Die untere Gehäuseschale 24 weist einen zylindrischen Aufnahmeabschnitt 76 auf, der von seiner unteren Wand aus verläuft. Eine Öffnung (nicht gezeigt) ist durch die untere Wand der unteren Gehäuseschale 24 im Aufnahmeabschnitt 76 koaxial mit der Abtriebselementachse geformt, um einen Wandabschnitt 78 zu definieren, der mit der unteren Wand der unteren Gehäuseschale 24, der von der Wand des zylindrischen Aufnahmeabschnitts 76 radial nach innen verläuft, fortlaufend ist. Beim Zusammenbau werden die Drucklager 74 im Inneren des Aufnahmeabschnitts 76 angeordnet, das Rollenlager 72 wird gegen die Scheiben 78 angelegt, und das Abtriebselement 30 wird dann durch die Lagerbuchse 72, die Drucklager 74 und die Öffnung im Wandabschnitt 78 eingeführt, wobei sein Verbindungsendabschnitt 72 in das Innere der unteren Gehäuseschale 24 hinein verläuft. Der Innendurchmesser des Rollenlagers 72 entspricht im Wesentlichen dem Außendurchmesser eines zentralen glatten, ungezahnten Abschnitts 80 des Abtriebselements 30, um zu gewährleisten, dass das Abtriebselement sich während der Drehung nicht radial bewegt oder „eiert". Auch die Drucklager 74 wirken, um einen Reibungsverschleiß am Abtriebselement 30 und am Wandabschnitt 78 des unteren Gehäuseabschnitts 24 zu vermeiden. Das Rollenlager 72 und die Drucklager 74 sind optional, werden aber bevorzugt, um den Verschleiß zu reduzieren und die Langlebigkeit der Komponenten zu erhöhen.
Ein allgemein zylindrischer Außenring 82, der einen breiten Durchmesserabschnitt 84 und einen engen Durchmesserabschnitt 86 aufweist, paßt über den Aufnahmeabschnitt 76, wobei der breite Durchmesserabschnitt 84 gleitend über dem Aufnahmeabschnitt 76 aufgenommen wird. Die Schaltnocke 70 weist eine allgemein zylindrische Bohrung auf, die über den breiten Durchmesserabschnitt des Außenrings preßgepaßt ist, und Schaltnocken 66 und 68 weisen eine allgemein zylindrische Bohrung auf, die über den engen Durchmesserabschnitt 86 preßgepaßt ist. Der Ring 82 wird so mit dem Anschlagelement 32 verzahnt, dass die Schaltnocken 66, 68, 70 sich gemeinsam mit dem Abtriebselement 30 und dem Anschlagelement 32 drehen. Eine Vielzahl von Kontaktschaltmodulen 236, 238, 240 und 241, die je einen Kontaktschalter einschließen, sind auf der Unterseite de Gehäuses 12 benachbart zum Abtriebselement 30 und den Schaltnocken 66, 68, 70 angeordnet. Während einer Drehung des Abtriebselements 30, um die Bewegung der Tür durch den Bereich ihrer geöffneten Stellungen zu bewegen, bewegen sich die Schaltnocken 66, 68, 70 jede durch einen entsprechenden Bereich von Kontaktelementpositionen. Jeder Schaltnocken 66, 68, 70 ist so aufgebaut und angeordnet, dass eine Kontaktfläche davon in einen zugehörigen Kontaktschalter eingreift, die jeweils mit dem Steuergerät (nicht gezeigt) der Türanordnung verbunden sind, um ein Kontaktsignal an das Steuergerät zu senden, dass der Schalter berührt oder „geschaltet" wurde. Dies zeigt dem Steuergerät die entsprechende Türstellung an, damit das Steuergerät den Betrieb des Motors anhand dieser Information über die Türstellung steuern kann. Der lange Antriebsritzelabschnitt 31 verläuft nach außen über die Schaltnocken 66, 68, 70 und das Anschlagelement 30 hinaus, das wie oben beschrieben daran angebracht ist.
Die vier Schaltmodule 236, 238, 240 und 242 sind an der unteren Gehäuseschale 24 auf benachbart zu den Schaltnocken 66, 68, 70 abnehmbare Weise befestigt. Jedes Schaltmodul umfasst einen konventionellen Relaiskontaktschalter, der während der Drehung des Abtriebselements 30 mit einem zugehörigen Schaltnocken in Eingriff kommt. Die Kontaktschalter sind durch Drähte, die in den Zeichnungen nicht gezeigt werden, mit dem Steuergerät verbunden. Die unteren zwei Schaltmodule 236, 238, die benachbart zum Anschlagelement 32 sind, kommen mit dem Schaltnocken 66 in Eingriff, wenn das Abtriebselement 30 beim Öffnen der Tür in der „Ausbruchsrichtung" gedreht wird – d.h., sich über die ganz geschlossene Stellung hinaus entgegen der Richtung dreht, in der die Tür normalerweise geöffnet wird. Wenn die Relaisschalter des zwei unteren Kontaktschaltmodule 236, 238 vom Schaltnocken geschaltet werden, unterbricht das Steuergerät die Stromversorgung zum Motor 116, um seinen Betrieb zu verhindern. Die meisten Bauvorschriften fordern dieses Merkmal, um zu verhindern, dass Personen den Motor aktivieren, während die Tür sich in einer Ausbruchsstellung befindet, damit die Tür sich nicht in die ganz geschlossene Stellung bewegt. Das Kontaktrelais des dritten Schalters 240, das zum zweiten unteren Schaltmodul 238 benachbart ist, kommt während seiner Drehung mit dem Schaltnocken 68 in Eingriff. Dieser Schalter wird durch den Schaltnocken 68 ausgelöst, wenn die Tür etwa 10 Grad von der ganz geschlossenen Stellung ist, und signalisiert dem Steuergerät, den Widerstand des Motors zu erhöhen, damit die letzten 10 Grad der Schließung entgegen dem erhöhten Motorwiderstand mit einer geringeren Geschwindigkeit erfolgt. Das obere Schaltmodul 242 ist ein Zusatzschaltmodul und kann für diverse Zwecke genutzt werden. Der Relaiskontakt des Schaltmoduls 242 kommt während der Drehung des Abtriebselements 30 mit dem Schaltnocken 66 in Eingriff. Eine beispielhafte Nutzung solch eines Zusatzschaltmoduls 242 ist es, dem Steuergerät die Zählung zu erlauben, wie oft die Tür geöffnet und geschlossen wurde. Verschiedene weitere Nutzungen gehen für den Fachmann hervor.
Jedes der Schaltmodule 236, 238, 240, 242 weist ein Paar Löcher auf, die dadurch geformt sind. Die Löcher der Module sind ausgerichtet, und ein Paar gewindeter Befestigungsmittel 244 befestigen die Schaltmodule 236, 238, 240, 242 auf abnehmbare Weise an der unteren Wand der unteren Gehäuseschale 24. Die Stelle und die Zugänglichkeit der Schaltmodule sind besonders vorteilhaft, da sie den einfachen Austausch von verschlissenen Modulen erlauben. Die Schalter in bekannten Antrieben sind schwer zugänglich und erfordern, dass der gesamte Antrieb aus (seiner Betriebsposition) oberhalb der Tür ausgebaut wird, um verschlissene Schalter zu ersetzen. In der Anordnung der vorliegenden Anwendung sind die Module 236, 238, 240, 242 auf dem Gehäuse 18 außen angeordnet und können ohne Ausbau des Antriebs 10 aus seiner Betriebsposition über der Tür ersetzt werden. Dies reduziert die Wartungszeit, die mit dem Austausch von verschlissenen Schaltern verbracht wird, und senkt die Gesamtwartungskosten.
Jeder der Schaltnocken 66, 68, 70 (d.h., die Kontaktelemente) ist relativ zum Abtriebselement 30 vom Äußeren des Gehäuses 12 aus verstellbar, um die Wahl der Position innerhalb des Bereichs von Kontaktelementpositionen, in der jede Kontaktfläche der Nocken 66, 68, 70 mit ihrem zugehörigen Kontaktschalter in Kontakt kommt, in Bezug auf den Bereich der geöffneten Stellungen der Tür zu erlauben. In der dargestellten Ausführungsform ist jeder Schaltnocken 66, 68, 70 auf dem Abtriebselement 30 zur Drehung damit befestigt, und jeder Kontaktschalter ist benachbart zum Abtriebselement 30 und seinem zugehörigen Nocken befestigt. Andere alternative Anordnungen werden in Betracht gezogen. Jeder Schaltnocken 66, 68, 70 ist so aufgebaut und angeordnet, dass die Verstellung jedes Schaltnockens 66, 68, 70 relativ zum Abtriebselement 30 durch Drehen der Nocken 66, 68, 70 um das Abtriebselement 30 erfolgt. Wie oben erwähnt, sind die Nocken 66, 68, 70 in einer Reibpassungsbeziehung auf dem Ring befestigt. Daher können die Kontaktelemente durch ihre Drehung relativ zum Ring 82 und zum Abtriebselement 30 jeweils relativ zum Abtriebselement 30 verstellt werden, mit einem Drehmoment, das ausreicht, um die Reibpassung zwischen dem Ring 82 und der Nockenbohrung zu überwinden.
