CN103929009A - 用于具有整合的锁定和/或制动装置的旋转门的驱动单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有电子换向多极电机（1）的用于旋转门（100）的驱动单元，其中，该多极电机具有盘状或罐状的定子部分（10），该定子部分可布置在旋转门（100）的静止的结构组件（11）上，并且该多极电机具有盘状或罐状的转子部分（12），该转子部分可与旋转门（100）的转动栅门（13）无传动装置地连接，其中定子部分（10）和转子部分（12）相对于彼此具有平面平行的布置，并且其中，在定子部分（10）和转子部分（12）之间在定子部分上布置有作用装置（14），该作用装置用于作用于转子部分（12）的转动运动。本发明还涉及一种具有所述的驱动单元的旋转门。

Description

用于具有整合的锁定和/或制动装置的旋转门的驱动单元

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的用于具有电子换向多极电机的旋转门的驱动单元，以及一种根据权利要求12的具有这种驱动单元的旋转门。

背景技术

由DE102010024108A1已知一类用于具有电子换向多极电机的旋转门的驱动单元，并且多极电机构造为碟状并具有圆的、扁平的基本结构。多极电机拥有与旋转门的转动栅门（Drehkreuz）连接的输出轴，并且旋转门可以通过多极电机驱动。

多极电机也以力矩电机的名称所公知，并具有基本上布置在环形轨道上的线圈元件，这些线圈元件与同样布置在环形轨道上的磁体元件相对置，例如在内侧上、在外侧上或者在轴向上相对置，以便构成多极的（hochpoliger）、强转矩的直接驱动。多极电机的转子部分可以与旋转门的转动栅门如此连接，以使得转动栅门的旋转轴线与多极电机的转子部分的旋转轴线重合。由此，可以将转动栅门支承在多极电机的侧面上，甚至通过多极电机本身支承转动栅门，并且扁平柱形的、小型化的多极电机的优点是在旋转门中的良好的可整合性，例如在地板侧，然而还例如在天花板侧。

旋转门中的转动栅门必须配备制动装置，该制动装置使得能够在感测到对穿过门的人的危险的情况下使转动栅门的转动迅速停止。为此，经常为旋转门、并特别是转动栅门配备传感器技术，并且如果感测到对人的危险，则必须达到某一减速值，以将转动栅门尽可能在短时间内停止。为此，电动的制动作用在必要的情况下、尤其是如果出于安全原因必须达到转动栅门的很高的减速值时，可能是不足的。

EP2072737A2展示了一种具有常规的驱动单元的旋转门，该驱动单元包括电机和传动装置。在电机的背侧存在作用于电机轴的制动装置，并且可以调节可无极调整的制动力。具有电机和传动装置并具有制动装置的驱动单元容纳在旋转门的天花板元件上方的安装空间中，该安装空间必须具有可观的结构高度以容纳具有制动装置的驱动单元。制动装置包括包绕（umgreifen）制动盘的常规制动钳（Bremssattel），从而构成轮盘制动的典型结构。如果将这种设计的轮盘制动器与多极电机耦合，则多极电机在旋转门中的空间最小化的安装的优点不再能有利地实现。

发明内容

本发明的任务是旋转门的驱动单元的改进，其需要小的安装空间并且包括用于作用于旋转门的转动栅门的旋转移动的至少一个作用设备。

该任务通过根据权利要求1的前序部分与特征部分相结合的用于旋转门的驱动单元得以解决。本发明的有利的改进在从属权利要求中给出。

本发明包括如下的技术教导：实施一种具有电子换向多极电机的用于旋转门的驱动单元，其中，多极电机具有盘状或罐状的定子部分，该定子部分可布置在旋转门的静止的结构组件上，并且其中，多极电机具有盘状或罐状的转子部分，该转子部分可以与旋转门的转动栅门无传动装置地连接，其中，定子部分和转子部分相对于彼此具有平面平行的布置，并且其中，在定子部分和转子部分之间在定子部分上布置有作用装置，该作用装置用于作用于转子部分的转动运动。

在这种情况下，本发明来自以下构思：将作用装置整合到多极电机中，以产生将多极电机、并且尤其是多极电机的转子部分与旋转门的转动栅门无传动装置地连接的可能性。因此，不必在转子部分和转动栅门之间设置传动装置或者其他用于传递的组件，在该转动栅门上可以整合作用装置，该作用装置用于作用于转动栅门的转动运动。具有两个彼此大致平面平行地延伸的转子部分和定子部分的多极电机的有利实施方式产生可以容纳作用装置的安装空间。在这种情况下，作用装置可以从多极电机的内侧抵抗转子部分而作用，并且产生在转子部分的转动运动中的作用以及因此产生在转动栅门的转动运动中的作用。

