Die Erfindung betrifft einen elektromechanischen Drehflügelantrieb für Schwenkflügel von Türen oder dergleichen nach dem Oberbe¬ griff des Anspruches 1.

Ein elektromechanischer Antrieb für Schwenkflügel von Türen oder dergleichen ist beispielsweise aus der DE 32 02 930 C2 bekannt geworden und umfaßt einen Elektromotor mit einem in Axialrich¬ tung zur Elektromotor-Achse angeordneten und mit dem Elektromo¬ tor-Gehäuse fest verbundenen Planetengetriebe . Daran schließt sich ein Kegelrad-Übersetzungsgetriebe mit zwei gegenüber liegen¬ den freien Enden einer Abtriebwelle an . Dadurch kann die gesam¬ te Baueinheit sowohl zur Steuerung eines linken oder rechten Tür¬ flügels ohne weitere Umpolmaßnahmen verwandt werden . Dazu ist die gesamte Anordnung im Gehäuse symmetrisch zu einer Mittel- längsebene ausgebildet , wobei die Welle des Elektromotors bzw . die dazu identische Längsachse des Planetengetriebes die Achse der Abtriebswelle etwa in deren Mitte durchsetzen .

Bei Stromausfall soll als weitere Sicherungsmaßnahme ein Rück¬ stellfederaggregat vorzugsweise in Form einer Spiralfeder vor¬ gesehen sein , welches stets an dem zu einem für das Öffnen und Schließen des Flügels benötigten Gestänge gegenüberliegenden Ende der Abtriebswelle sitzt und sich einmal an der Abtriebswelle selbst und zum anderen am Gehäuse abstützt.

Um während des Schließ- oder Öffnungsvorganges eine gewisse Optimierung zu ermöglichen , sind zwei Nockenscheiben vorgesehen , worüber die Elektrospannung für den Elektromotor mit einer der jeweiligen Bewegungsrichtung entgegenwirkenden Spannung beauf¬ schlagbar ist. Dadurch soll vor allem das Abbremsen der Tür vor Erreichen der geöffneten bzw . geschlossenen Extremstellung be¬ wirkt werden . Ansonsten ist nur vorgesehen , daß der Elektromotor zur Beschleunigung des Flügels aus einer Endlage (Schließ-, Of¬ fenstellung) heraus mit hoher Spannung entsprechend der Polari¬ tät und beim Einschwenken des Flügels in die andere Endlage mit einer geringeren Spannung beaufschlagbar ist.

Der bekannte elektromechanische Antrieb weist aber den Nachteil auf , daß einmal die vorgesehene Spiralfeder ausreichend stark di¬ mensioniert sein müßte, um in angemessener Zeit die Schließbe¬ wegung durchführen zu können . Andererseits wird dadurch aber die Tür fast schlagartig mit hoher Geschwindigkeit zugestoßen , was nicht nur überraschend und völlig ungewohnt, sondern u . U . auch gefährlich sein kann . Besonders nachteilhaft ist jedoch , daß die Schließbewegung der Tür während des Schließvorganges selbst mit sich stark ändernder Kraft vollzogen wird . Damit ist die Schließ-Kinematik stark unterschiedlich , verglichen mit herkömm- liehen bekannten hydraulischen Türschließern , die bekanntermaßen eine Tür weitgehend gleichmäßig schließen können .

Schließlich weist die gesamte Motorsteuerung Nachteile auf , weil hier eine Anpassung an spezifische Bedürfnisse nicht möglich ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es von daher, die Nach-

teile nach dem Stand der Technik zu überwinden und einen ver¬ besserten elektromechanischen Drehflügelantrieb zu schaffen .

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im Anspruch 1 bzw . 12 angegebenen Merkmalen gelöst . Vorteilhafte Ausgestal¬ tungen sind in den Unteransprüchen angegeben .

Durch die vorliegende Erfindung wird auf verblüffend einfache Weise ein deutlicher technischer Fortschritt erzielt . Dabei kann es als durchaus überraschend bezeichnet werden , daß eine dem her¬ kömmlichen Schließvorgang vergleichbare Schließ-Kinematik selbst bei Stromausfall durch die vorliegende Erfindung erzielbar ist .