Die Abtriebsanordnung 52 umfasst auch eine andere Reihe von Drucklagern 88, die über den Verbindungsendabschnitt 62 des Abtriebselements 30 angeordnet sind und mit der Innenseite des Wandabschnitts 78 im Eingriff stehen. Das allgemein kreisrunde Mitnehmerelement 54 ist wie oben beschrieben mit dem Verbindungsendabschnitt 62 verbunden. Der Verbindungsendabschnitt 62 weist eine Gewindebohrung 89 auf, die darin geformt ist, und das Mitnehmerelement 54 weist eine Schulterfläche 90 auf, die den Umfang der zentralen Bohrung mit Zähnen 64 umgibt. Ein gewindetes Befestigungsmittel 92 mit einem Kopf in der Form eines Bolzens ist in die Bohrung 89 eingeführt, wobei der Kopf des Befestigungsmittels 82 auf der Schulterfläche 90 aufliegt, um das Mitnehmerelement 54 zu befestigen. Wie bei den Drucklagern 74 sind die Drucklager 88 nicht notwendig, werden aber bevorzugt, um den Reibungsverschleiß zwischen dem Wandabschnitt 78 und der Unterseite des Mitnehmerelements 54 zu reduzieren.
Die Rückwand der unteren Gehäuseschale 24 weist einen allgemein zylindrischen Eingangsaufnahmeabschnitt 94 auf, der davon nach hinten verläuft, mit einer Öffnung 96, die dadurch geformt ist, um den Zugang zum Gehäuseabschnitt 16 zu gewähren. Das Kegelrad 58 ist am vorderen Ende 95 des Eingangselements 56 des Abtriebsanordnung fest angebracht. Bevorzugt sind das Innere des Kegelrad 58 und das Äußere des vorderen Endes 95 gezahnt und stehen fest miteinander im Eingriff, um solch eine feste Anbringung zu ermöglichen, doch auch andere sichere Verbindungen können verwendet werden. Das hintere Ende des Eingangselements 56 definiert einen Getriebeverbindungsabschnitt 98 in Form eines gezahnten Antriebsritzels. Der zentrale Abschnitt des Eingangselements 56 wird von einem Paar Lager 100, 102 drehbar getragen. Das Eingangselement 56 wird so in die Öffnung 96 des Aufnahmeabschnitts 94 eingebaut, dass das Kegelrad 58 in das Innere des Gehäuseabschnitts 16 angeordnet wird und die Zähne des Kegelrads 58 mit den Zähnen 60 auf der Unterseite des Mitnehmerelements 54 in eine ineinander eingreifende Beziehung in Eingriff gebracht werden. Der Verbindungsabschnitt 98 des Mitnehmerelements 54 verläuft nach hinten und ist durch die Öffnung 96 zugänglich. Als Ergebnis dieser Anordnung bewirkt die Drehung des Eingangselements 56 und des Kegelrads 58 um die Eingangselementachse, die allgemein rechtwinklig von der Abtriebselementachse abgeht, dass das Abtriebselement 30 über die im Eingriff stehenden Zahnradsätze um die Abtriebselementachse gedreht wird.
Das Mitnehmerelement 54 weist auch einen Stift 104 auf, der darauf befestigt ist und von der Abtriebselementachse radial beabstandet ist. Ein Nockenstößel 106 ist drehbar auf der Außenseite des Stifts 104 befestigt. Auch wenn der Nockenstößel 106 als drehbar dargestellt ist, wird in Betracht gezogen, dass der Nockenstößel entfallen könnte und der feststehende Stift 104 als Nockenstößel 106 fungieren könnte. Der drehbare Nockenstößel 106 wird bevorzugt, um den Reibungsverschleiß während eines mitnehmenden Betriebs zu verhindern, wie weiter unten ausführlicher erläutert. Der Stift 104 und der Nockenstößel 106 können einen versetzten Abschnitt bilden. Dieser versetzte Abschnitt ist nicht auf die Anordnung mit Stift 104 und der Nockenstößel 106 beschränkt, und jede Struktur kann verwendet werden, um den versetzten Abschnitt zu bilden. Eine Nockenstruktur 108 (in 12a und 12b komplett gezeigt) weist einen vorderen Endabschnitt 110 und ein Paar allgemein zylindrischer Verbindungsstangen 112 auf, die vom im Abtriebsgehäuseabschnitt 16 angeordneten vorderen Endabschnitt 110 nach hinten verlaufen. Die Verbindungsstangen 112 verlaufen durch ein Paar allgemein kreisrunder Öffnungen, die in der Rückwand der unteren Gehäuseschale 24 geformt sind, nach hinten. Ein Paar Muffen 114 passen über die Enden der Verbindungsstangen 112, die von der unteren Gehäuseschale 24 nach hinten verlaufen. Die Funktion dieser Nockenstruktur 108 wird weiter unten eingehender erläutert. Die obere Deckplatte 14 ist auf der Oberseite der unteren Gehäuseschale 24 befestigt, um die darin untergebrachten Komponenten vor Schäden und Fremdkörpern zu schützen.
8 und 9 zeigen einen konventionellen Gleichstrommotor 116. Der Gleichstrommotor weist ein zylindrisches Gehäuse 118 auf und wird, wie in 3 und 7 am besten zu erkennen, im Inneren einer allgemein zylindrischen Motor/Getriebehülle 120 aufgenommen, die ihrerseits im Motor/Getriebegehäuseabschnitt 14 des Gehäuses 12 aufgenommen wird. Das Gehäuse 118 weist eine allgemein kreisrunde Vorderwand 117 und eine allgemein kreisrunde Rückwand 119 auf, die durch konventionelle Befestigungsmittel wie z.B. Kopfschrauben daran befestigt sind. Solche konventionellen Motoren sind wohlbekannt, und daher werden die Details des Motors 116 nicht im einzelnen beschrieben. Es wird bevorzugt, dass der Motor 116 des Typs ist, dessen Drehung durch Umkehr der Polarität des dem Motor 116 zugeführten Stroms umgekehrt werden kann. Ein Steuergerät (nicht gezeigt) wird auf konventionelle Weise verwendet, um den Betrieb des Motors zu steuern und solch eine Polaritätsumschaltung durchzuführen. Die Verwendung solcher Steuergeräte für Türantriebe ist wohlbekannt, und daher wird solch ein Steuergerät hierin nicht ausführlich beschrieben. Ein Satz Drähte 121 verläuft vom hinteren Ende des Motors 116, und ein Anschlussstück 122 ist am freien Ende der Drähte 120 zum Anschluss an das Steuergerät vorgesehen.
Die Motorantriebswelle 124 verläuft durch das Gehäuse 118 und weist einen vorderen Endabschnitt 126 auf, der durch seine Vorderwand 117 verläuft, und einen hinteren Endabschnitt 128, der durch seine Rückwand 119 verläuft. Der vordere Endabschnitt 126 wird auf drehbare Weise von einem Lager 130 getragen, der preßgepaßt oder auf andere Weise in einer Öffnung befestigt ist, die durch die Vorderwand 126 geformt ist. Ein Motorabtriebselement 132 in Form eines Stirn- oder Ritzelrads ist am vorderen Endabschnitt 126 der Motorwelle 124 fest angebracht. Die Versorgung des Motors 116 mit einem Gleichstrom treibt die Motorwelle auf konventionelle Weise an, um das Motorabtriebselement 132 um eine Motorantriebsachse (auch Motorabtriebsachse genannt) zu drehen, die koaxial zur Welle 124 und rechtwinklig zur Abtriebselementachse des Antriebs verläuft. In der dargestellten Ausführungsform weisen das Eingangselement 56 der Abtriebsanordnung, das Getriebe 150 (unten beschrieben) und die Motorwelle 124 eine gemeinsame Achse auf; doch diese Elemente könnten auch um versetzte Achsen gedreht werden, und durch das Getriebe könnten zusätzliche Getrieberäder vorgesehen werden, um die geeignete Leistungsabgabe zu gewährleisten. Die dargestellte koaxiale Anordnung wird aus Platzgründen bevorzugt, und um die Notwendigkeit von zusätzlichen Getrieberädern und der damit verbundenen Teile- und Montagekosten zu beseitigen.
Ein allgemein kreisrundes Element 134 ist am hinteren Endabschnitt der Welle 124 zur Drehung damit befestigt. Das kreisrunde Element 134 weist Abschnitte aus magnetisiertem Material auf, die in der Umfangsrichtung um seinen Außenumfang herum in gleichmäßigen Inkrementen beabstandet sind. Ein Motormessgerät 136 ist durch ein Paar gewindeter Befestigungsmittel 138 an der Rückwand 119 des Motors befestigt. Drähte 140 verlaufen vom Messgerät 136 und weisen an ihrem freien Ende ein Anschlussstück 142 auf, das an das Steuergerät angeschlossen wird. Das Messgerät 136 umfasst einen Hallschen Sensor, der auf das magnetische Material im kreisförmigen Element 134 anspricht. Der Hallsche Sensor des Geräts 136 wirkt mit dem Steuergerät zusammen, um die Drehzahl des Motors 116 und die Bewegungsmenge der Tür um ihre Achse durch Messung der Umdrehungszahl des kreisförmi gen Elements 134 und der Geschwindigkeit dieser Umdrehungen zu bestimmen. Diese Information wird dann vom Steuergerät benutzt, um den Betrieb des Antriebs 10 auf eine Weise zu steuern, die dem Fachmann bekannt ist und daher hierin nicht detailliert wird.
