DE20219720U1 - Method for controlling the movement of a door self-closing unit has an electrically governed damping unit - Google Patents
Method for controlling the movement of a door self-closing unit has an electrically governed damping unitInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Türantrieb nach dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.The invention relates to a door drive according to the preamble of claim 1 .
Aus der US 4,148,111 ist ein als Türschließer ausgebildeter Türantrieb zum automatischen Schließen eines drehbar gelagerten Türflügels bekannt. Dieser weist ein Gehäuse auf, in welchem ein als Schließerwelle ausgebildetes Abtriebsglied drehbar gelagert ist. Die Schließerwelle wirkt über ein als Ritzel und Zahnstange ausgebildetes Getriebe mit einem in dem Gehäuse linear verschiebbar geführten Kolben zusammen, wobei ein z.B. als Schließerfeder ausgebildeter mechanischer Energiespeicher den Kolben im Schließsinn beaufschlagt. Eine hydraulische, ein in einem Überströmkanal zwischen zwei von dem Kolben begrenzten Gehäusekammern angeordnetes Ventil aufweisende Dämpfungseinrichtung ist zur Dämpfung des Schließvorgangs vorgesehen. Die Dämpfungseinrichtung ist so ausgebildet, dass die Dämpfung der Bewegung des Türflügels in Schließrichtung automatisch auf Änderungen einer Umgebungsbedingung, nämlich der Umgebungstemperatur angepasst wird, indem das Ventil ein den Durchströmungsquerschnitt definierendes Kunststoffelement aufweist, welches bei Änderungen der Umgebungstemperatur sein Volumen ändert. Das Kunststoffelement dehnt sich bei Temperaturerhöhung aus, so dass sich der Durchströmungsquerschnitt entsprechend verringert; hierdurch wird erreicht, dass unabhängig von Änderungen der Umgebungstemperatur und den dadurch bedingten Viskositätsänderungen des Dämpfungsmediums eine konstante Durchströmung des Dämpfungsmediums durch das Ventil sichergestellt ist und die Dämpfung der Schließbewegung somit temperaturunabhängig ist.A door drive designed as a door closer for automatically closing a rotatably mounted door leaf is known from US 4,148,111 . This has a housing in which an output member designed as a closer shaft is rotatably mounted. The closer shaft interacts with a piston that is guided in a linearly displaceable manner in the housing via a gear designed as a pinion and rack, with a mechanical energy store designed as a closer spring, for example, acting on the piston in the closing direction. A hydraulic damping device with a valve arranged in an overflow channel between two housing chambers delimited by the piston is provided for damping the closing process. The damping device is designed in such a way that the damping of the movement of the door leaf in the closing direction is automatically adapted to changes in an ambient condition, namely the ambient temperature, in that the valve has a plastic element that defines the flow cross-section and changes its volume when the ambient temperature changes. The plastic element expands when the temperature increases, so that the flow cross-section is reduced accordingly; This ensures that, regardless of changes in the ambient temperature and the resulting changes in the viscosity of the damping medium, a constant flow of the damping medium through the valve is ensured and the damping of the closing movement is thus independent of temperature.
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Nachteilig bei dem gezeigten Türschließer ist, dass zwar eine Anpassung an die beschriebenen Viskositätsänderungen des Dämpfungsmediums sichergestellt ist, eine automatische Anpassung an andere besondere, durch weitere Änderungen der Umgebungsbedingungen ausgelöste Bethebszustände jedoch nicht vorgesehen ist. Beispielsweise kann es durch Luftzug innerhalb eines Gebäudes oder durch Wind dazu kommen, dass der Türflügel nicht vollständig geschlossen wird, insbesondere dann, wenn bei Erreichen der Geschlossenlage der Widerstand einer Schlossfalle zu überwinden ist. Zwar ist die Schließdämpfung durch manuelle Justierung des Ventils einstellbar; diese Einstellung stellt jedoch immer einen Kompromiss dar, denn bei geringer Schließdämpfung, die ein sicheres Schließen des Türflügels auch bei Luftzug sicherstellt, würde der Türflügel, wenn der Luftzug nicht vorliegt, heftig und lautstark in seine Geschlossenlage fallen.The disadvantage of the door closer shown is that, although adaptation to the described viscosity changes of the damping medium is ensured, automatic adaptation to other special operating conditions triggered by further changes in the ambient conditions is not provided. For example, a draft inside a building or wind can mean that the door leaf is not closed completely, especially if the resistance of a lock latch has to be overcome when reaching the closed position. Although the closing damping can be adjusted by manually adjusting the valve, this setting always represents a compromise, because with low closing damping, which ensures that the door leaf closes securely even in a draft, the door leaf would fall violently and loudly into its closed position if the draft was not present.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Türantrieb zu schaffen, welcher selbsttätig auf Änderungen der Umgebungsbedingungen reagieren kann und in jedem Fall ein sicheres und gleichzeitig komfortables Schließen des Türflügels sicherstellt. Zudem soll der Türantrieb kostengünstig in der Herstellung sein.The invention is based on the object of creating a door drive that can automatically react to changes in the ambient conditions and always ensures that the door leaf closes safely and comfortably. In addition, the door drive should be inexpensive to manufacture.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzeichens des Schutzanspruchs 1 gelöst.The problem is solved by the features of the characterising part of claim 1.
Die Dämpfungseinrichtung weist ein elektrisch ansteuerbares Dämpfungselement auf, welches an einen elektrischen Ausgang einer Steuerungseinrichtung angeschlossen ist. Die Steuersignale für das Dämpfungselement werden von der Steuerungseinrichtung, welche das Ausgangssignal eines eine Bewegung des Abtriebsglieds, z.B. die Drehbewegung der Schließerwelle erfassenden, an einen Eingang der Steuerungseinrichtung angeschlossenen Sensors verarbeitet, generiert. Das Dämpfungselement ist durch die Steuerungseinrichtung somit abhängig von der Bewegung, d.h. von der Position, der Bewegungsrichtung und der Bewegungsgeschwindigkeit des Abtriebsglieds ansteuerbar, d.h. in seiner Wirkung veränderbar.The damping device has an electrically controllable damping element which is connected to an electrical output of a control device. The control signals for the damping element are generated by the control device, which processes the output signal of a sensor connected to an input of the control device that detects a movement of the output member, e.g. the rotary movement of the closing shaft. The damping element can thus be controlled by the control device depending on the movement, i.e. the position, direction of movement and speed of movement of the output member, i.e. its effect can be changed.