Erfindungsgemäß ist dazu eine Schraubenfeder vorgesehen , die entsprechend groß dimensioniert sein kann und die in einer be¬ vorzugten Ausführungsform um den elektrischen Antriebsmotor und das stirnseitig sich daran mit gleicher Zentralachse anschlie¬ ßende Planetengetriebe herum angeordnet ist . D . h . , die Spiralfe¬ der umgibt in einer bevorzugten Ausführungsform den elektrischen Motor mit dem sich stirnseitig anschließenden , vorzugsweise in

Form eines Planetengetriebes gebildete Getriebeeinheit . Dadurch wird kein größerer Raumbedarf oder eine größere Gehäusebox be¬ nötigt .

Ferner ist vorgesehen , daß bei Stromausfall der Elektromotor kurzgeschlossen wird , wodurch eine Generatorwirkung erzeugt wird.

Durch beide Maßnahmen wird einerseits gewährleistet , daß der Kennlinienverlauf der Federeinrichtung während des Schließvor¬ ganges praktisch unverändert bleibt , also nicht den großen Unterschieden wie beim Stand der Technik unterworfen ist , und daß zudem durch die Zuschaltung des als Generator wirkenden kurzgeschlossenen Elektromotors beispielsweise ein Türflügel beim stromlosen Schließen derart gedämpft wird, daß die Schließbewe¬ gung ähnlich wie bei einem hydraulischen Türschließer durchge¬ führt wird .

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D . h . , trotz eines kraftvollen Schließvorgan;;es erfolgt dieser ruhig und gedämpft .

Bevorzugt ist die Schraubenfeder so groß dimensioniert , d . h . die weist einen so großen Durchmesser und so viele Windungen auf , daß die Zunahme des Federmoments beim Türöffnen , also während des gesamten maximalen Verstellweges den Wert von 50 % nicht übersteigt, bevorzugt sogar weniger als 40 % , 30 % , 25 % oder gar nur 20 % oder 10 % aufweist .

Bevorzugt stützt sich die Schraubenfeder an einem an der Aus¬ gangswelle des Planetengetriebes sitzenden Mitnehmer und auf der rückwärtigen Seite auf einer gehäusefesten Abstützscheibe ab . Die gehäusefeste Abstützscheibe kann durch geeignete Maßnahmen vor¬

einstellbar sein , um die Vorspannkraft der Schraubenfeder ein¬ stellen bzw . verändern zu können .

Um überhaupt einen verbesserten und sehr viel komfortableren Öffnungs- und Schließvorgang sicherzustellen , wird eine Vier-

Quadranten-Steuerung für den Elektromotor verwandt . D . h . , sowohl in Öffnungs- als auch in Schließrichtung kann der Elektromotor im Hinblick auf das gewünschte Drehmoment als auch die Drehzahl unterschiedlich vorwählbar einstellbar oder ansteuerbar sein .

Dazu wird bevorzugt auf der rückwärtigen Seite des elektromotori¬ schen Antriebes ein Positionsgeber vorgesehen , der in einer be¬ vorzugten Ausführungsform nicht nur aus einer , sondern vor allem aus zwei nebeneinander sitzenden Lichtschranken bestehen kann . Dadurch kann nicht nur die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle des Elektromotors , sondern vor allem auch die Drehrichtung er¬ kannt und eine entsprechende Motoransteuerung vorgenommen wer¬ den . Auch diese spezifische Ausbildung und die bevorzugte Anord¬ nung des Positionsgebers auf der rückwärtigen Seite des Elektro- motors führt praktisch zu keiner Vergrößerung der Gehäuseabdek- kung.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich nachfolgend aus dem anhand von Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel . Dabei zeigen im einzelnen :

Figur 1 : eine schematische Längsschnittdarstellung parallel zur Abtriebsachse;

Figur 2 : eine Detailschnittdarstellung bezüglich der rückwär¬ tigen Abstützung des Elektro-Motors im Gehäuse;

Figur 3 : ein Schaltbild bezüglich des Kurzschließens des

Elektromotors ; und

Figur 4 : eine schematische perspektivische Detaildarstellung eines Positionsgebers .