Der Antrieb 10 umfasst auch ein Untersetzungsgetriebe, das allgemein mit 150 angegeben ist. Das Getriebe 150 umfasst ein allgemein zylindrisches Außengehäuse 152. Das Innere des Außengehäuses 150 ist mit einem Satz axial verlaufender Getriebezähne 154 verzahnt, die einen Zahnkranz definieren. Ein allgemein kreisförmiger vorderer Deckel 156 verschließt das vordere Ende des Gehäuses 152 und ist durch konventionelle Befestigungsmittel wie z.B. gewindete Schrauben 158 an das Gehäuse 152 befestigt. Ein allgemein kreisförmiger hinterer Deckel 160 verschließt das hintere Ende des Gehäuses 152 und ist durch konventionelle Befestigungsmittel wir z.B. gewindete Schrauben 158 an das Gehäuse 152 befestigt. Der vordere Deckel 156 weist eine zentrale Öffnung 162 auf, die Zugang zum Getriebeinneren gewährt, und der hintere Deckel 158 weist eine zentrale Öffnung 164 auf, die Zugang zum Getriebeinneren gewährt.
Drei Planetenradträger 166, 168, 170 sind im Inneren des Gehäuses 152 untergebracht. Jeder Planetenradträger 166, 168, 170 weist drei Planetenradmontagestifte 172, 174, 176 auf, die jeweils davon nach hinten verlaufen. Drei Sätze aus jeweils drei Planetenrädern, die allgemein mit 178, 180 und 182 angegeben sind, sind auf den Planetenradmontagestiften 172, 174, 176 jeweils auf drehbare Weise befestigt. Auch wenn die dargestellte Ausführungsform drei Träger zeigt, die je drei Planetenräder tragen, kann die Zahl der Träger, der Räder und die Durchmesser davon variiert werden, um das gewünschte Untersetzungsverhältnis zu erhalten. Das Verhältnis kann bei Anwendungen mit schwereren Türen, bei denen zur Drehung mehr Drehmoment benötigt wird, erhöht werden. Umgekehrt kann das Verhältnis bei Anwendungen mit leichteren Türen, bei denen zur Drehung kein sehr großes Drehmoment benötigt wird, verringert werden.
Jeder der Träger 166, 168, 170 weist auch ein Trägerabtriebselement 184, 186, 188 auf. Die Trägerabtriebselemente 186, 188 des hinteren und mittleren Trägers 168, 170 liegen in Form von integral geformten Antriebsritzeln vor, und das Abtriebselement 184 des vorderen Trägers 166 liegt in Form einer verzahnten Bohrung vor, die eine Reihe von axial verlaufenden Zähnen aufweist. Der hintere Planetenradsatz 182 ist auf Stiften 172 montiert, und der hintere Träger 170 ist im Inneren des Gehäuses benachbart zum hinteren Deckel 160 angeordnet, wobei eine ringförmige Metallscheibe 190 zwischen den Planetenrädern 182 und der Innenfläche des hinteren Deckels 160 angeordnet ist, um einen Reibungsverschleiß zu verhindern. Die Planetenräder des Satzes 182 stehen mit den Zähnen 154 im Eingriff, mit denen die Innenseite des Gehäuses 152 versehen ist. Wenn der Antrieb 10 zusammengebaut wird, wird das Motorabtriebselement 132 durch die Öffnung 164 des hinteren Deckels 160 eingeführt, und die Zähne des Motorabtriebselements 132 werden mit den Zähnen der Planetenräder des Satzes 182 in Eingriff gebracht. Als Ergebnis dieser Anordnung drehen sich die Planetenräder des Satzes 182 um ihre jeweiligen Achsen, wenn das Motorabtriebselement 132 auf drehende Weise vom Motor 116 angetrieben wird, und bewegen sich in einer mit den Getriebezähnen 154 des Gehäuses 152 im Eingriff stehenden Beziehung in der Umfangsrichtung um die Getriebeachse. Die Bewegung der Planetenräder des Satzes 182 in der Umfangsrichtung bewirkt, dass der hintere Träger 170 sich mit einer langsameren Geschwindigkeit um die Getriebeachse dreht als das Motorabtriebselement 132.
Die Räder des Planetenradsatzes 180 sind auf Stiften 174 montiert, und der mittlere Träger 168 ist benachbart zum hinteren Träger 170 angeordnet, wobei eine ringförmige Metallscheibe 192 zwischen den Planetenrädern 180 und der Vorderseite des hinteren Trägers 170 angeordnet ist, um Reibungsverschleiß zu verhindern. Die Planetenräder des Satzes 180 stehen mit den Zähnen des Abtriebselements 188 des hinteren Trägers 170 und den Innenzähnen 154 des Ge häuses 152 so im Eingriff, dass die Drehung des Planetenradträgers 170 die Drehung des Planetenräder des Satzes 180 um ihre jeweiligen Achsen bewirkt, was wiederum die Bewegung der Planetenräder des Satzes 180 in der Umfangsrichtung in Bezug auf die Getriebeachse in einer mit den Zähnen 154 (d.h., dem Zahnkranz) im Eingriff stehenden Beziehung bewirkt. Diese Bewegung in der Umfangsrichtung dreht den mittleren Träger 168 mit einer langsameren Geschwindigkeit um die Getriebeachse als den hinteren Planetenradträger 170.
Die Räder des Planetenradsatzes 178 sind auf Stiften 172 montiert, und der vordere Träger 166 ist benachbart zum mittleren Träger 168 angeordnet, wobei eine ringförmige Metallscheibe 194 zwischen den Planetenrädern 178 und der Vorderseite des mittleren Trägers 168 angeordnet ist, um Reibungsverschleiß zu verhindern. Die Planetenräder des Satzes 178 stehen mit den Zähnen des Abtriebselements 186 des mittleren Trägers 168 und den Innenzähnen 154 des Gehäuses 152 so im Eingriff, dass die Drehung des mittleren Planetenradträgers 168 die Drehung des Planetenräder des Satzes 178 um ihre jeweiligen Achsen bewirkt, was wiederum die Bewegung der Planetenräder des Satzes 180 in der Umfangsrichtung in Bezug auf die Getriebeachse in einer mit den Zähnen 154 im Eingriff stehenden Beziehung bewirkt. Wie zuvor bei den Trägern 168 und 170, dreht diese Bewegung in der Umfangsrichtung den vorderen Träger 168 mit einer langsameren Geschwindigkeit um die Getriebeachse als den mittleren Planetenradträger 168.
Wenn der Antrieb 10 zusammengebaut wird, wird der Verbindungsendabschnitt 98 auf der Eingangswelle 56 der Abtriebsanordnung durch die Öffnung 162 im vorderen Deckel aufgenommen und in das Abtriebselement 184 des vorderen Trägers 166 eingeführt. Die Zähne auf dem Verbindungsendabschnitt 98 greifen in einer fest ineinander eingreifenden Beziehung in die Zähne im Inneren des Abtriebselements 184 ein, so dass die Drehung des vorderen Trägers 166 das Eingangselement 56 dreht, das wiederum die Abtriebsanordnung 52 auf die oben beschriebene Weise dreht, um das Abtriebselement 30 des Antriebs zu drehen. Daher kann das Abtriebselement 184 des vorderen Trägers als Getriebeausgang betrachtet werden.
Da jedes aufeinanderfolgende Planetenrad sich langsamer dreht als das Abtriebselement, das seine Planetenräder dreht, ist die Umdrehungsgeschwindigkeit am Getriebeausgang erheblich langsamer als die Umdrehungsgeschwindigkeit des Motorabtriebselements 132. Als Ergebnis ist das Drehmoment am Getriebeausgang im Vergleich zum effektiven Drehmoment des Motors 116 höher. Dies erlaubt die Verwendung von Motoren mit hoher Drehzahl/niedrigem Drehmoment (die billiger und kleiner sind als Motoren mit niedriger Drehzahl/hohem Drehmoment) zum Antrieb von Türen mit Gewichten, die sie sonst nicht wirkungsvoll antreiben könnten.
Die Verwendung einer Planetenradanordnung im Untersetzungsgetriebe 150 wird als besonders vorteilhaft betrachtet, weil sie im Vergleich zu konventionellen Zahnstangengetrieben, die in konventionellen Türantrieben verwendet werden, ein kompakteres Design aufweist. Um bei konventionellen Türantrieben das Untersetzungsverhältnis eines Zahnstangengetriebes zu erhöhen, muss die Gesamtlänge der Zahnstange erhöht werden. Dies führt zu einer erhöhten Gesamtlänge des Antriebs, die aus Platzgründen oder aufgrund der Bauvorschriften für bestimmte Anwendungen ungeeignet sein kann. Bei einem Planetenradgetriebe kann das Untersetzungsverhältnis ohne signifikante Erhöhung der Länge des Getriebes stark erhöht werden, da eine größere Zahl von Ritzelzähnen in weniger Raum vorgesehen werden kann als in einer Zahnstangenanordnung. Zur Erhöhung des Untersetzungsverhältnisses kann zum Beispiel ein weiterer Träger und ein weiterer Satz Planetenräder in das Gehäuse eingebaut werden, und der einzige Unterschied in der axialen Länge, die erreicht würde, wäre die axiale Länge des zusätzlichen Rädersatzes und des zugehörigen Trägers. Dies ermöglicht gegenüber konventionellen Anordnungen größere Einsparungen im Gesamtraum des Antriebs. Ferner ist das Getriebe auch vorteilhaft, weil im Räderwerk keine Lager erforderlich sind, was die Kosten und die Montagearbeit erübrigt, die mit der Beschaffung und dem Einbau solcher Lager verbunden sind.