Die Steuerungseinrichtung weist eine Rechnereinrichtung, eine Speichereinrichtung sowie einen elektrischen Energiespeicher auf. Der elektrische Energiespei-The control device has a computer device, a storage device and an electrical energy storage device. The electrical energy storage device
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eher kann als austauschbare Batterie ausgebildet sein. Bei bevorzugten Ausführungen ist der elektrische Energiespeicher als Akku ausgebildet. Alternativ kann der elektrische Energiespeicher als kapazitiver Energiespeicher, d.h. als Kondensator, beispielsweise als sogenannter Gold-Cap-Kondensator ausgebildet sein.rather, it can be designed as a replaceable battery. In preferred embodiments, the electrical energy storage device is designed as a rechargeable battery. Alternatively, the electrical energy storage device can be designed as a capacitive energy storage device, i.e. as a capacitor, for example as a so-called gold cap capacitor.
Das Ausgangssignal des beispielsweise als vielpoliger Drehgeber ausgebildeten Sensors wird auf einen Eingang der Steuerungseinrichtung geleitet. In der vorteilhafterweise nichtflüchtigen Speichereinrichtung der Steuerungseinrichtung sind Parameter für die möglichen Betriebszustände des Türantriebs hinterlegt. In der Rechnereinrichtung der Steuerungseinrichtung werden die gespeicherten Parameter mit den Ausgangssignalen des Sensors verglichen. Aus diesen Signalen werden in der Rechnereinrichtung direkt die Öffnungswinkelstellung sowie die Bewegungsgeschwindigkeit des an den Türantrieb angeschlossenen Türflügels hergeleitet.The output signal of the sensor, which is designed as a multi-pole rotary encoder, for example, is sent to an input of the control device. Parameters for the possible operating states of the door drive are stored in the advantageously non-volatile memory of the control device. The stored parameters are compared with the output signals of the sensor in the computer of the control device. The opening angle position and the movement speed of the door leaf connected to the door drive are derived directly from these signals in the computer.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass in Schließrichtung bei großen Öffnungswinkeln des Türflügels eine hohe Bewegungsgeschwindigkeit des Türflügels zugelassen ist, dass jedoch ab einem bestimmten kleinen Öffnungswinkel die Bewegungsgeschwindigkeit des Türflügels auf einen vorbestimmten geringeren Wert abgebremst wird. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Schließdämpfung - bei Türen mit rastender Schlossfalle - kurz vor Erreichen der Geschlossenlage wieder verringert oder ganz aufgehoben wird, so dass die Schlossfalle zuverlässig einrasten kann. Für die Öffnungsbewegung kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Türflügel bis zum Erreichen eines bestimmten Öffnungswinkels ungedämpft, d.h. allein gegen die Kraft der komprimierten Schließerfeder geöffnet wird, dass ab diesem bestimmten Öffnungswinkel aber eine Dämpfung der Öffnungsbewegung einsetzt, die ein Anschlagen des Türflügels, z.B. gegen eine Wand, verhindert.For example, it can be provided that a high movement speed of the door leaf is permitted in the closing direction when the door leaf is opened at a large angle, but that from a certain small opening angle the movement speed of the door leaf is slowed down to a predetermined lower value. Alternatively or additionally, it can be provided that the closing damping - for doors with a locking lock latch - is reduced again or completely removed shortly before the closed position is reached, so that the lock latch can reliably engage. For the opening movement, it can be provided, for example, that the door leaf is opened undamped, i.e. solely against the force of the compressed closing spring, until a certain opening angle is reached, but that from this certain opening angle the opening movement is dampened, which prevents the door leaf from hitting a wall, for example.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgegenstands kann in der Speichereinrichtung ein Bewegungsgeschwindigkeitsprofil der Türflügels hinterlegt sein, wobei jeder Öffnungswinkelposition des Türflügels eine optimale Bewegungsgeschwindigkeit für die Öffnungs- sowie für die Schließbewegung zugeord-In an advantageous embodiment of the subject matter of the invention, a movement speed profile of the door leaf can be stored in the storage device, whereby each opening angle position of the door leaf is assigned an optimal movement speed for the opening and closing movement.
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net ist. Durch dieses kontinuierliche Profil von Referenzwerten kann erreicht werden, dass die Dämpfung nicht ab einem bestimmten Punkt stoßartig einsetzt, sondern dass schon geringe Abweichungen der Bewegungsgeschwindigkeit von dem hinterlegten Bewegungsprofil eine sofortige und exakte Anpassung der Dämpfung bewirken und somit eine feinfühlige Regelung erreicht wird.net. This continuous profile of reference values ensures that the damping does not start suddenly at a certain point, but that even small deviations in the movement speed from the stored movement profile cause an immediate and precise adjustment of the damping, thus achieving sensitive control.
Neben den für die Türflügelbewegungsgeschwindigkeiten relevanten Parametern können auch weitere Parameter in der Speichereinrichtung der Steuerungseinrichtung hinterlegt sein. Beispielsweise kann eine Offenhaltezeit definiert werden, so dass der Türflügel nach dem Öffnungsvorgang nicht sofort schließt, sondern erst nach Ablauf der Offenhaltezeit zum Schließen freigegeben wird.In addition to the parameters relevant to the door leaf movement speeds, other parameters can also be stored in the memory of the control device. For example, a hold-open time can be defined so that the door leaf does not close immediately after the opening process, but is only released for closing after the hold-open time has elapsed.