In den Figuren ist der elektromechanische Drehflügelantrieb ge¬ zeigt , und zwar mit einem Gehäuse 1 , welches in der Regel eine abnehmbare Gehäusekappe und einen Gehäuseboden umfaßt , zwei seitlichen Schaltern 3 für die Inbetriebnahme der Anordnung, einer im Inneren untergebrachten Steuerung und Elektronik 5 , beispielsweise mit weiteren Schalteinheiten 7 und einem Netzteil 9. Die vorstehend genannten Bauteile sind alle zu einem etwa in der Mitte des Gehäuses 1 liegenden Abtriebswelle 11 angeordnet , die in Querrichtung zur Gehäuselängsachse liegt und die ein oberes und unteres freies Koppelende 13 aufweist , worüber ein vorgesehe¬ nes Gestänge zum Öffnen und Schließen der Tür ankoppelbar ist . Beim Öffnen eines linken oder rechten Flügels kann die Anordnung jeweils symmetrisch um 180° so verdreht angeordnet werden , daß bei ansonstem gleichen Drehrichtungsantrieb einmal das in der

Zeichnung oben wie unten liegende freie Koppelende 13 jeweils nach unten weist , um hier das erwähnte Gestänge zum Öffnen und Schließen beispielsweise einer Drehtür zu befestigen .

Beim Ausführungsbeispiel in der Figur 1 rechtsliegend ist der

Elektromotor 15 und mit gleicher Zentralachse sich stirnseitig in Richtung der Abtriebswelle 11 anschließend ein Übersetzungsgetrie-

be, bevorzugt ein Planetengetriebe 17 vorgesehen . Die aus dem Planetengetriebe 17 austretende Zwischenwelle 19 ist mit einem ersten Kegelrad 21 gekoppelt, welches mit einem weiteren Kegel ^¬ rad 23 kämmt , welches auf der Abtriebswelle 11 sitzt .

Durch das verwandte Getriebe 17 wie aber auch durch die unter¬ schiedliche Größe der Kegelräder 21 und 23 des Kegelradgetriebes 22 kann insgesamt eine Übersetzung von der Drehzahl der nicht näher dargestellten Motorwelle bis hin zur Abtriebswelle von bei- spielsweise 1 : 50 bis 1 : 150 , insbesondere im Bereich von 1 : 70 bis

1: 120 , vorzugsweise in einem Bereich von 1 : 80 bis 1 : 100 , also um 1 : 90 erzielt werden .

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist mit gemeinsamer Zentralachse um den Elektromotor 15 und das sich anschließende Planetenge¬ triebe 17 herum eine Schraubenfeder 25 mit entsprechendem Feder¬ durchmesser und Länge und einer entsprechend großen Vielzahl von Windungen gelegt . Die Schraubenfeder 25 stützt sich an ihrem rückwärtigen , in der Figur 1 rechtsliegenden Ende an einer letzt- lieh gehäusefest abgestützten Abstützscheibe 27 und an ihrem ab- triebswellenseitigen Ende an einer Mitnehmerscheibe 29. Die Enden der Schraubenfeder 25 sind dazu mit einem Einhängabschnitt 31 versehen , der an entsprechenden Verankerungsstellen an der Ab¬ stützscheibe 27 bzw . der Mitnehmerscheibe 29 eingehängt werden können .

Wie insbesondere aus Figur 2 hervorgeht , ist auf der rückwärti¬ gen Seite die Motor-/Getriebe-Einheit 15 , 17 über einen beispiels¬ weise L-förmigen Träger 33 gegenüber dem Gehäuseboden abge- stützt und gehalten . Daran schließt sich abtriebsseitig die er¬ wähnte Abstützscheibe 27 an , die mit einer Zentralbohrung zur Aufnahme des Elektromotor-Gehäuses 15 ' versehen ist bzw . sein kann .

Die Abstützscheibe 27 kann beispielsweise durch mehrere in Um- fangsrichtung zur Zentralachse des Elektromotors versetzt liegende und sich an der parallelen Wand des L-förmigen Trägers 33 ab-

stützende Schrauben gehalten werden . Nach Lösen der Schrauben kann beispielsweise die Abstützscheibe 27 in Umfangsrichtung ver¬ dreht und damit die Schraubenfeder entsprechend der gewünschten Charakteristik vorgespannt werden . Danach werden die in Axial- richtung liegenden und in den Zeichnungen nicht dargestellten

Schrauben wieder eingedreht.

Wie in Figur 3 schematisch dargestellt ist , ist ferner noch ein Schalter oder Relais 37 oder eine andere geeignete Unterbre- chungsmaßnahme vorgesehen . Im stromlosen Zustand wird dabei automatisch der Elektromotor 15 kurzgeschlossen .