Ein anderer signifikanter Vorteil des Getriebes 150, das hierin dargestellt und beschriebenen wurde, ist, dass eine Vielfalt solcher Getriebe mit verschiedenen Untersetzungsverhältnissen auf modulare Weise in die Antriebe eingebaut werden können. Insbesondere wird in Betracht gezogen, dass auf dem Antrieb bei der Montage ein Strichcode oder eine Markierung angebracht wird. Diese Codierung oder Markierung gibt das geeignete Untersetzungsverhältnis oder die Teilenummer für das geeignete Getriebe an. Das Untersetzungsverhältnis kann auf der Basis der Anwendung gewählt werden, für die der Antrieb eingesetzt werden soll. Ein Hochlastbetrieb erfordert allgemein mehr Drehmoment, und daher ein höheres Untersetzungsverhältnis, und ein Niederlastbetrieb erfordert allgemein weniger Drehmoment und eine niedrigeres Untersetzungsverhältnis. Bei Niederenergie-Anwendungen verlangen Bauvorschriften, dass die Tür sich unter einer bestimmten Geschwindigkeit bewegt oder weniger als eine bestimmte Energiemenge führt. Bei solchen Niederenergie-Anwendungen wäre auch ein niedriges Drehmoment erwünscht, um zu gewährleisten, dass die Tür sich langsam bewegt, und daher wäre ein Getriebe mit niedrigem Untersetzungsverhältnis eine geeignete Wahl. Auf der Basis der Codierung oder Markierung, die den Typ des benötigten Getriebes angibt, kann das geeignete Getriebe manuell oder von einem automatisiertes System aus einem Bestand gewählt werden, der eine Vielfalt von Getrieben mit verschiedenen Untersetzungsverhältnissen umfasst, und in den Antrieb eingebaut werden.
Dieses modulare Montagekonzept ist bestehenden Herstellungsverfahren gegenüber besonders vorteilhaft. In aktuellen Herstellungsprozessen wird für jede Anwendung ein anderer Antrieb hergestellt, was eine Vielzahl von Montagelinien und eine Anzahl von verschiedenen Werkern oder mechanisierten Montagemaschinen erfordert, die ähnliche Aufgaben auf verschiedenen Linien erfüllen. Indem der Antrieb 10 auf modulare Weise montiert wird, können für jeden Antrieb dieselben Grundkomponenten verwendet werden, und gewisse Komponenten können aus einer gegebenen Vielfalt gewählt werden, um den Antrieb an eine bestimmte Anwendung anzupassen. Das Anschlagelement 132 und das Getriebe 150 sind zwei Komponenten, die oft die unterschiedlichsten Anforderungen haben und daher für dieses modulare Montagekonzept bestens geeignet sind. Auch bestimmte Komponenten der Nockenstruktur 108 können bei bestimmten Anwendungen stark variieren, und daher sind dieses modulare Montageprinzipien auch für die Montage der Nockenstruktur 108 gut geeignet, wie weiter unten zu ersehen ist.
Weil die Planetenradanordnung im vorliegenden Getriebe 150 solch ein hohes Untersetzungsverhältnis auf geringem Raum bereitstellt, ist es möglich, den Motor 116 und das Getriebe 150 zusammen ohne die Abtriebsanordnung 52 zu verwenden und ein Antriebselement des Antriebs, das dem Antriebselement 30 entspricht, direkt mit dem Getriebeausgang zu verbinden, so dass das Abtriebselement, das Getriebe und der Motor alle eine gemeinsame Achse haben. Das Abtriebselement kann dann direkt mit der Tür verbunden werden, koaxial zur Türachse. Es wird davon ausgegangen, dass es wegen der Platzprobleme, die mit dem Erreichen des geeigneten Untersetzungsverhältnisses im Getriebe einhergehen, keine axial montierten Antriebe auf dem Markt gegeben hat, die kommerziell erfolgreich waren. Die vorliegende Erfindung erreicht ein derart höheres Untersetzungsverhältnis pro eingenommenes Volumen, dass es möglich ist, den Türantrieb auf solch eine axial ausgerichtete Weise zu verwenden.
Zudem versieht das vorliegende Getriebe den Türantrieb 10 aufgrund des vorteilhaften Untersetzungsverhältnisses je Volumeneinheit auch mit einer ausreichenden Flexibilität zur Verwendung mit Schiebetüren. Zur Verwendung mit einer Schiebetür können der Motor 116 und das Getriebe 150 wieder ohne die Abtriebsanordnung 52 verwendet werden, und ein dem Abtriebselement 30 entsprechendes Abtriebselement kann wieder direkt mit dem Getriebe verbunden werden. Das direkt verbundene Abtriebselement kann dann mit einer Riemenscheibe verbunden werden (oder eine vorab damit verbundene Riemenscheibe aufweisen), die mit einem Riemen zum Antrieb der Tür zusammenwirkt, wie in konventionellen Schiebetürantrieben. Die Drehung des Abtriebselements dreht die Riemenscheibe, um den Riemen anzutreiben, der das Gleiten der Tür bewirkt. Die Drehrichtung des Abtriebselements kann einfach durch Umkehr der Polarität des dem Motor 116 zugeführten Stroms geändert werden, wodurch die Tür in die entgegengesetzte Richtung gleitet.
Nun auf 4 und 7 Bezug nehmend, werden der Motor 116 und das Getriebe 150 zusammen in die Motor/Getriebehülle 120 eingebaut, wobei das Getriebe dem vorderen Ende der Hülle 120 zugewandt ist und der Motor 116 dem hinteren Ende der Hülle 120 zugewandt ist. Der Motor 116 weist ein Paar axial verlaufender Befestigungsmittel 196 auf, die durch seine gesamte Länge verlaufen und vordere gewindete Endabschnitte 198 aufweisen, die von der Vorder-wand 117 vorspringen. Die vorderen Endabschnitte 198 werden in einem Paar Gewindebohrungen (nicht gezeigt) aufgenommen, die im hinteren Deckel 160 des Getriebes 150 geformt sind. Die Befestigungsmittel 198 können mit einem Schraubenzieher oder einem ähnlichen Werkzeug angezogen werden, das zum Drehen der Befestigungsmittel geeignet ist, um den Motor 116 an das Getriebe 150 zu befestigen. Das Gehäuse 12 weist an seinem hinteren Ende eine Öffnung auf, die Zugang zu seinem Inneren gewährt. Der Motor 116 wird im Gehäuse benachbart zur Öffnung 199 so angeordnet, dass die Befestigungsmittel 199 durch die Öffnung 198 zugänglich sind, damit sie auf selektive Weise angezogen oder gelöst werden können. In der dargestellten Ausführungsform kann das Motormessgerät 136 eine diametrale Gesamtabmessung haben, die klein genug ist, um den Zugang zu den Befestigungs mitteln 198 mit einem Schraubenzieher oder dergleichen nicht zu behindern. Alternativ dazu kann das Motormessgerät 136 eine diametrale Gesamtabmessung haben, die groß genug ist, und die Befestigungsmittel 198 zu bedecken und diese zu versperren. In diesem Fall muss das Motormessgerät 136 vor dem Zugang zu den Befestigungsmitteln 198 entfernt werden. Der Motor 116 und die Öffnung 199 sind relativ zueinander konfiguriert, (a) um die Entnahme des Motors 116 aus seiner Betriebsposition durch die Öffnung 199 nach außen ohne Zerlegen des Gehäuses 12 zu erlauben, und (b) den Einbau des Motors 116 durch die Öffnung 199 zurück in seine Betriebsposition zu erlauben.
In seiner Betriebsposition im Inneren des Gehäuses ist der Motor 116 über das Getriebe 150, das Motorabtriebselement und die Abtriebsanordnung 32 so mit dem Abtriebselement 30 des Antriebs gekoppelt, dass der Betrieb des Motors die Drehung des Abtriebselements 30 beeinflusst. Um den Motor 116 zu Wartungszwecken, wie z.B. Reparatur oder Austausch oder Inspektion, aus seiner Betriebsposition auszubauen, öffnet der Techniker den Balken 508, indem er die die Frontplatte 510 davon abnimmt und die Befestigungsmittel 198 auf eine motorlösende Weise manipuliert, indem er diese durch die Öffnung 199 in eine Lösungsrichtung dreht, um sie aus dem Getriebe 150 zu nehmen. Dann baut der Techniker den Motor 116 aus seiner Betriebsposition aus, indem er ihn durch die Öffnung 199 aus der Hülle 120 und dem Gehäuse 12 entnimmt und ihn aus dem Balken 508 bewegt. Der Motor 116 kann dann gewartet werden, indem er inspiziert wird, um seinen Betriebszustand zu bestimmen, und der Motor 116 wird dann je nach Bedarf repariert und wieder in seine Betriebposition angeordnet, oder ein Austauschmotor 116 wird vorgesehen und in der Betriebposition angeordnet. Bei Bedarf kann der Techniker den Motor 116 von seiner Stromversorgung und/oder seinem Steuergerät trennen. Um den Motor 116 oder seinen Ersatz in die Betriebposition zurück zu bewegen, führt der Techniker den Motor 116 oder den Austauschmotor so durch die Öffnung 199 in das Gehäuse 12 und die Hülle 120 ein, dass die Befestigungsmittel 198 mit den Bohrungen auf dem Getriebe 150 ausgerichtet sind, um darin eingeführt zu werden. Der Techniker manipuliert die Befestigungsmittel 198 dann auf selektive Weise auf eine motorsichernde Weise, indem er die Befestigungsmittel in eine Anzugsrichtung dreht, damit die Befestigungsmittel 198 in das Gewinde in diesen Bohrungen eingreifen, um den Motor 116 in seiner Betriebposition zu befestigen, und schließt den Motor 116 oder den Austauschmotor wieder an die Stromversorgung und/oder das Steuergerät an. Schließlich ordnet der Techniker die Frontplatte 510 des Balkens 508 wieder an und befestigt diese durch geeignete Befestigungsmittel oder Schnappklemmen.