Das Dämpfungselement muss so ausgebildet sein, dass es schnell und exakt auf die Ansteuersignale der Steuerungseinrichtung reagieren kann. Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Dämpfungselements ist ein elektrisch ansteuerbares Ventil, welches in einem Überströmkanal, welcher zwei im Gehäuse beidseits des Kolbens vorhandene Gehäusekammern verbindet, angeordnet ist.The damping element must be designed in such a way that it can react quickly and precisely to the control signals of the control device. An advantageous design of the damping element is an electrically controllable valve, which is arranged in an overflow channel that connects two housing chambers in the housing on both sides of the piston.
Das elektrisch ansteuerbare Ventil kann beispielsweise als bistabiles Magnetventil ausgebildet sein, dessen Durchflussquerschnitt durch die getaktete Umschaltung zwischen den beiden Stellungen „offen" und „geschlossen" regulierbar sein kann. Je nach Verhältnis der „Offen" und „Geschlossen"-Impulse zueinander kann der Durchflussquerschnitt stufenlos eingestellt werden, wobei eine Änderung des Durchflussquerschnitts sehr schnell realisierbar ist. Alternativ ist die Verwendung eines Ventils denkbar, dessen Durchflussquerschnitt beispielsweise mittels eines schnelllaufenden Servomotors stufenlos regulierbar ist und nach dem letzten Ansteuerungssignal auf diesem entsprechenden Wert verbleibt; hier sind also Ansteuersignale nur zur Änderung des Durchflussquerschnitts erforderlich. Auch die Verwendung anderer, hier nicht beschriebener Ventilaktoren ist bei entsprechender Eignung denkbar.The electrically controllable valve can be designed, for example, as a bistable solenoid valve, the flow cross-section of which can be regulated by the clocked switching between the two positions "open" and "closed". Depending on the ratio of the "open" and "closed" pulses to one another, the flow cross-section can be continuously adjusted, whereby a change in the flow cross-section can be implemented very quickly. Alternatively, it is conceivable to use a valve whose flow cross-section can be continuously regulated, for example by means of a high-speed servo motor, and which remains at this corresponding value after the last control signal; in this case, control signals are only required to change the flow cross-section. The use of other valve actuators not described here is also conceivable if they are suitable.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das Dämpfungselement als mechanische Bremseinrichtung ausgebildet sein, so dass gegebenenfalls auf die Füllung des Türantriebs mit einem Dämpfungsmedium verzichtet werden kann.In a further advantageous embodiment, the damping element can be designed as a mechanical braking device, so that it may be possible to dispense with filling the door drive with a damping medium.
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Die mechanische Bremseinrichtung kann auf ein bewegliches Element des Türantriebs einwirken, beispielsweise direkt auf die Schließerwelle oder auf eine auf der Schließerwelle drehfest angeordnete Bremsscheibe oder auf den Kolben.The mechanical braking device can act on a moving element of the door drive, for example directly on the closer shaft or on a brake disc arranged on the closer shaft in a rotationally fixed manner or on the piston.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das Dämpfungselement als elektrischer Generator ausgebildet sein. Auch hier kann gegebenenfalls auf die Füllung des Türantriebs mit einem Dämpfungsmedium verzichtet werden. Der Generator erzeugt bei der generatorischen Bremsung elektrische Energie, welche einem elektrischen Widerstand zugeleitet wird. Wird die elektrische Energie alternativ oder zusätzlich dem elektrischen Energiespeicher der Steuerungseinrichtung zugeführt, kann auf eine externe Ladung oder einen Austausch des elektrischen Energiespeichers verzichtet werden.In a further advantageous embodiment, the damping element can be designed as an electrical generator. Here too, it may be possible to dispense with filling the door drive with a damping medium. During regenerative braking, the generator produces electrical energy, which is fed to an electrical resistor. If the electrical energy is alternatively or additionally fed to the electrical energy storage device of the control device, external charging or replacement of the electrical energy storage device can be dispensed with.
Ansonsten kann vorgesehen sein, dass der elektrische Energiespeicher austauschbar ist oder über das Energieversorgungsnetz des Gebäudes geladen wird. Im letzteren Fall kann die Zuführung der elektrischen Energie - falls der Türantrieb am Türflügel montiert ist - beispielsweise über das kraftübertragende Gestänge erfolgen. Alternativ oder zusätzlich können am Türantrieb, am Türflügel oder ortsfest Solarzellen angeordnet sein, welche den elektrischen Energiespeicher mit elektrischer Energie versorgen.Otherwise, the electrical energy storage device can be exchangeable or charged via the building's power supply network. In the latter case, the electrical energy can be supplied - if the door drive is mounted on the door leaf - via the power-transmitting rods, for example. Alternatively or additionally, solar cells can be arranged on the door drive, on the door leaf or at a fixed location, which supply the electrical energy storage device with electrical energy.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen beinhalten die Aufschaltung weiterer Sensorsignale auf die Steuerungseinrichtung des Türantriebs:Further advantageous embodiments include the connection of additional sensor signals to the control device of the door drive:
So können im Bewegungsbereich des Türflügels beispielsweise Sicherheitssensoren angeordnet sein, deren Ausgangssignal bei einem im Bewegungsbereich des Türflügels befindlichen Hindernis eine starke Dämpfung der Türflügelbewegung bis hin zum Stillstand bewirkt, womit ein Aufprallen des Türflügels gegen das Hindernis vermieden wird.For example, safety sensors can be arranged in the movement area of the door leaf, the output signal of which causes a strong dampening of the door leaf movement until it comes to a standstill if there is an obstacle in the movement area of the door leaf, thus preventing the door leaf from colliding with the obstacle.