有利地，电子换向多极电机的基本上圆的、扁平构造的基本结构的高度与直径之比可以具有至少1:3、优选地至少1:4、特别优选地至少1:5并且最优选地1:8和更高的值。高度与直径之比通过多极电机的盘状或罐状定子部分与盘状或罐状转子部分的平行间距对比定子部分和/或转子部分的直径产生。通过将线圈元件和磁体元件布置在定子部分和转子部分之间，才可以达到直至1:8和更高的高度与直径之比，而整合在定子部分和转子部分之间的作用装置不会增大多极电机的所需的小的结构高度。在这种情况下，已表明甚至多极电机的基本结构也可以用作旋转门的驱动器，其可以达到高于1:12的高度与直径之比。

例如，作用装置可以作为用于锁定转子部分的转动运动的锁定装置而构造于定子部分上，其中锁定装置可以静止地布置在定子部分上并且为了形状锁合的作用而构造在转子部分中。通过锁定装置，可以将转子部分在其转动运动中锁定在定子部分上，其中通过定子部分和转子部分之间的形状锁合，借助于锁定装置获得锁定作用。因为旋转门的转动栅门与多极电机的转子部分扭转刚性（Drehstarre）地连接，因此通过整合在多极电机中的锁定装置也可以锁定转动栅门的可转性。当需要通过锁定装置的启动来迅速地阻止人们进入建筑物中时，可能例如需要转动栅门的锁定。锁定装置可以例如被远距离触发并且转动栅门可以被锁定，以使得即使在施加人工力量的情况下也不能围绕其旋转轴线将其转动。

锁定装置可以例如具有执行器和锁定元件，该锁定元件可通过执行器形状锁合地被引入转子部分中的容纳孔中。通过把锁定装置形状锁合地引入到转子部分中的容纳孔中，保证了转动栅门的抗扭转性，该抗扭转性不仅仅基于摩擦锁合。锁定装置的执行器可以例如包括励磁线圈，该励磁线圈当被电启动时作用于与锁定元件连接的衔铁，并使得锁定元件尤其进行升降运动。由此，可以通过励磁线圈的通电而将锁定装置启动，并且锁定元件通过把衔铁吸引到励磁线圈上而进入转子部分中的容纳孔中。根据锁定装置的结构变型，也可以设置锁定装置无电流地锁定，并且在励磁线圈通电的情况下才将锁定元件从容纳孔中的形状锁合松脱出来。作为锁定元件的升降运动的备选，锁定装置也可以以其他方式实施，并且也可以设置旋转磁体（Drehmagnet）。作为基于升降磁体（Hubmagneten）的锁定装置的实施方式的备选，锁定装置可以通过具有传动装置的电机来实施，这例如已知于用于机动车辆的电方向盘锁止装置中。通过锁定装置的形状锁合，可以达到例如大于1000Nm的转动栅门保持力矩。

根据驱动单元的有利的改进，转子部分可以具有作用盘，并且该作用盘可以具有一个并且优选若干容纳孔，锁定元件在升降运动的情况下作用到该容纳孔中。备选地，也可以将容纳孔直接引入罐形转子部分的主结构组件中，并且容纳孔可以沿着围绕作用盘或转子部分的旋转轴线的环形轨道布置，以使得当转子部分在定子部分上进行旋转运动时容纳孔可以在锁定元件的升降轴线下离开地运动。如果锁定装置被启动并且锁定元件向着容纳孔的方向脱出，则锁定元件最终作用到容纳孔之一中。

通过用于作用锁定元件的容纳孔的数目，可以确定可将转动栅门在多少个以及在哪一个角位置锁止。例如，可以在作用盘中的环形轨道中或者在转子部分本身中引入至少12个、优选24个、特别优选36个并且最优选至少48个容纳孔，其中，容纳孔可以构成通孔或者盲孔，备选地，容纳孔也可以通过齿或类似物构成，以使得可以通过不同的方式获得作用盘或转子部分自身与锁定元件之间的形状锁合。

依据根据本发明的驱动单元的有利的改进，可以设置控制单元，该控制单元尤其容纳在多极电机的转子部分和定子部分之间的区域中，其中，控制单元为了作用装置的启动而构造。此外，控制单元可以通过电线与操作模块和/或接口模块连接，通过该操作模块和/或接口模块同样可以将作用装置触发，例如通过由人操纵操作模块和/或接口模块。此外，控制单元可以包括无线电模块，以使得也可以通过控制单元与外部设施（例如建筑物的接待室）之间的无线通信将作用单元启动，以阻止人们进入建筑物中。