Demnach wird eine Verfahren zur Wartung eines Türantriebs bereitgestellt, umfassend: (a) das Lösen eines eingebauten Motors 116 durch Manipulieren der Befestigungsmittel 198 auf eine motorlösende Weise; (b) das Entnehmen des gelösten Motors aus seiner Betriebposition durch die Öffnung 199 nach außen, ohne Zerlegung des Gehäuses 12; das Bereitstellen eines Einbaumotors, wobei der Einbaumotor und die Öffnung 199 relativ zueinander so konfiguriert sind, dass es möglich ist, den Einbaumotor durch die Öffnung 199 einzuführen, um den Einbaumotor in seiner Betriebposition im Inneren des Gehäuses 12 anzuordnen; das Einführen des Einbaumotors durch die Öffnung 199, um den Einbaumotor so in seine Betriebposition einzubauen, dass der Einbaumotor mit dem Abtriebselement 30 des Antriebs gekoppelt ist, so dass der Betrieb des Einbaumotors das Abtriebselement 30 dreht, um die Tür zwischen ihrer offenen und geschlossenen Stellung zu bewegen; und des Befestigens des Einbaumotors in der Betriebposition im Inneren des Gehäuses.
Das Bereitstellen des Einbaumotors kann durch Wartung des gelösten Motors 116 und dann den Wiedereinbau desselben als Einbaumotor erfolgen. Während solch einer Wartung kann der Techniker den gelösten Motor reparieren. Der Techniker kann den Motor auch nur inspizieren, um seinen Betriebszustand zu bestimmen. Wenn diese Inspektion zu dem Ergebnis kommt, dass der Motor keine Reparatur erfordert, wäre die Inspektion damit abgeschlossen. Wenn diese Inspektion ergibt, dass der Motor 116 repariert werden muss, kann die Wartung außerdem die Reparatur des Motors 116 umfassen, um den Einbaumotor bereitzustellen.
Das Bereitstellen des Einbaumotors kann auch die Bereitstellung eines Austauschmotors umfassen, der dem Motor 116 entspricht, aber nicht unbedingt mit diesem identisch sein muss. Dies kann einfach erfolgen, um dem Motor 116 zu ersetzen, oder als Ergebnis der Inspektion des gelösten Motors 116 und der Feststellung, dass der gelöste Motor beschädigt ist und nicht repariert werden sollte (weil dies nicht möglich und unpraktisch wäre).
Die Anordnung gewährleistet die leichte Entnahme und Wartung des Motors 116. Das heißt, der Motor 116 kann zur Wartung oder zum Austausch aus dem Antrieb 10 entnommen werden, ohne dass der Antrieb von der Türoberseite abgenommen zu werden braucht. Bei konventionellen Antrieben musste zur Wartung des Motors der gesamte Antrieb ausgebaut und zerlegt werden. Bei der vorliegenden Erfindung entfallen solche Schritte, wodurch die Wartung vereinfacht wird und die Gesamtwartungszeit reduziert wird, was wiederum die Gesamtwartungskosten senkt.
Ein ringförmiges Federkrafteinstellelement 200 steht mit einem gewindeten hinteren Endabschnitt 202 der Motor/Getriebehülle 120 im Gewindeeingriff. Eine spiralförmige Türrückstellkompressionsfeder 204 ist auf gleitende Weise über der Außenseite der Hülle 120 befestigt, wobei eine hintere Spirale 206 der Feder 204 in einer nach vorne gewandten Federauflagefläche 208 des Federkrafteinstellelements 200 im Eingriff steht. Ein hinterer ringförmiger Ring 210, der einen Abschnitt der Nockenstruktur 108 umfasst, ist auf gleitende Weise über einem vorderen Endabschnitt der Hülle 120 befestigt, und eine Federauflagefläche 208 davon steht mit der vorderen Spirale 214 der Feder 204 im Eingriff. Wenn der Antrieb 10 montiert wird, nehmen die zwei Löcher 216 auf dem Ring 210 die hinteren Endabschnitte der Verbindungsstangen 112 auf, und ein nach vorne vorspringender Abschnitt 218 des vorderen Getriebedeckels 156 wird im Inneren des Aufnahmeabschnitts 94 auf der unteren Gehäuseschale 24 aufgenommen. Ein Paar radial ausgerichteter Befestigungsmittel 220 werden durch die Löcher 222 am Aufnahmeabschnitts 94 eingeführt und in Gewindebohrungen 224 auf dem vorderen Getriebedeckel 156 aufgenommen, um das Getriebe 150 (und damit den daran befestigten Motor 116) zu befestigen. In dieser Position wird die Feder 204 zwischen der nach vorne zugewandten und nach hinten zugewandten Federauflagefläche 208, 212 jeweils des Federkrafteinstellelements 200 und des Rings 210 gespannt. Die Montage der Feder 204 um das Äußere des Motors 116 und des Getriebes herum versieht den Antrieb 10 mit einer insgesamt erhöhten Kompaktheit und nutzt den Raum im Vergleich zu bekannten Antrieben besser aus.
Wie am besten in 12a und 12b zu sehen, umfasst der vordere Endabschnitt der Nockenstruktur 108 ein Nockenelement 226 auf, das eine profilierte Nockenfläche 228 aufweist. Eine Deckplatte 230, die in 12a und 12b nicht gezeigt wird, ist über dem Nockenelement 226 angeordnet und in den anderen Zeichnungen zu sehen. Die Nockenfläche 228 steht mit dem Nockenstößel 106 so im Eingriff, dass der Nockenstößel 106 entlang der Nockenfläche 228 gleitet, um die Nockenstruktur 108 in eine Nockenbewegungsrichtung radial von der Abtriebselementachse weg mitzunehmen, wenn das Abtriebselement 30 vom Motor 116 unter Strom in eine Türöffnungsrichtung gedreht wird. Wenn die Nockenstruktur 108 radial von der Abtriebselementachse weg mitgenommen wird, gleitet der Ring 210 über der Motor/Getriebehülle 120 in der Nockenbewegungsrichtung nach hinten, um die Feder 204 zwischen den Federauflageflächen 208, 212 zu komprimieren. Wenn die Stromzufuhr zum Motor 116 abbricht, dehnt sich die Rückstellfeder 204 aus, um die Nockenstruktur 108 in der Nockenbewegungsrichtung zur Abtriebselementachse hin zurück zu bewegen, wodurch ihre Nockenfläche 228 den Nockenstößel 106 mitnimmt, um das Abtriebselement 30 in eine Türschließrichtung anzutreiben.
Es ist anzumerken, dass in der Türschließrichtung die Feder 204 eher durch den Nockenstößel 106 und die Mitnehmerplatte 54 Kraft an das Abtriebselement 30 anlegt als durch eine Getrieberadanordnung, wogegen der Motor 116 und das Getriebe 150 das Abtriebselement 30 durch die Getrieberadanordnungen der Abtriebsanordnung 52 und des Getriebes 150 antreiben. Diese Kraftübertragung mit „geteiltem Weg", die die Türöffnungskräfte über einen Getriebeweg und die Türschließkräfte über einen separaten Weg überträgt, ist vorteilhaft, da sie den Verschleiß und die Abnutzung an den Getriebezähnen vermeidet, die schließlich ein Zahnspiel oder einen losen Eingriff zwischen miteinander verzahnten Getrieberädern zur Folge haben. Bei konventionellen Zahnstangenanordnungen werden die Kräfte zum Öffnen der Tür 506 vom Motor über die Zahnstangenanordnung übertragen, und die Kräfte zum Schließen der Tür werden von der Rückstellfeder auch über dieselbe Zahnstangenanordnung übertragen. Daher werden die Getriebezähne in der konventionellen Anordnung schneller abgenutzt, da sowohl die Öffnungskräfte als auch die Schließkräft durch dieselbe Zahnstange übertragen werden. Demgegenüber reduziert die vorliegende Anordnung den Verschleiß und die Abnutzung an den Zähnen des Getriebes 150 und der Abtriebsanordnung 52, weil Kräfte nur während des Türöffnungsstadiums der Türbewegung von ihren Getrieberädern übertragen werden. Die Türschließkräfte werden über die Nockenstruktur 108 und den Nockenstößel 106 übertragen, so dass die Last während dieses Stadiums der Türbewegung nicht von den Getrieberädern getragen wird. Auch wenn die radial versetzte Anordnung aus Nockenstößel/Nockenstruktur offenbart und als am besten geeignete Anordnung betrachtet wird, können andere Anordnungen mit geteilten Weg verwendet werden, um die Türschließlast von den Getrieberädern zu nehmen, die die Tür in der Öffnungsrichtung antreiben.
Die profilierte Form der Nockenfläche 228 weist einen winkeligen Abschnitt 229 auf, der in Bezug auf die Nocken bewegungsrichtung in einem Winkel verläuft, der der Feder 204 ermöglicht, auf den versetzten Nockenstößel 106 eine Federkraft anzulegen, die durch den Bewegungsweg der Tür hindurch nicht linear ist. Das heißt, wenn der Nockenstößel 106 sich entlang des profilierten Abschnitts 229 bewegt, variiert die Kraft, die in der Feder gespeichert ist oder von dieser angelegt wird, auf nicht lineare Weise abhängig von der Neigung des winkeligen Abschnitts 229 in Bezug auf die Nockenbewegungsrichtung. Je mehr die Neigung sich null Grad nähert, um so weniger ändern sich die Kraft und die Länge der komprimierten/entspannten Feder pro Grad, in dem das Abtriebselement 30 sich dreht. Je mehr die Neigung sich neunzig Grad nähert, um so größer ist dementsprechend die Änderung in der Länge der komprimierten/entspannten Feder pro Grad, in dem das Abtriebselement 30 sich dreht.