Außerdem können Sensoren für die Umgebungsbedingungen, beispielsweise für Temperatur oder Wind, vorgesehen sein. Der Türantrieb kann dann angepasst an die Umgebungsbedingungen betrieben werden; z.B. kann die Schließbewegung bei kalten Außentemperaturen schneller erfolgen als bei wärmeren Außentempe-In addition, sensors for the ambient conditions, such as temperature or wind, can be provided. The door drive can then be operated in accordance with the ambient conditions; for example, the closing movement can be faster in cold outside temperatures than in warmer outside temperatures.
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raturen, um ein Auskühlen des durch den Türflügel abgeschlossenen Innenraums zu vermeiden.temperatures to prevent the interior space enclosed by the door leaf from cooling down.
Die Steuerungseinrichtung des Türantriebs kann außerdem weitere elektrische Ausgänge aufweisen, z.B. für die Anbindung des Türantriebs an eine zentrale Leitstelle. Es ist somit eine zentrale Überwachung des Betriebszustands der angeschlossenen Türantriebe möglich.The control device of the door drive can also have additional electrical outputs, e.g. for connecting the door drive to a central control center. This makes it possible to centrally monitor the operating status of the connected door drives.
Alle vorangehend beschriebenen, in der Speichereinrichtung der Steuerungseinrichtung hinterlegten Betriebsparameter können bereits herstellerseitig dort gespeichert werden. Bei vorteilhaften Ausführungen kann es aber zusätzlich vorgesehen sein, dass die Parameter auch bei bereits montiertem Türantrieb jederzeit eingebbar und speicherbar sind. Hierzu kann an der Steuerungseinrichtung eine Schnittstelle vorhanden sein, wobei die Eingabe bzw. Veränderung der Betriebsparameter beispielsweise über ein anschließbares Serviceterminal oder über einen herkömmlichen PC erfolgen kann. Bei Anschluss des Türantriebs an eine zentrale Leitstelle kann die Eingabe bzw. Veränderung der Betriebsparameter auch von dort erfolgen. Denkbar ist auch eine drahtlose Datenübertragung zur Eingabe bzw. Veränderung der Betriebsparameter, wobei die Steuerungseinrichtung dann eine Empfängervorrichtung aufweisen kann.All of the operating parameters described above that are stored in the memory of the control device can already be stored there by the manufacturer. In advantageous designs, however, it can also be provided that the parameters can be entered and saved at any time, even when the door drive is already installed. For this purpose, an interface can be present on the control device, whereby the operating parameters can be entered or changed, for example, via a connectable service terminal or via a conventional PC. If the door drive is connected to a central control center, the operating parameters can also be entered or changed from there. Wireless data transmission for entering or changing the operating parameters is also conceivable, whereby the control device can then have a receiver device.
Als weitere vorteilhafte Ausführung ist es möglich, dass die in der Speichereinrichtung zu speichernden Betriebsparameter bei Inbetriebnahme des Türantriebs durch ein manuelles Bewegen des Türflügels gemäß dem gewünschten Bewegungsablauf gespeichert werden, wobei die Signale des die Bewegung des Abtriebsglieds erfassenden Sensors in der Rechnereinrichtung ausgewertet und zu den Betriebsparametern für den Bewegungsablauf verarbeitet werden.As a further advantageous embodiment, it is possible that the operating parameters to be stored in the storage device are stored when the door drive is started up by manually moving the door leaf in accordance with the desired movement sequence, wherein the signals of the sensor detecting the movement of the output member are evaluated in the computer device and processed into the operating parameters for the movement sequence.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele in der Zeichnung anhand der Figuren näher erläutert.In the following, embodiments are explained in more detail in the drawing using the figures.
Dabei zeigen:Showing:
Figur 1 einen Türschließer mit hydraulischer Dämpfung in Schnittdarstellung; Figure 1 shows a door closer with hydraulic damping in sectional view;
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Figur 2 einen Türschließer mit mechanischer Bremse (Dämpfung) in Schnittdarstellung; Figure 2 shows a door closer with mechanical brake (damping) in sectional view;
Figur 3 einen Türschließer mit generatorischer Bremse (Dämpfung) in Schnittdarstellung; Figure 3 shows a door closer with a generator brake (damping) in a sectional view;
Figur 4 die Öffnungswinkelteilbereiche eines an den Türantrieb angeschlossenen Türflügels in Draufsicht. Figure 4 shows the opening angle ranges of a door leaf connected to the door drive in plan view.