Im Ausführungsbeispiel ist auf der zum Planetengetriebe 17 ge¬ genüberliegenden Seite des Elektromotors 15 an einem überstehen- den Achsstummel 39 ein Positionsgeber 41 vorgesehen . Dieser um¬ faßt dazu eine Positionsscheibe 43 , die mit einem geschlitzten Umlaufrand 45 mit Schlitzen 47 versehen ist . Wie aus der vergrö¬ ßerten schematischen Detaildarstellung gemäß Figur 4 hervorgeht, sind bevorzugt zwei Lichtschranken 49 so angeordnet , daß der Lichtstrahl auf den mit der Welle des Elektromotors mitdrehenden

Umlaufrand 45 fällt. Kommt jeweils einer der in gleichen Abstän¬ den im Umlaufrand 45 eingebrachten Schlitze 47 in den Bereich des Lichtstrahles , so wird dieser durchgelassen und kann von dem in der Lichtschranke 49 integrierten Lichtdetektor , in der Regel einer Fotodiode empfangen werden . Durch eine entsprechende

CPU können in digitaler Weise die Signale so ausgewertet werden , daß hierüber stets eine exakte Verdrehstellung des Elektromotors und damit letztlich trotz der Gesamtübersetzung exakt die Stellung eines Drehflügels festgestellt werden kann . Dadurch , daß zwei Lichtschranken 49 nebeneinander angeordnet werden , kann nicht nur die exakte Stellung des Drehflügels , sondern vor allem auch die Drehrichtung erkannt und in der elektrischen Steuereinheit CPU (Figur 3 ) verarbeitet werden .

Dadurch ergibt sich die Möglichkeit , durch Verwendung einer ent¬ sprechenden , bevorzugt digitalisierten Elektronik jeden beliebi¬ gen Türöffnungs- und Türschließvorgang durchzuführen , und zwar

entsprechend einer vorgebbaren Öffnungs- und Schließgeschwindig¬ keit mit entsprechend vorwählbaren Öffnungs- und Schließmomen¬ ten , wobei die Kurve beliebig voreinstellbar ist . Durch den Po¬ sitionsgeber 41 kann stets von der spezifischen Stellung her ge- zielt die Steuerung durchgeführt werden . Mit dieser Anordnung kann eine sog. 4-Quadranten-Endstufe zum Einsatz kommen , was also bedeutet, daß sowohl die Winkelgeschwindigkeit als auch das Drehmoment sowohl beim Öffnen als auch Schließen des Drehflügels beliebig steuerbar ist.

Die in Figur 4 dargestellten Positionsgeber 41 sind in der Dar¬ stellung gemäß Figur 1 und 2 der Deutlichkeit halber weggelassen worden .

Bei Ausfall der Anordnung ist die Funktionsweise derart, daß dann stets über den erwähnten Schalter oder Relais 37 der Elek¬ tromotor 15 kurzgeschlossen ist und als Generator wirkt. Darüber hinaus wirkt auf die Abtriebswelle 11 die Vorspannkraft der Schraubenfeder 25 , die so gewählt ist , daß die Kraft zum Öffnen der Tür in der Regel 80 N , bevorzugt 70 oder gar 60 N nicht übersteigen soll . Nach dem Loslassen der Tür wird dann über die entsprechend groß dimensionierte Schraubenfeder der Rückschlie߬ vorgang eingeleitet , wobei der kurzgeschlossene Motor als Gene¬ rator wirkt und damit den Türschließ-Vorgang deutlich dämpft , so daß die Tür ähnlich schließt , wie man es von einem hydrauli¬ schen Türschließer gewohnt ist .

Das Federmoment der Schraubenfeder 15 sollte dabei bevorzugt so gewählt werden , daß die Zunahme des Federmoments beim Türöff- nen auf keinen Fall 100 % , bevorzugt jedoch weniger als 80 % ,

75 % , 60 % oder maximal 50 % beträgt. Schließlich kann die Schraubenfeder 15 auch so dimensioniert werden , daß die Zunahme des Federmoments beispielsweise unter 40 % oder gar 30 % liegt . Ein besonders günstiges Federmoment unter optimaler Raumausnüt- zung ergibt sich dann , wenn der Materialquerschnitt der Schrau¬ benfeder rechteckförmig , d. h . zumindest allgemein polygonalför- mig gewählt wird .

Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Materialquerschnitt einen Durchmesser bis zur Kantenlänge zwischen bevorzugt 5 mm bis 10 mm , insbesondere 6 mm bis 8 mm , vorzugsweise um 7 mm auf .