Da die Nockenfläche 228 einen winkeligen Abschnitt 229 hat, werden Kräfte erzeugt, die quer zur Nockenbewegungsrichtung liegen, wenn der Stößel 106 entlang des winkeligen Abschnitts 229 geführt wird. Als Methode, um zu verhindern, dass die Nockenstruktur 108 sich einfach quer zur ihrer Bewegungsrichtung bewegt, ist im Inneren des Gehäuses 12 ein Paar Führungselemente 300 befestigt, die auf gleitende Weise mit entgegengesetzten Seiten des Nockenelements 110 im Eingriff stehen. Diese wirken, um diese Querkräfte an das Gehäuse 12 selbst zu übertragen.
Um den Kraftübertragung an das Gehäuse 12 zu mindern, weist das Mitnehmerelement ein Kraftaufnahmeelement 302 auf, das konzentrisch auf seiner Drehachse befestigt ist, und das Nockenelement 110 weist eine Kerbe 403 auf, die durch seine zentrale Unterseite in der Nockenbewegungsrichtung verläuft. Die Kerbe 304 weist ein Paar Kraftübertragungsflächen 306 auf, die mit entgegengesetzten Seiten des Kraftübertragungselements 302 im Eingriff stehen, um die Querkräfte dahin zu übertragen und die Kraftübertragung an das Gehäuse 12 über die Führungselemente 200 zu mindern.
Der Graph von 13 stellt eine Anzahl von Linien dar, die die Türschließkräfte zeigen, die von der Feder über den Bewegungsweg der Tür hinweg angelegt werden, wobei die Stellung der Tür in Grad angegeben ist. Bezug nehmend auf die oberste Linie im Graph, wird die höchste Türschließkraft in der ganz geschlossenen Türstellung (0 Grad von geschlossen) angelegt, dann nimmt sie bei etwa 35 bis 40 Grad von ganz geschlossen bis zu ihrer niedrigsten Türschließkraft ab und nimmt wieder bis auf ihre zweithöchste Türschließkraft zu, die zwischen 90 und 100 Grad von ganz geschlossen angelegt wird. Dieses Kraftprofil wird bei Außentüranwendungen gewählt, wo die höchsten Türschließkräfte bei ganz geschlossen und nahe an 90 Grad geöffnet benötigt werden, den zwei Stellungen, bei denen höhere Kräfte erforderlich sind, um die Windkräfte zu überwinden. Das heißt, die Windkräfte sind nahe an 90 Grad wegen der erhöhte Wirkflächen der Tür 506 größer, und nahe an ganz geschlossen wegen des Druckdifferentials, das erzeugt wird, wenn ein Wind gegen die Tür 506 bläst und Luft aus dem Gebäuseinneren durch die Türöffnung nach außen saugt, und wegen des Widerstands der Dichtungen zwischen der Tür 506 und ihrem Rahmen 504. Eine hohe Kraft ist auch nahe an ganz geschlossen erforderlich, um die Reibungskraft der Türdichtungen zu überwinden.
Bei konventionellen Antrieben konnte dieses nicht lineare Kraftprofil nicht erreicht werden, weil die Türschließkraft nahe an der ganz geschlossenen Stellung aufgrund der Feder, die sich an ihrer neutralen Position befand, stets geringer war. Da bestimmte Bauvorschriften zudem maximale Türschließkräfte spezifizieren, konnte eine zufriedenstellende Türschließkraft nahe an der ganz geschlossenen Stellung einfach deshalb nicht erreicht werden, weil die maximale Türschließkraft begrenzt ist und die Türschließkraft aufgrund ihrer linearen Beschaffenheit stets vom Maximum zur voll geschlossenen Stellung hin abnimmt.
Es versteht sich, dass das Profil der Nockenfläche 228 manipuliert werden kann, um gewünschte Türkraftprofile für verschiedene Anwendungen zu erhalten. Es wird in Betracht gezogen, eine Vielfalt von Nockenelementen 226 mit Nockenflächen 228 mit verschiedenen Konturen oder Profilen vorzufertigen und die Nockenelemente 226 während der Montage auf modulare Weise in den Antrieb einzubauen, wie oben dargelegt. Je nach Spezifikationen oder anderen Informationen, die auf dem Antrieb markiert oder auf andere Weise codiert ist, wählt der Werker oder eine automatisierte Maschine das geeignete Nockenelement 226 aus und montiert dieses an die Nockenstruktur 108 und baut die Nockenstruktur 108 dann in den Antrieb ein. Dadurch kann eine Anzahl von Antrieben, die ausgelegt sind, um verschiedene Türschließkräfte mit unterschiedlichen Profilen bereitzustellen, auf einer einzigen Montagelinie eingebaut werden. Die Kombination der Modularität des Nockenelements 226 mit der Modularität des Getriebes 150 und des Anschlagelements 32 ergibt eine große Fertigungsflexibilität, indem sie erlaubt, eine große Vielfalt von Antrieben, die verschiedene Spezifikationen erfüllen, mit denselben Grundkomponenten zu montieren und die Gesamteffizienz der Fertigung zu erhöhen.
Das Profil der Nockenfläche 228 kann in Bezug auf die Nockenbewegungsrichtung asymmetrisch sein, so dass die Kraftübertragung, die durch die Nockenwirkung gewährleistet wird, in entgegengesetzten Öffnungsrichtungen der Türbewegung aus ihrer geschlossenen Stellung unterschiedlich ist.
Das Nockenmerkmal, das hierin erläutert wird, kann bereitgestellt werden, indem ein exzentrisches Mitnehmerelement und eine Nockenstruktur mit einem oder mehreren Nockenstößel(n) und einer Nockenfläche vorgesehen wird, wie in der US-Patentschrift Nr. 5.193.647 gezeigt, die hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
Ein weiterer Vorteil der dargestellten Nockenfläche 228 ist, dass sie in einer Ebene rechtwinklig zur Abtriebs achse des Antriebs symmetrisch ist. Diese Symmetrie stellt die gleiche Türschließkraft bereit, unabhängig davon, in welche Richtung die Tür geöffnet wird, um in Verbindung mit dem Umkehrmotor 116 den „beidseitigen" Betrieb der Tür zu ermöglichen. Türantriebe werden gewöhnlich als rechts- oder linkslaufend bezeichnet, je nachdem, in welche Richtung die Tür geöffnet wird, da die Zahnstangenanordnungen dieser Antriebe die Tür nur in eine Richtung antreibt. Der Antrieb mit der korrekten Laufrichtung muss vor dem Einbau der jeweils gewünschten Türöffnungsrichtung entsprechend gewählt werden. Demgegenüber kann der erfindungsgemäße Türantrieb 10 eine Tür entweder im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn drehen, einfach durch Umkehr der Polarität des Stroms, der dem Motor 116 zugeführt wird. Da die Nockenfläche 228 symmetrisch ist, ist das Türkraftprofil im Wesentlichen gleich, unabhängig davon, in welche Richtung die Tür gedreht wird. Deshalb besteht keine Notwendigkeit, links- oder rechtslaufende Türantriebe vorzusehen, da der erfindungsgemäße Türantrieb 10 beidseitig verwendet werden kann. Dieses Merkmal erhöht zudem die Fertigungseffizienz, da nur ein Typ Türantrieb hergestellt werden muss, statt zwei Typen, um Türen in entgegengesetzte Richtungen zu drehen. Ferner kann die Drehung der Tür nachträglich umgekehrt werden, ohne den Antrieb 10 ausbauen und einen neuen einbauen zu müssen, da nur die Polarität des dem Motor 116 zugeführten Stroms umgekehrt werden muss, wie oben beschrieben. Ein Schalter kann im Steuergerät vorgesehen werden, um diese Funktion zu erfüllen.
Eine Variante dieses beidseitigen oder bidirektionalen Merkmals wäre das Anordnen von Schaltern auf jeder Seite der Tür, wobei der Schalter von Hand manuell betätigt werden kann, durch eine Druckplatte, die erkennt, wenn eine Person auf diese Platte tritt, oder durch einen anderen Sensor wie z.B. ein elektronisches Auge, und den Anschluss der Schalter an das Steuergerät, so dass die Betätigung jedes Schalters bewirkt, dass die Tür von der Seite des betätigten Schalters weg gedreht wird. In dieser Anordnung würde die Tür stets von der Person weg gedreht, die durch diese geht. Die Verwendung einer spiralförmigen Kompressionsfeder im vorliegenden Türantrieb 10 ist in diesem Kontext vorteilhaft, weil sie der Tür erlaubt, aus jeder Richtung von der Feder in die geschlossene Stellung zurückgestellt zu werden. Einige bekannte Türantriebe weisen eine Uhrfeder auf, die mit dem Abtriebselement im Eingriff steht, um die Schließkraft bereitzustellen. Das Problem bei dieser Anordnung ist, dass einer geeignete Rückstellkraft nur in einer Richtung angelegt wird, da die Feder nur in einer Drehrichtung komprimiert wird. Im vorliegenden Antrieb 10 wird die Kompressionsfeder 204 unabhängig davon komprimiert, in welche Richtung die Tür sich dreht, und daher legt die Feder 204 in jeder Richtung eine Türschließkraft an, um die Tür in ihre ganz geschlossene Stellung zu bewegen.