Figur 1 zeigt einen als Türschließer ausgebildeten Türantrieb 1. Der Türantrieb 1 weist ein Gehäuse 2 auf; dieses ist an einem drehbar gelagerten Türflügel oder an einem ortsfesten Türrahmen angeordnet. Alternativ ist auch eine im Rahmen integrierte Montage des Gehäuses 2 denkbar. Der im Gehäuse 2 linear verschiebbare Kolben 3 ist als Hohlkolben ausgebildet und in seinem Inneren mit einer Verzahnung 4 versehen, welche mit einem Ritzel 6 eines im Gehäuse 2 drehbar gelagerten, als Schließerwelle ausgebildeten Abtriebsglieds 5 zusammenwirkt. Auf einem Ende des Abtriebsglieds 5 ist ein nicht dargestelltes kraftübertragendes Gestänge drehfest angeordnet; dieses kann als Gleitarm oder als Scherenarm ausgebildet sein und verbindet den Türantrieb 1 - je nach Montageart - mit dem ortsfesten Türrahmen bzw. mit dem Türflügel. Der Kolben 3 unterteilt den Innenraum des Gehäuses 2 in zwei Gehäusekammern 9, 11. In der rechten Gehäusekammer 11 sind zueinander koaxial zwei als Schließerfedern ausgebildete mechanische Energiespeicher 7, 8 angeordnet, welche sich mit ihrem in der Zeichnung rechten Ende auf einer Wandung des Gehäuses 2 und mit ihrem linken Ende auf der rechten Stirnfläche des Kolbens 3 abstützen. Die mechanischen Energiespeicher 7, 8 beaufschlagen den Kolben 3 somit nach links; eine Bewegung des Kolbens 3 nach rechts führt zu einer Kompression der mechanischen Energiespeicher 7, 8. Dies entspricht einer Drehung des Abtriebsglieds 5 im Uhrzeigersinn, welche bei einem manuellen Öffnen des angeschlossenen Türflügels auftritt. Die durch die Kompression der mechanischen Energiespeicher 7, 8 gespeicherte Energie steht für das automatische Schließen des Türflügels nach dessen Loslassen zur Verfügung. Der Kolben 3 wird dann unter Entspannung der mechanischen Energiespeicher 7, 8 nach links gedrängt bei Drehung des Abtriebsglieds 5 entgegen dem Uhrzeigersinn. Figure 1 shows a door drive 1 designed as a door closer. The door drive 1 has a housing 2; this is arranged on a rotatably mounted door leaf or on a stationary door frame. Alternatively, it is also conceivable that the housing 2 be mounted integrated in the frame. The piston 3, which can be moved linearly in the housing 2, is designed as a hollow piston and is provided with a toothing 4 on its inside, which interacts with a pinion 6 of an output member 5 that is rotatably mounted in the housing 2 and designed as a closer shaft. A force-transmitting rod (not shown) is arranged in a rotationally fixed manner on one end of the output member 5; this can be designed as a sliding arm or as a scissor arm and connects the door drive 1 - depending on the type of installation - to the stationary door frame or to the door leaf. The piston 3 divides the interior of the housing 2 into two housing chambers 9, 11. In the right housing chamber 11, two mechanical energy stores 7, 8 designed as closing springs are arranged coaxially to one another, which are supported with their right end in the drawing on a wall of the housing 2 and with their left end on the right face of the piston 3. The mechanical energy stores 7, 8 thus act on the piston 3 to the left; a movement of the piston 3 to the right leads to a compression of the mechanical energy stores 7, 8. This corresponds to a rotation of the output member 5 in a clockwise direction, which occurs when the connected door leaf is opened manually. The energy stored by the compression of the mechanical energy stores 7, 8 is available for the automatic closing of the door leaf after it is released. The piston 3 is then pushed to the left while the mechanical energy stores 7, 8 relax when the output member 5 rotates anti-clockwise.
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Um eine gedämpfte Schließbewegung des Türflügels zu ermöglichen, ist der Innenraum des Gehäuses 2 mit einem Dämpfungsmedium, z.B. mit Hydrauliköl gefüllt. Da sich der Kolben 3 bei der Schließbewegung nach links bewegt, verdrängt er Dämpfungsmedium aus der linken Gehäusekammer 9 durch den in einer Längswandung des Gehäuses 2 angeordneten Überströmkanal 12 in die rechte Gehäusekammer 11.In order to enable a dampened closing movement of the door leaf, the interior of the housing 2 is filled with a damping medium, e.g. hydraulic oil. Since the piston 3 moves to the left during the closing movement, it displaces damping medium from the left housing chamber 9 through the overflow channel 12 arranged in a longitudinal wall of the housing 2 into the right housing chamber 11.
Im Überströmkanal 12 befindet sich ein elektrisch ansteuerbares Ventil 20 (schematisch dargestellt). Dieses ist z.B. als Magnetventil ausgebildet; der Ventilkörper kann alternativ aber auch mit einem rotierenden Elektromotor oder mit Piezoaktoren oder ähnlichem angesteuert werden. Eine elektrische Ansteuerung des Ventils 20 bewirkt - unabhängig von dessen konkreter Ausführung - eine Änderung seines Durchflussquerschnitts. Die durch die elektrische Ansteuerung des Ventils 20 möglichen Betriebsarten des Türantriebs 1 werden an anderer Stelle noch detailliert beschrieben.An electrically controllable valve 20 (shown schematically) is located in the overflow channel 12. This is designed, for example, as a solenoid valve; alternatively, the valve body can also be controlled with a rotating electric motor or with piezo actuators or similar. Electrical control of the valve 20 causes a change in its flow cross-section - regardless of its specific design. The operating modes of the door drive 1 that are possible through the electrical control of the valve 20 are described in detail elsewhere.
Drehfest an dem Abtriebsglied 5 ist ein Sensor 22 angeordnet. Dieser Sensor 22, der beispielsweise als vielpoliger Inkrementalgeber ausgebildet sein kann, wandelt die Drehbewegung des Abtriebsglieds 5 in elektrische Signale um. Die Signale des Sensors 22 werden über eine elektrische Leitung 23 einer im Gehäuse 2 angeordneten elektronischen Steuerungseinrichtung 24 zugeführt; diese erhält die zu ihrem Betrieb benötigte elektrische Energie über eine elektrische Leitung 26 aus einem ebenfalls im Gehäuse 2 angeordneten elektrischen Energiespeicher 25, der beispielsweise als Akku ausgebildet ist. Über eine weitere im Gehäuse 2 verlaufende elektrische Leitung 21 ist ein Ausgang der Steuerungseinrichtung 24 mit dem Aktor des Ventils 20 verbunden.A sensor 22 is arranged on the output member 5 in a rotationally fixed manner. This sensor 22, which can be designed as a multi-pole incremental encoder, for example, converts the rotary movement of the output member 5 into electrical signals. The signals from the sensor 22 are fed via an electrical line 23 to an electronic control device 24 arranged in the housing 2; this receives the electrical energy required for its operation via an electrical line 26 from an electrical energy storage device 25, which is also arranged in the housing 2 and is designed as a battery, for example. An output of the control device 24 is connected to the actuator of the valve 20 via a further electrical line 21 running in the housing 2.