在定子部分和转子部分之间可以布置若干容纳在定子部分上的线圈元件，并且其中可以在定子部分和转子部分之间进一步布置若干磁体元件，这些磁体元件布置在转子部分上。在这种情况下，线圈元件可以在环形轨道上布置在定子部分上，从而构成线圈环，其中作用装置并且尤其是控制单元也布置在线圈环内的区域中。

依据根据本发明的驱动单元的另一有利的实施方式，可以进一步设置，在定子部分上将作用装置构造成用于制动转子部分的转动运动的制动装置。在这种情况下，至少一个作用装置可以构成锁定装置，并且至少一个另外的装置可以构成制动装置。制动装置同样可以静止地布置在定子部分上，并且构造用于在旋转的转子部分中的摩擦锁合式的作用。为此，制动装置可以具有例如执行器和制动元件，其中，制动元件通过执行器的启动而相对转子部分的盘形的并且优选环形的区段发生摩擦锁合。例如，转子部分上的环形区段可以用于容纳磁体元件，该磁体元件在内侧上或者外侧上安装在环形区段上。在环形区段的与磁体元件相对置的内侧或外侧上，制动元件可以摩擦锁合地进行抵靠，其中，出现的制动法向力优选地相对于转子部分的旋转轴线径向地延伸。转子部分可以通过轴承装置可转动地容纳在定子部分上，并且通过转子部分由于制动元件的影响而产生的制动反作用力可以由轴承装置接收。由此，产生了鼓式制动器的结构，这也应用于汽车技术中。

通过整合在多极电机中的制动装置，可以极快地将旋转门的转动栅门停止。当旋转门的传感器由人触发时这是特别重要的，这是因为在这种情况下要考虑人可能与该转动栅门碰撞并有可能由此受伤。尽管转动栅门也可以通过电动机制动，但是通过制动装置可以显著降低制动距离。尤其是寻求将转动栅门的转动门扇通过最大10cm的距离制动，因为这大约对应于门扇上的安全橡胶边缘的弹性路程，这些门扇构成用于检测例如与人的碰撞的传感器。

本发明还涉及具有驱动单元的旋转门，该驱动单元具有电子换向多极电机，该多极电机具有盘状或罐状的定子部分，该定子部分布置在旋转门的静止的结构组件上，并且该多极电机具有盘状或罐状的转子部分，该转子部分与旋转门的转动栅门无传动装置地连接，其中该定子部分和转子部分相对于彼此具有平面平行的布置，并且其中在定子部分和转子部分之间在定子部分上布置作用装置，该作用装置用于作用于转子部分的转动运动。结合驱动单元所述的其他特征和相关优点也同样适用于根据本发明的旋转门。

附图说明

下面参照附图结合对本发明的优选实施例的描述详细地阐述其他的、改进本发明的措施。在附图中：

图1示出具有安装在天花板侧的多极电机的旋转门的示意性立体视图，该多极电机具有作用装置；

图2示出通过穿过用于旋转门驱动单元的多极电机的横截面视图，其中在多极电机中将作用装置以锁定装置的形式示出；

图3示出作为转子部分的组件的作用盘的俯视图；并且

图4以横截面视图示出多极电机的另一实施例，该多极电机具有构造为锁定装置的第一作用装置以及构造为制动装置的另一个作用装置。

具体实施方式

图1以示意性的立体视图示出旋转门100。旋转门100具有框架28，并且结构组件11构成框架28的天花板元件，多极电机1布置在该天花板元件上并用于围绕驱动轴线29旋转驱动转动栅门13。备选地，结构组件11也可以构成旋转门的或者建筑物的地板侧的组件。因此，多极电机1在安装于天花板的布置中位于结构组件11和转动栅门13之间。多极电机1拥有扁平柱状、碟状或盘状的基本形状，由此多极电机1在天花板侧下的布置才成为可能。

为了减速或锁定转动栅门13的转动运动，在多极电机1中整合地存在有作用装置14，该作用装置仅仅示意性地标出。作用装置14在转动栅门13的用电动机的减速之外或者用电动机的锁定之外实现了转动栅门13的减速，并且结合以下附图中的实施例详细地阐述了不同的实施方式。

图2以横截面视图示出布置在结构组件11下侧的多极电机1的第一实施例。多极电机1具有盘状的定子部分10和罐状的转子部分12。转子部分12通过轴承装置30可围绕驱动轴线29转动地布置在静止的定子部分10上，并且转子部分12包括输出轴31，旋转门100的转动栅门13可以与该输出轴连接。备选地，转动栅门13可以与转子12的外表面32连接，以使得转动栅门13的转动门扇与转子部分12一起直接布置成为可能，而不需要输出轴31。