Die Verwendung einer linearen Kompressionsfeder ist auch vorteilhaft, weil sie der Tür erlaubt, auch dann durch die Feder zurückgestellt zu werden, wenn sie über die ganz geschlossene Stellung hinaus in eine Öffnungsrichtung geschoben wurde, die der Richtung entgegengesetzt ist, in der der Motor 116 die Tür antreibt. Die Fähigkeit, die Tür entgegengesetzt zur Motorantriebsrichtung zu öffnen, wird vom Fachmann als „Ausbruch" bezeichnet, und die Fähigkeit der Feder, die Tür nach einem Ausbruch zu schließen, wird als „Rückstellung aus dem Ausbruch" bezeichnet. Viele Bauvorschriften fordern den Ausbruch in Türantrieben, damit die Türen in Notsituationen manuell entgegengesetzt zur beabsichtigten Öffnungsrichtung geöffnet werden kann. Diese Rückstellung aus dem Ausbruch ist vorteilhaft, da sie gewährleistet, dass die Tür schließt, nachdem ein Ausbruch aufgetreten ist. Bei Antrieben mit Uhrfedern reicht die Rückstellkraft typischerweise nicht aus, um die Tür aus dem Ausbruch zurückzustellen, und daher bleibt die Tür offen, bis sie manuell geschlossen wird.
Das „gekehlte" oder konkave Profil der Nockenfläche 228 des Nockenelements 226 erlaubt dem Türantrieb 10 auch, „selbstzentrierend" zu sein, da die Feder in ihrem meistgestreckten Zustand ist, wenn der Nockenstößel 106 im U-förmigen Zentrumsabschnitt 234 der Nockenfläche 228 angeordnet ist, wie in 12a gezeigt (d.h., dem Abschnitt, wo die Beine der U-Form konvergieren). Dadurch wird das Abtriebselement 30 in seine ganz geschlossene Position vorgespannt, da eine zusätzliche Kraft in eine der entgegengesetzten Öffnungsrichtungen benötigt würde, um die Feder 204 zu komprimieren.
Das Federkrafteinstellelement 200 dreht sich zur axialen Bewegung entlang des gewindeten Endabschnitts 292 der Hülle 120. Wenn das Element 200 gedreht wird, um weiter axial nach innen in der Längsrichtung der Feder verstellt zu werden, wird die Feder 204 weiter komprimiert und legt dadurch eine höhere Türrückstellkraft auf die Mitnehmerplatte 54 und das Abtriebselement 30 an. Wenn das Element 200 gedreht wird, um weiter axial nach außen verschoben zu werden, wird die Dehnung der Feder zugelassen, und sie legt dadurch eine geringere Türrückstellkraft an. Diese Anpassbarkeit versieht den Antrieb 10 mit der Flexibilität, um seine Türrückstellkräfte leicht einstellen zu können. Daher kann derselbe Türantrieb von einem Hochenergie-Antrieb auf einem Niederenergie-Antrieb umgestellt werden, durch einfaches Drehen des Einstellelements 200, um das Element 200 nach hinten entlang der hinteren Endabschnitts 202 durch seinen Bereich von Einstellpositionen zu verschieben. Feinere Einstellung zwischen Hoch- und Niederenergie können vorgenommen werden, um verschiedene Türkraftspezifikationen zu erfüllen. Das heißt, der Einstellbereich ist aufgrund der Gewindebeziehung unbegrenzt. Ferner erlaubt der weite Einstellbereich die Verwendung desselben Antriebs für verschiedene Anwendungen, was dem Hersteller ermöglicht, einen Türantrieb für verschiedene Anforderungen herzustellen. Diese Merkmale erhöhen auch die Flexibilität des Antriebs, wenn er in Verbindung mit den modularen Montagekomponenten verwendet wird, die oben erläutert wurden.
Wie aus diesem Aufbau hervorgeht, wird ein Verfahren zum Einstellen der Federkraft in einem Türantrieb bereitgestellt, umfassend das Verschieben des Federkrafteinstellelements 200 in der Längsrichtung der Feder 204 in eine gewählte Position innerhalb ihres Einstellpositionsbereiches, so dass die Feder auf ein Maß gespannt (in der dargestellten Ausführungsform komprimiert) wird, der durch die gewählte Position des Elements 200 bestimmt wird. Dadurch wird die Menge der Federkraft eingestellt, die von der Feder auf das Abtriebselement 30 des Antriebs während seiner federbetriebenen Drehung angelegt wird. Die Verschiebung des Einstellelements 200 kann durch Drehen des Einstellelements 200 erfolgen. Um auf das Einstellelement 200 zuzugreifen, muss ein Techniker die obere Hälfte des Gehäuses 12 abnehmen, bevor er dieses verschiebt, und die obere Hälfte des Gehäuses 12 danach wieder in seine ursprüngliche Position anordnen. Zu diesem Zweck kann die Trennung und Entnahme des Antriebs 10 aus dem Balken der Türanordnung erforderlich sein.
15a bis 15c veranschaulichen einen Türantrieb 400 mit einer alternativen Anordnung für seine verstellbaren Anschlagelemente. Der Drehtürantrieb 400 kann ein Türantrieb beliebigen Typs sein und weist wie dargestellt einen Aufbau wie der oben beschriebene Antrieb 10 auf. Der Antrieb 400 weist ein Anschlagelement, das allgemein mit 402 angegeben ist, und ein festes Anschlagelement auf, das allgemein mit 404 angegeben ist und am Gehäuse 12 befestigt ist. Das Anschlagelement 402 ist relativ zum Abtriebselement 30 verstellbar, um den relativen Bewegungsbereich bereitzustellen, und umfasst ein Paar auseinanderliegender Anschläge 406, 408, die beide relativ zum Abtriebselement 30 allgemein in der Umfangsrichtung in Bezug auf seine Achse verstellbar sind. Das feste Anschlagelement 404 umfasst ein Paar auseinanderliegender Anschläge 410, 412, die an der Unterseite des Gehäuses benachbart zum Abtriebselement 30 befestigt sind.
Eine Befestigungsstruktur 414 ist an diesem Abtriebselement 30 befestigt, und ein Paar Befestigungsmittel 416, 418 ist aufgebaut und angeordnet, um die auseinanderliegenden Anschläge 406, 408 an die Befestigungsstruktur 414 zu befestigen. Die Befestigungsmittel 416, 418 sind aufgebaut und angeordnet, um die auseinanderliegenden Anschläge 406, 408 zu deren Verstellung zu lösen. Das heißt, jeder der auseinanderliegenden Anschläge 406, 408 weist einen langen Schlitz 420, 422 auf, der in Bezug auf die Drehachse des Abtriebselements 30 allgemein in der Umfangsrichtung verläuft, die Befestigungsstruktur 414 weist ein Paar auseinanderliegender Gewindebohrungen (nicht gezeigt) auf, und die Befestigungsmittel 416, 418 sind jeweils gewindet, um in diesen Bohrungen aufgenommen zu werden. Die gewindeten Befestigungsmittel 416, 418 werden durch die langen Schlitze 420, 422 und im Gewindeeingriff in den Gewindebohrungen aufgenommen, um die auseinanderliegenden Anschläge 406, 408 an die Befestigungsstruktur 414 zu befestigen. Die Befestigungsstruktur 414 weist auch eine Vielzahl von Eingriffszähnen 424 darauf auf, und jeder von den auseinanderliegenden Anschlägen 406, 408 weist eine Vielzahl von Eingriffszähnen 426, 428 auf, die mit den Eingriffszähnen 424 der Befestigungsstruktur 414 in eingreifender Beziehung stehen, um eine relative Bewegung der auseinanderliegenden Anschläge 406, 408 in der Umfangsrichtung relativ zur Befestigungsstruktur zu verhindern, die mit den Befestigungsmitteln 416, 418 zusammenwirkt. Um die Position eines der beabstandeten Anschläge 406, 408 einzustellen, wird das entsprechende Befestigungsmittel 416, 418 in einem Maß gelöst, das notwendig ist, um die Lösung der Zähne 426, 428 aus dem Eingriff mit den Zähnen 406, 408 zu erlauben. Dann wird der Anschlag 406, 408 in der Umfangsrichtung in die gewünschte Position verschoben, und das Befestigungsmittel 416, 418 wird angezogen, um die Zahnsätze 424, 426, 428 wieder in Eingriff zu bringen und den Anschlag 406, 408 festzustellen.
Der Ausdruck Drehtürantrieb wird in der Beschreibung und in den beiliegenden Ansprüchen benutzt, um Antriebe abzudecken, die die körpernahe Tür einer zweiteiligen oder dreiteiligen Türanordnung abzudecken. Kein Aspekt der Erfindung ist nur auf einteilige Türanordnungen beschränkt.
Die vorliegende Erfindung soll Anordnungen abdecken, in denen der Motor die Türbewegung in ihrer Öffnungsrichtung gewährleistet und die Federstruktur die Türbewegung in ihrer Schließrichtung gewährleistet.
Die vorliegende Erfindung ist auf Hochenergie-Türanwendungen anwendbar werden, in denen eine Vielzahl von Sicherheitssensoren verwendet werden, um das Vorhandensein von Personen und Gegenständen auf dem Weg eine beweglichen Tür zu erkennen. Die vorliegende Erfindung ist auch auf eine Niederenergie-Anwendung anwendbar, wo solche Sensoren nicht verwendet werden.
Die obige spezifische Ausführungsform wurde bereitgestellt, um die strukturellen und funktionalen Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichen und ist nicht einschränkend. In Gegenteil, die vorliegende Erfindung schließt jede Modifikation, Ersetzung und Abänderung ein, die in den Geist und Umfang der beiliegenden Ansprüche fällt.