Die Figuren 2 und 3 zeigen abweichende Ausführungsbeispiele eines Türantriebs 1. Der grundsätzliche Aufbau des Türschließers 1 mit Gehäuse 2, Kolben 3 mit Verzahnung 4, Abtriebsglied 5 mit Ritzel 6 und mechanischen Energiespeichern 7, 8 entspricht dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel. Die dort beschriebenen Montagearten sowie die dort beschriebenen Bewegungsabläufe von Abtriebsglied 5 und Kolben 3 gelten ebenso für die Ausführungsbeispiele gemäß Figures 2 and 3 show different embodiments of a door drive 1. The basic structure of the door closer 1 with housing 2, piston 3 with gearing 4, output member 5 with pinion 6 and mechanical energy storage devices 7, 8 corresponds to the embodiment shown in Figure 1. The types of assembly described there and the movement sequences of output member 5 and piston 3 described there also apply to the embodiments according to
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Figuren 2 und 3. Auch die Anordnung des Sensors 22 einer Welle sowie die Zuführung der Signale des Sensors 22 über eine elektrische Leitung 23 zu einer im Gehäuse 2 angeordneten, über einen Energiespeicher 25 versorgten elektronischen Steuerungseinrichtung 24 entsprechen dem vorangehenden Ausführungsbeispiel. Figures 2 and 3. The arrangement of the sensor 22 on a shaft and the supply of the signals from the sensor 22 via an electrical line 23 to an electronic control device 24 arranged in the housing 2 and supplied via an energy storage device 25 also correspond to the preceding embodiment.
Anstelle des im Hydraulikkreislauf angeordneten Ventils weist der Türantrieb 1 gemäß Figur 2 eine mechanische Bremseinrichtung 27 auf. Auf eine Füllung des Gehäuses 2 mit einem Dämpfungsmedium kann also bei diesem Ausführungsbeispiel gegebenenfalls sogar verzichtet werden, es sei denn, das Medium ist zur Schmierung der beweglichen Teile erforderlich. Die elektrisch ansteuerbare Bremseinrichtung 27 ist über eine elektrische Leitung 28 mit einem Ausgang der Steuerungseinrichtung 24 verbunden und wirkt direkt auf das Abtriebsglied 5 oder auf ein mit dieser drehfest verbundenes Bremselement, z.B. auf eine Bremsscheibe. Instead of the valve arranged in the hydraulic circuit, the door drive 1 according to Figure 2 has a mechanical braking device 27. In this embodiment, it may even be possible to dispense with filling the housing 2 with a damping medium, unless the medium is required to lubricate the moving parts. The electrically controllable braking device 27 is connected to an output of the control device 24 via an electrical line 28 and acts directly on the output member 5 or on a braking element connected to it in a rotationally fixed manner, e.g. on a brake disk.
Der in Figur 3 dargestellte Türantrieb weist eine einen Generator 29 enthaltende Dämpfungseinrichtung auf. Der Generator 29 ist mittels eines übersetzenden Getriebes 31 mit dem Abtriebsglied 5 verbunden, so dass eine langsame Drehung des Abtriebsglieds 5 eine schnelle Drehung des Generators 29 bewirkt. Der Generator 29 ist außerdem über eine elektrische Leitung 30 mit der Steuerungseinrichtung 24 verbunden. Der die Drehbewegung des Abtriebsglieds 5 erfassende Sensor 22 ist bei diesem Ausführungsbeispiel an der schnelldrehenden Welle des Generators 29 angeordnet. Die Bremswirkung des Generators 29 wird dadurch erzielt, dass die Steuerungseinrichtung 24 dem Generator 29 einen in der Steuerungseinrichtung enthaltenen variablen elektrischen Widerstand zuschaltet. Alternativ oder zusätzlich kann die bei der generatorischen Bremsung erzeugte elektrische Energie dem elektrischen Energiespeicher 25 zugeleitet werden.The door drive shown in Figure 3 has a damping device containing a generator 29. The generator 29 is connected to the output member 5 by means of a transmission gear 31, so that a slow rotation of the output member 5 causes a rapid rotation of the generator 29. The generator 29 is also connected to the control device 24 via an electrical line 30. In this embodiment, the sensor 22 which detects the rotary movement of the output member 5 is arranged on the rapidly rotating shaft of the generator 29. The braking effect of the generator 29 is achieved by the control device 24 connecting a variable electrical resistance contained in the control device to the generator 29. Alternatively or additionally, the electrical energy generated during the regenerative braking can be fed to the electrical energy storage device 25.
Figur 4 zeigt einen über ein Drehgelenk 33 an einer Türzarge 34 drehbar gelagerten Türflügel 32. Der Gesamtöffnungswinkel A des Türflügels 32, welcher mit einem hier nicht dargestellten Türantrieb gemäß der vorangehenden Ausführungsbeispiele ausgestattet ist, ist begrenzt einerseits durch die Geschlossenlage des Figure 4 shows a door leaf 32 which is mounted on a door frame 34 via a pivot joint 33. The total opening angle A of the door leaf 32, which is equipped with a door drive (not shown here) according to the previous embodiments, is limited on the one hand by the closed position of the
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Türflügels 32 und andererseits durch eine Wand 35. Um ein Aufprallen des Türflügels 32 gegen die Wand 35 zu verhindern, kann ein nicht dargestellter Anschlagpuffer in der Nähe der Wand 35 angeordnet sein. Nachfolgend wird ein Beispiel für einen vollständigen Öffnungs- und Schließzyklus des Türantriebs beschrieben: door leaf 32 and on the other hand by a wall 35. To prevent the door leaf 32 from colliding with the wall 35, a stop buffer (not shown) can be arranged near the wall 35. An example of a complete opening and closing cycle of the door drive is described below:
Bei seiner vollständigen Öffnungsbewegung durchläuft der Türflügel 32 die Öffnungswinkelteilbereiche B, C, D, E und F im Gegenuhrzeigersinn. In den ersten Offnungswinkelteilbereichen B bis E wird der Türflügel 32 lediglich gegen die Kraft des mechanischen Energiespeichers ohne wirksame Dämpfung bewegt, und bei Erreichen des letzten Öffnungswinkelteilbereichs F wird die Dämpfungseinrichtung wirksam geschaltet, um ein Aufprallen des Türflügels 32 gegen die Wand 35 bzw. gegen den Anschlagpuffer zu verhindern. Es kann im gesamten Öffnungswinkelteilbereich F eine konstante Dämpfung vorgesehen sein, oder die Dämpfung kann beim Durchlaufen des Öffnungswinkelteilbereichs F kontinuierlich zunehmen. Insbesondere kann die tatsächliche Öffnungsgeschwindigkeit durch Vergleich mit einer gespeicherten Soll-Öffnungsgeschwindigkeit durch kontinuierliche Regelung der Dämpfung auf diesen Sollwert heruntergebremst werden.During its complete opening movement, the door leaf 32 passes through the opening angle sub-ranges B, C, D, E and F in an anti-clockwise direction. In the first opening angle sub-ranges B to E, the door leaf 32 is only moved against the force of the mechanical energy storage device without effective damping, and when the last opening angle sub-range F is reached, the damping device is activated to prevent the door leaf 32 from impacting the wall 35 or the stop buffer. Constant damping can be provided over the entire opening angle sub-range F, or the damping can increase continuously when passing through the opening angle sub-range F. In particular, the actual opening speed can be slowed down to this target value by comparing it with a stored target opening speed by continuously controlling the damping.