在定子部分10和转子部分12之间布置线圈元件21和磁体元件22，并且线圈元件21容纳在定子部分10上的环形区段26上。磁体元件22在容纳在罐状的转子部分12内侧中，并在外侧构成环绕的空隙33的情况下包围布置在环形轨道上的线圈元件21。因此，将多极电机1构造为例如外转子。

根据本发明，在定子部分10上布置作用装置14，并且作用装置14处于定子部分10和平行于定子部分10延伸的转子部分12之间。作用装置14实施为锁定装置27，并且为了把锁定装置27固定在定子部分10上而设置螺钉元件34。

转子部分12包括作用盘19，并且如果锁定装置27被启动，则锁定装置27的锁定元件15可以作用到在作用盘19中引入的容纳孔16中。作用盘19通过螺钉元件35与转子12的基本结构刚性地连接，其中螺钉元件35同时将轴承装置30与转子部分12连接。

容纳孔16在相对于驱动轴线29的半径上存在于作用盘19中的环形轨道中，该驱动轴线构成作用盘19上的面的法线并同时为对称轴线。如果锁定元件15作用到容纳孔16之一中，则转子部分12在定子部分10上的扭转被阻止。通过转动栅门13在转子部分12上的扭转刚性的布置，同时将旋转门100中的转动栅门13锁定。

为了启动锁定装置27而设置了控制单元20，该控制单元同样布置在定子部分10和转子部分12之间的区域中。通过控制单元20可以为锁定装置27的励磁线圈17通电，由此衔铁18进行升降运动（Hubbewegung），并且衔铁18与锁定元件15作用连接。因此，当为励磁线圈17通电时，销状的锁定元件15作用到转子12中。然后，在锁定装置27的无电流状态下，转子部分12可以自由地围绕驱动轴线29旋转。

图3示出作用盘19的俯视图，在该作用盘中引入了若干容纳孔16。容纳孔16存在于某一半径的环形轨道上，该半径围绕驱动轴线29延伸，该驱动轴线与作用盘19的中轴线重合。此外，在作用盘19中引入通孔36，螺钉元件35可以贯穿这些通孔延伸。

最后，图4示出多极电机1的另一种实施例，该多极电机具有定子部分10和转子部分12以及布置在定子部分10和转子部分12之间的线圈元件21和磁体元件22。线圈元件21在外侧以构成线圈环的方式布置在定子部分10上，其中，线圈环围绕驱动轴线29延伸。在线圈环的内侧布置磁体元件22，该磁体元件布置在转子部分12的环形区段26上。定子部分10以封闭的方式实施，并且在两侧上以平面的方式包围转子部分12，其中，转子部分12具有一个尽管在封闭的定子部分10的情况下仍然平行于定子部分10延伸的基本结构。通过磁体元件22在由线圈元件21构成的线圈环内部的内侧布置，多极电机1例如构造为内转子。

实施例示出了实施为锁定装置27的第一作用装置14和实施为制动装置23的第二作用装置14。在这种情况下，两个作用装置14静止地在内侧布置在定子部分10上。

锁定装置27示出为具有锁定元件15，该锁定元件可以以参照图2已经描述的那样的同样的方式作用到容纳孔16中。在该实施例中，在转子部分12的基本结构中示例性地引入容纳孔16。

构造为制动装置23的作用装置14拥有执行器24，该执行器可以通过机械耦合装置37作用于制动元件25上。如果执行器24被启动，则制动元件25可以在内侧抵抗转子部分12的环形区段26地作用，以便在定子部分10和转子部分12之间产生制动力矩。在这种情况下，环形区段26构成转子部分12的区段，在该区段上容纳有磁体元件22。

作为多极电机1的电动机制动作用的备选或补充，通过制动装置23可以将转子部分12从其转动运动制动，其中，该制动作用基于制动元件25和环形区段26的内侧之间的摩擦锁合。与此相对，锁定装置27通过锁定元件15在容纳孔16中的作用通过形状锁合起作用，并且优选地仅仅在转子部分12已经停止或者转子部分只是仅仅很慢地旋转时才启动。

例如，为了使转动的转子部分12制动和锁定，作为多极电机1的电动机制动作用的备选或补充，可以首先启动制动装置23，以便将转子部分12的转动运动减速并因此将旋转门100的转动栅门的转动运动减速。如果转动运动结束或者转子12只是仅仅很慢地旋转，则可以接着启动锁定装置27，以通过形状锁合最终将转子部分12固定在定子部分10上，以使得转动栅门13也不再能够转动。