Claims

Drehtürantrieb zum Steuern der Drehbewegungen einer Tür (506), die um eine allgemein vertikale Türachse aus einer geschlossenen Stellung in eine kraftbetriebene Türöffnungsrichtung und aus der geschlossenen Stellung in eine manuell betriebene Ausbruchstüröffnungsrichtung gedreht wird, die der kraftbetriebenen Türöffnungsrichtung entgegengesetzt ist, wobei dieser Drehtürantrieb umfasst: ein Abtriebselement (30), das um eine Abtriebselementachse drehbar ist, wobei dieses Abtriebselement (30) aufgebaut und angeordnet ist, um operativ so mit der Tür verbunden zu sein, dass die Drehung des Abtriebselements (30) um die Abtriebselementachse die Drehung der Tür um ihre Türachse bewirkt; eine Türrückstellkompressionsfederstruktur (204); einen Motor (116), der aufgebaut und angeordnet ist, um das Abtriebselement (30) um die Abtriebselementachse in eine erste Drehrichtung so zu drehen, dass das Abtriebselement (30) die Tür aus ihrer geschlossenen Stellung in die kraftbetriebene Türöffnungsrichtung dreht, wenn das Abtriebselement (30) operativ mit der Tür verbunden ist; ein Mitnehmerelement (54), das so mit dem Abtriebselement verbunden ist, dass das Anlegen einer Kraft an dieses Mitnehmerelement das Abtriebselement um die Abtriebselementachse dreht, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnehmerelement (54) ein versetztes Element (104, 106) umfasst, das von der Abtriebselementachse radial beabstandet ist, so dass (a) das versetzte Element sich allgemein in Bezug auf die Abtriebselementachse in eine erste Umfangsrichtung bewegt, wenn das Abtriebselement sich in die erste Drehrichtung um die Abtriebselementachse dreht, und (b) das versetzte Element sich allgemein in Bezug auf die Abtriebselementachse in eine zweite Umfangsrichtung bewegt, die der ersten Umfangsrichtung entgegengesetzt ist, wenn das Abtriebselement sich in eine zweite Drehrichtung, die der ersten Drehrichtung entgegengesetzt ist, um die Abtriebselementachse dreht; wobei die Türrückstellkompressionsfederstruktur (204) in Bezug auf das versetzte Element (104, 106) in kraftanlegender Beziehung so angeordnet ist, dass der Betrieb des Motors, um das Abtriebselement in eine erste Drehrichtung zu drehen und die Tür in die kraftbetriebene Türöffnungsrichtung zu drehen, das versetzte Element in seine erste Umfangsrichtung bewegt, wodurch die Kompressionsfederstruktur gespannt wird, wobei die Kompressionsfederstruktur aufgebaut und angeordnet ist, um danach eine erste Federrückstellkraft auf das versetzte Element anzulegen, die dazu neigt, das versetzte Element in seine zweite Umfangsrichtung zu bewegen und die Tür, die operativ damit verbunden ist, entgegen der kraftbetriebenen Türöffnungsrichtung in die geschlossene Stellung zu drehen; wobei die Türrückstellkompressionsfederstruktur (204) in Bezug auf das versetzte Element in kraftanlegender Beziehung so angeordnet ist, dass die manuelle Drehbewegung der Tür aus ihrer geschlossenen Stellung in ihre manuell betriebene Ausbruchstüröffnungsrichtung das Abtriebselement in seine zweite Drehrichtung dreht und das versetzte Element in seine zweite Umfangsrichtung bewegt, wodurch die Kompressionsfederstruktur gespannt wird, und die Kompressionsfederstruktur aufgebaut und angeordnet ist, um danach eine zweite Federrückstellkraft auf das versetzte Element anzulegen, die dazu neigt, das Abtriebselement in seine erste Drehrichtung zu drehen und die Tür, die operativ damit verbunden ist, entgegengesetzt zur Ausbruchstüröffnungsrichtung in die geschlossene Stellung zu bewegen.
Drehtürantrieb nach Anspruch 1, umfassend: eine Nockenstruktur, die in das versetzte Element des Mitnehmerelements eingreift, wobei die Nockenstruktur und das Mitnehmerelement (54) so aufgebaut und angeordnet sind, dass die manuelle Drehbewegung der Tür aus ihrer geschlossenen Stellung in ihre zweite Türdrehrichtung das Abtriebselement (30) in seine zweite Drehrichtung dreht und bewirkt, dass das Mitnehmerelement (54) die Nockenfläche mitnimmt, um die Nockenstruktur so zu bewegen, das die Kompressionsfederstruktur gespannt wird, wobei die Kompressionsfederstruktur aufgebaut und angeordnet ist, um danach eine zweite Federrückstellkraft auf die Nockenstruktur anzulegen, die dazu neigt, das Abtriebselement (30) in seine erste Drehrichtung zu drehen und die Tür (506), die operativ damit verbunden ist, in die erste Türdrehrichtung in die geschlossene Stellung zu drehen.
Drehtürantrieb nach Anspruch 2, wobei der Türantrieb ein beidseitiger Drehtürantrieb ist und wobei, der Motor (116) ein Umkehrmotor ist; und die Nockenstruktur und das Mitnehmerelement (54) auch so aufgebaut und angeordnet sind, dass der Betrieb des Motors (116), um das Abtriebselement (30) in seine zweite Drehrichtung zu drehen, bewirkt, dass das Mitnehmerelement (54) die Nockenfläche mitnimmt, um die Nockenstruktur so zu bewegen, das die Federstruktur gespannt wird, wobei diese Federstruktur aufgebaut und angeordnet ist, um danach eine zweite Federrückstellkraft auf die Nockenstruktur anzulegen, die dazu neigt, zu bewirken, dass die Nockenfläche das Mitnehmerelement (54) mitnimmt, wodurch das Abtriebselement (30) in seine erste Drehrichtung gedreht wird.
Drehtürantrieb nach einem der Ansprüche 2 oder 3, außerdem dadurch gekennzeichnet, dass: das Abtriebselement (30) einen Satz Getriebezähne aufweist, die operativ damit verbunden sind; der Türantrieb ferner ein drehbares Eingangselement aufweist, das einen Satz Getriebezähne aufweist, die so mit dem Abtriebselement (30) verbunden sind, dass die Drehung des Eingangselements das Abtriebselement (30) um seine Ausgangsachse dreht; der Motor (116) aufgebaut und angeordnet ist, um das Eingangselement so zu drehen, dass das Eingangselement das Abtriebselement dreht, wenn das Abtriebselement (30) operativ mit der Tür (506) verbunden ist; die Nockenstruktur und das Mitnehmerelement (54) so aufgebaut und angeordnet sind, dass der Betrieb des Motors (116), um das Abtriebselement (30) in seine erste Drehrichtung zu drehen und die Tür in ihre erste Türdrehrichtung zu drehen, bewirkt, dass das Mitnehmerelement (54) die Nockenfläche mitnimmt, um die Nockenstruktur so zu bewegen, dass die Kompressionsfederstruktur gespannt wird, wobei diese Kompressionsfederstruktur aufgebaut und angeordnet ist, um danach die erste Federrückstellkraft auf die Nockenstruktur anzulegen, die dazu neigt, zu bewirken, dass die Nockenfläche das Mitnehmerelement (54) mitnimmt, wodurch das Abtriebselement (30) in seine zweite Drehrichtung gedreht wird, ohne dass die erste Federrückstellkraft vom Eingangselement über die im Eingriff stehenden Getriebezahnsätze auf das Abtriebselement übertragen wird.
Drehtürantrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Nockenfläche der Nockenstruktur in mitnehmender Beziehung mit dem versetzten Element im Eingriff steht.
Drehtürantrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 5, außerdem umfassend ein Eingangselement, das um eine Eingangselementachse drehbar ist, die in Bezug auf die Abtriebselementachse radial verläuft, wobei dieses Eingangselement so mit dem Motor (116) gekoppelt ist, dass der Betrieb des Motors (116) das Eingangselement dreht, wobei das Eingangselement so mit dem Abtriebselement (30) gekoppelt ist, dass die Drehung des Eingangselements um die Eingangselementachse das Abtriebselement um die Abtriebselementachse dreht.
Drehtürantrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei der Motor (106) ein umkehrbarer Elektromotor ist.
Drehtürantrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei die Nockenstruktur und das Mitnehmerelement (54) so aufgebaut und angeordnet sind, dass die Federstruktur normalerweise dazu neigt, das Mitnehmerelement (54) in eine Position zu halten, die der geschlossenen Stellung der Tür (506) entspricht.
Drehtürantrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei die Nockenfläche allgemein U-förmig und allgemein symmetrisch ist.
Automatische Drehtüranordnung zum Einbau in eine Wand eines Gebäudes, die eine dadurch geformte Öffnung aufweist, wobei diese Anordnung umfasst: eine Rahmenanordnung, die aufgebaut und angeordnet ist, um in die Öffnung dieser Wand eingebaut zu werden; einen Drehtürantrieb nach einem der vorherigen Ansprüche; eine Tür (506), die zur Drehbewegung um die allgemein vertikal verlaufende Türachse drehbar an der Rahmenanordnung befestigt ist und mit dem Abtriebselement (30) des Türantriebs verbunden ist; ein Eingabegerät, das betreibbar ist, um auf die Erkennung des Vorhandenseins eines Gegenstands benachbart zur Türanordnung hin ein Türöffnungssignal zu senden; und ein Steuergerät, das mit dem Eingabegerät verbunden ist, wobei dieses Steuergerät betreibbar ist, um das Türöffnungssignal vom Eingabegerät zu empfangen und darauf ansprechend den Betrieb des Motors (116) zu steuern, um zu bewirken, dass der Türantrieb die Tür (506) dreht.