Bei der Schließbewegung durchläuft der Türflügel 32 die Öffnungswinkelteilbereiche F, E, D, C und B im Uhrzeigersinn. In den ersten drei Offnungswinkelteilbereichen F bis D ist die Dämpfung der Schließbewegung relativ gering, so dass eine rasche Schließbewegung des Türflügels 32 in diesen ersten Offnungswinkelteilbereichen F bis D erreicht wird. Erreicht der Türflügel 32 den vorletzten Öffnungswinkelteilbereich C, so setzt eine höhere Dämpfung ein, um den Türflügel 32 von der hohen Schließgeschwindigkeit auf eine niedrigere Schließgeschwindigkeit abzubremsen. Die Dämpfung kann wiederum im gesamten Öffnungswinkelteilbereich C konstant sein oder kontinuierlich zunehmen - mit oder ohne Regelung durch Soll-Ist-Vergleich der Schließgeschwindigkeit. Erreicht der Türflügel 32 den letzten Öffnungswinkelteilbereich B, so wird die Dämpfung wieder zurückgenommen, um den Widerstand der Schlossfalle zu überwinden und somit den sogenannten Endschlag zu realisieren. Auch hier ist sowohl eine konstante alsDuring the closing movement, the door leaf 32 passes through the opening angle sub-ranges F, E, D, C and B in a clockwise direction. In the first three opening angle sub-ranges F to D, the damping of the closing movement is relatively low, so that a rapid closing movement of the door leaf 32 is achieved in these first opening angle sub-ranges F to D. When the door leaf 32 reaches the penultimate opening angle sub-range C, a higher damping is used to slow the door leaf 32 down from the high closing speed to a lower closing speed. The damping can in turn be constant over the entire opening angle sub-range C or increase continuously - with or without control by comparing the target and actual closing speed. When the door leaf 32 reaches the last opening angle sub-range B, the damping is reduced again in order to overcome the resistance of the lock latch and thus achieve the so-called final stroke. Here too, both a constant and
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auch eine kontinuierlich abnehmende Dämpfung - mit oder ohne Regelung durch Soll-Ist-Vergleich der Schließgeschwindigkeit - denkbar.Continuously decreasing damping - with or without control by target-actual comparison of the closing speed - is also conceivable.
Weist die Tür keine Schlossfalle auf, so kann die Schließbewegung abweichend verlaufen: Hier ist in den ersten vier Öffnungswinkelteilbereichen F bis C die Dämpfung der Schließbewegung relativ gering, so dass eine rasche Schließbewegung des Türflügels 32 in diesen ersten Öffnungswinkelteilbereichen F bis C erreicht wird. Erreicht der Türflügel 32 den letzten Öffnungswinkelteilbereich B, so setzt eine höhere Dämpfung ein, um den Türflügel 32 von der hohen Schließgeschwindigkeit auf eine niedrigere Schließgeschwindigkeit abzubremsen. Die Dämpfung kann wiederum im gesamten Öffnungswinkelteilbereich B konstant sein oder kontinuierlich zunehmen - mit oder ohne Regelung durch Soll-Ist-Vergleich der Schließgeschwindigkeit. Abweichend von dem Ausführungsbeispiel mit Schlossfalle setzt hier die Abbremsung von der hohen Schließgeschwindigkeit auf eine niedrigere Schließgeschwindigkeit später ein, so dass der Türflügel 32 also einen weiteren Öffnungswinkelbereich mit hoher Schließgeschwindigkeit durchlaufen kann und somit eine schnellstmögliche Schließung des Türflügels 32 realisiert wird.If the door does not have a lock latch, the closing movement can be different: Here, in the first four opening angle ranges F to C, the damping of the closing movement is relatively low, so that a rapid closing movement of the door leaf 32 is achieved in these first opening angle ranges F to C. When the door leaf 32 reaches the last opening angle range B, a higher damping sets in to slow the door leaf 32 from the high closing speed to a lower closing speed. The damping can in turn be constant over the entire opening angle range B or increase continuously - with or without control by comparing the target and actual closing speed. In contrast to the embodiment with a lock latch, here the braking from the high closing speed to a lower closing speed starts later, so that the door leaf 32 can therefore pass through a further opening angle range at a high closing speed and thus the door leaf 32 can close as quickly as possible.
Ein weiteres besonderes Betriebsverhalten des Türantriebs kann beispielsweise dann erforderlich sein, wenn der in Öffnungsrichtung letzte Öffnungswinkelteilbereich F durch einen abgestellten Gegenstand blockiert ist. Die Dämpfungseinrichtung muss nunmehr bereits im vorletzten Öffnungswinkelteilbereich E wirksam werden, um ein Aufprallen des Türflügels 32 auf den Gegenstand zu verhindern.Another special operating behavior of the door drive may be necessary, for example, if the last opening angle sub-range F in the opening direction is blocked by an object placed there. The damping device must now already be effective in the penultimate opening angle sub-range E in order to prevent the door leaf 32 from impacting the object.