本发明的实施不限于以上给出的优选实施例。相反，可以考虑多种变型，所述变型也在本质上不同类型的实施方式中利用所示的解决方案。从权利要求书、说明书或者附图得出的所有特征和/或优点，包括结构上的细节和空间上的布置，无论其本身还是在不同的组合中都是对本发明有意义的。

附图标记列表

100 旋转门

1   多极电机

10  转子部分

11  结构组件

12  转子部分

13  转动栅门

14  作用装置

15  锁定元件

16  容纳孔

17  励磁线圈

18  衔铁

19  作用盘

20  控制单元

21  线圈元件

22  磁体元件

23  制动装置

24  执行器

25  制动元件

26  环形区段

27  锁定装置

28  框架

29  驱动轴线

30  轴承装置

31  输出轴

32  外表面

33  空隙

34  螺钉元件

35  螺钉元件

36  通孔

37  机械耦合装置

Claims (12)

1.一种具有电子换向多极电机（1）的用于旋转门（100）的驱动单元，所述多极电机具有盘状或罐状的定子部分（10），所述定子部分能布置在所述旋转门（100）的静止的结构组件（11）上，并且所述多极电机具有盘状或罐状的转子部分（12），所述转子部分能与所述旋转门（100）的转动栅门（13）无传动装置地连接，其中，所述定子部分（10）和所述转子部分（12）相对于彼此具有平面平行的布置，并且其中，在所述定子部分（10）和所述转子部分（12）之间，在所述定子部分（10）上布置有作用装置（14），所述作用装置用于作用于所述转子部分（12）的转动运动。

2.根据权利要求1的驱动单元，其特征在于，所述作用装置（14）作为用于锁定所述转子部分（12）的转动运动的锁定装置（27）而构造在所述定子部分（10）上，其中，所述锁定装置（27）静止地布置在所述定子部分（10）上并且用于的形状锁合地作用到所述转子部分（12）中。

3.根据权利要求2所述的驱动单元，其特征在于，所述锁定装置（27）具有执行器和锁定元件（15），所述锁定元件能通过所述执行器形状锁合地被引入到所述转子部分（12）中的容纳孔（16）中。

4.根据权利要求1至3之一所述的驱动单元，其特征在于，所述锁定装置（27）的执行器包括励磁线圈（17），所述励磁线圈在被电激活时作用于与所述锁定元件（15）连接的衔铁（18），并使得所述锁定元件（15）尤其进行升降运动。

5.根据上述权利要求之一所述的驱动单元，其特征在于，所述转子部分（12）具有作用盘（19），其中，所述作用盘（19）具有一个及优选具有若干容纳孔（16），所述锁定元件（15）在升降运动的情况下作用到所述容纳孔中。

6.根据上述权利要求之一所述的驱动单元，其特征在于，设置有控制单元（20），所述控制单元尤其容纳在所述多极电机（1）的定子部分（10）和转子部分（12）之间的区域中，其中所述控制单元（20）构造用于启动所述作用装置（14）。

7.根据上述权利要求之一所述的驱动单元，其特征在于，在所述定子部分（10）和所述转子部分（12）之间布置有若干容纳在所述定子部分（10）上的线圈元件（21），并且其中，在所述定子部分（10）和所述转子部分（12）之间布置有若干磁体元件（22），所述磁体元件布置在所述转子部分（12）上。

8.根据权利要求7所述的驱动单元，其特征在于，所述线圈元件（21）在环形轨道上布置在所述定子部分（10）上，从而构成线圈环，其中，所述作用装置（14）以及尤其是所述控制单元（20）布置在尤其是所述线圈环内的区域中。

9.根据上述权利要求之一所述的驱动单元，其特征在于，在所述定子部分（10）上将所述作用装置（14）构造为用于制动所述转子部分（12）的转动运动的制动装置（23）。

10.根据权利要求9所述的驱动单元，其特征在于，所述制动装置（23）静止地布置在所述定子部分（10）上，并且为了摩擦锁合地作用到所述旋转的转子部分（12）中而构造。

11.根据权利要求9所述的驱动单元，其特征在于，所述制动装置（23）具有执行器（24）和制动元件（25），其中，所述制动元件（25）通过所述执行器（24）的启动而能向所述转子部分（12）的盘形的并且优选环形的区段（26）发生摩擦锁合。

12.一种具有根据上述权利要求之一所述的驱动单元的旋转门。