Abweichend von den in Figur 4 gezeigten fünf festen Öffnungswinkelteilbereichen können alternativ weniger oder auch mehr feste Öffnungswinkelteilbereiche vorgesehen sein. Bei einer bevorzugten Ausführung ist der Gesamtöffnungswinkel A in unendlich viele Öffnungswinkelteilbereiche eingeteilt, so dass sich sowohl für die Öffnungs- als auch für die Schließbewegung ein kontinuierliches Bewegungsgeschwindigkeitsprofil ergibt. Dieses kontinuierliche Bewegungsgeschwindigkeitsprofil ermöglicht durch die Vielzahl der Soll-Ist-Vergleiche eine äußerst fein-Deviating from the five fixed opening angle sub-ranges shown in Figure 4, fewer or more fixed opening angle sub-ranges can alternatively be provided. In a preferred embodiment, the total opening angle A is divided into an infinite number of opening angle sub-ranges, so that a continuous movement speed profile is produced for both the opening and closing movements. This continuous movement speed profile enables extremely fine-tuning due to the large number of target-actual comparisons.
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fühlige Regelung der Bewegungsgeschwindigkeit, wobei bei eventuellen Abweichungen vom Sollwert umgehend eine Anpassung der Dämpfung erfolgt.Sensitive control of the movement speed, whereby any deviations from the target value are immediately adjusted to the damping.
In der Speichereinrichtung der Steuerungseinrichtung sind die notwendigen Betriebsparameter wie der Gesamtöffnungswinkel, die Öffnungswinkelteilbereiche gegebenenfalls mit den entsprechenden Soll-Bewegungsgeschwindigkeiten - sowie gegebenenfalls ein kontinuierliches Bewegungsgeschwindigkeitsprofil hinterlegt. Die Bewegung des Türflügels bewirkt ein der Bewegung entsprechendes Ausgangssignal der Steuerung, welches die Stellung des Türflügels sowie dessen Bewegungsrichtung und -geschwindigkeit beinhaltet. Das auf einen Eingang der Steuerungseinrichtung geschaltete Sensorsignal (Istwert) wird in der Rechnereinrichtung der Steuerungseinrichtung mit den gespeicherten Betriebsparametern (Sollwert) verglichen. Die Dämpfungseinrichtung wird so angesteuert, dass eventuelle Abweichungen zwischen Ist- und Sollwert ausgeglichen werden.The necessary operating parameters such as the total opening angle, the partial opening angle ranges, if applicable with the corresponding target movement speeds - and if applicable a continuous movement speed profile are stored in the memory device of the control device. The movement of the door leaf causes an output signal from the control system that corresponds to the movement and contains the position of the door leaf as well as its direction of movement and speed. The sensor signal (actual value) connected to an input of the control device is compared with the stored operating parameters (target value) in the computer device of the control device. The damping device is controlled in such a way that any deviations between the actual and target values are compensated.
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35 Wand35 Wall
A GesamtöffnungswinkelA Total opening angle
B ÖffnungswinkelteilbereichB Opening angle range
C ÖffnungswinkelteilbereichC Opening angle range
D ÖffnungswinkelteilbereichD Opening angle range
E ÖffnungswinkelteilbereichE Opening angle range
F ÖffnungswinkelteilbereichF Opening angle range
Claims (15)
mit einem Gehäuse und
mit einem in dem Gehäuse gelagerten Abtriebsglied zur Ankopplung des Türantriebs an den Türflügel, wobei das Abtriebsglied mit einem in dem Gehäuse linear verschiebbar geführten Kolben zusammenwirkt, und
mit mindestens einem Energiespeicher, welcher den Kolben im Schließsinn beaufschlagt, und
mit einer Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung des Schließvorgangs,
wobei die Dämpfungseinrichtung so ausgebildet ist, dass die Dämpfung der Bewegung des Türflügels selbsttätig auf die Änderung mindestens einer Umgebungsbedingung angepasst wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dämpfungseinrichtung ein elektrisch ansteuerbares Dämpfungselement (20, 27, 29) aufweist,
wobei die Bewegung des Abtriebsglieds (5) durch einen Sensor (22) erfasst wird, dessen Ausgangssignal einem Eingang einer Steuerungseinrichtung (24) zugeleitet wird, und
wobei das Dämpfungselement (20, 27, 29) an einem Ausgang der Steuerungseinrichtung (24) angeschlossen ist und die Steuerungseinrichtung (24) so ausgebildet ist, dass das Dämpfungselement (20, 27, 29) durch die Steuerungseinrichtung (24) abhängig von der Bewegung des Abtriebsglieds (5) in seiner Wirkung veränderbar ist. 1. Door drive for automatically closing a pivoting door leaf,
with a housing and
with an output member mounted in the housing for coupling the door drive to the door leaf, wherein the output member interacts with a piston guided linearly displaceably in the housing, and
with at least one energy storage device which acts on the piston in the closing direction, and
with a damping device to dampen the closing process,
wherein the damping device is designed such that the damping of the movement of the door leaf is automatically adapted to the change in at least one environmental condition,
characterized ,
that the damping device has an electrically controllable damping element ( 20 , 27 , 29 ),
wherein the movement of the output member ( 5 ) is detected by a sensor ( 22 ), the output signal of which is fed to an input of a control device ( 24 ), and
wherein the damping element ( 20 , 27 , 29 ) is connected to an output of the control device ( 24 ) and the control device ( 24 ) is designed such that the damping element ( 20 , 27 , 29 ) can be changed in its effect by the control device ( 24 ) depending on the movement of the output member ( 5 ).
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