Sicherheitssystem für einen motorgetriebenen Schwenkflügel

Abstract

 Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitssystem für einen motorgetriebenen Schwenkflügel, das eine Sensoranordnung mit wenigstens einem Sensor (14) umfasst, der in einem einer Schmalseite des Schwenkflügels (10) zugeordneten Sensorgehäuse (15,15') angeordnet ist und im aktivierten Zustand mittels eines Überwachungssignals ein Erfassungsfeld im Bewegungsbereich des am zugehörigen Rahmen (13) gelagerten Schwenkflügels (10) erzeugt. Das Sensorgehäuse (15,15') ist im Bereich der am Rahmen angeschlagenen Schmalseite am Schwenkflügel (10) angebracht und ähnlich einem mit dem Schwenkflügel (10) bewegten Bestandteil eines Scharniergelenks (11) ausgebildet und angeordnet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Sicherheitssystem für einen motorgetriebenen Schwenkflügel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Ein derartiges Sicherheitssystem für einen Schwenkflügel ist aus der DE 196 30 877 A1 bereits als bekannt zu entnehmen. Dieser Schwenkflügel ist über zwei auf seiner rechten Schmalseite angeordnete Scharniere am Türrahmen gelagert und wird über einen rahmenseitig angeordneten elektromechanischen oder elektrohydraulischen Antrieb bewegt, wobei ein motorisch schwingbewegter Kurbelarm über eine Drehschiebeanlenkung mit einer auf der Frontseite des Schwenkflügels befestigten Gleitschiene zusammenwirkt. Diese aus einem Strangpressprofil bestehende Gleitschiene ist nahe der oberen Schmalseite fest am Schwenkflügel angebracht und erstreckt sich nahezu über dessen gesamte Breite. Der Querschnitt der Gleitschiene ist unterhalb des eigentlichen Gleitschienenprofils durch ein nach unten offenes Hohlprofil vergrößert, das durch eine für Strahlung durchlässige Abdeckung geschlossen ist. An den Enden ist das Hohlprofil durch Kappen geschlossen. In dem von Hohlprofil und Abdeckung umschlossenen Raum sind zwei handelsübliche Sensoren opto-elektronischer oder radio-elektronischer Art angebracht, die seitlich versetzt von der Mitte des Schwenkflügels angeordnet sind. Im aktivierten Zustand strahlen die beiden Sensoren jeweils ein Überwachungssignal nach unten ab, durch das jeweils unterhalb des Gleitschienenprofils ein Erfassungsfeld erzeugt wird, das sich nach unten fächerförmig vergrößert. Die Erfassungsfelder überdecken im unteren Flügelbereich gemeinsam die Front des Schwenkflügels so weitgehend, dass von den Sensoren beim motorischen Aufschwenken des Schwenkflügels in dessen Gefahrenbereich gelangende Hindernisse detektiert werden und ein sofortiges Ab- oder Umschalten des Antriebsmotors auslösen können.

[0003] Als nachteilig kann bei diesem bekannten Sicherheitssystem der Umstand angesehen werden, dass für die Baueinheit aus Gleitschiene und Sensorgehäuse ein erheblicher Anbauraum auf der Front des Schwenkflügels erforderlich ist, was aus konstruktiven sowie ästhetischen Gründen unerwünscht sein kann. Außerdem kann der relativ große Frontbereich des Schwenkflügels, in dem das Kombinationsbauteils aus Gleitschiene und Sensorgehäuse erhaben angeordnet ist, nicht ohne Weiteres in das zu überwachende Erfassungsfeld einbezogen werden.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein gattungsgemäßes Sicherheitssystem für einen motorgetriebenen Schwenkflügel zu entwickeln, das bei geringem Platzbedarf der Sensoranordnung eine nahezu vollständige Überwachung des Bewegungsbereichs des Schwenkflügels ermöglicht.

[0005] Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

[0006] Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung.

[0007] Da das wenigstens eine Sensorgehäuse im Bereich der am Rahmen angeschlagenen Schmalseite am Schwenkflügel angebracht ist und ähnlich einem Bestandteil eines Scharniergelenks gestaltet und angeordnet ist, wird es unabhängig von seiner Scharnierfunktion als Scharnierfunktionsteil wahrgenommen. Prinzipiell ist es daher denkbar, das Sensorgehäuse als Scharnierattrappe zu verwenden, z.B. wenn die Türscharniere nicht gegenüber dem abzusichernden Bewegungsbereich des Schwenkflügels überstehen. Alternativ ist es auch denkbar, am Schwenkflügel zwei echte Scharniere mit tragender Funktion und axial zu diesen eine oder mehrere als Sensorgehäuse ausgebildete Scharnierattrappen anzuordnen. Die Sensorgehäuse sind jedenfalls auch ähnlich geformt und gestaltet wie Scharnierelemente und nehmen somit nur wenig Bauraum ein. Da sie zudem aufgrund ihrer Nähe zur Schwenkachse beim Öffnen bzw. Schließen des Schwenkflügels nicht raumgreifend bewegt werden, ist die Kollisionsgefahr der Sensorgehäuse selbst mit einem Hindernis gering.

[0008] Vorzugsweise sind über die Höhe des Schwenkflügels verteilt mehrere Sensorgehäuse angeordnet, da der Bewegungsbereich des Schwenkflügels in diesem Fall durch mehrere fächerförmige Erfassungsfelder handelsüblicher Sensoren insbesondere auf der den größten Schwenkweg zurücklegenden Schlossseite vollflächig überwacht werden kann.

[0009] Ein besonders unauffälliges Erscheinungsbild ergibt sich, wenn jedes Sensorgehäuse der Sensoranordnung einem Scharniergelenk des Schwenkflügels zugeordnet und mit dem flügelseitigen Teil des zugehörigen Scharniergelenks bewegt ist. Hierbei kann das Sensorgehäuse wie ein weiteres Scharnierglied axial an ein Ende des Scharniergelenks anschließen oder das Sensorgehäuse kann baulich mit dem flügelseitigen Scharnierbestandteil vereinigt sein.

[0010] In Verbindung mit zylindrischen Scharniergelenken weist das Sensorgehäuse vorzugsweise einen hohlzylindrischen Abschnitt mit gleichem Durchmesser wie das Scharniergelenk auf, dessen Umfangswand in der Abstrahlrichtung des Sensorsignals mit einer Fensteröffnung versehen ist. Das scharnierähnliche Erscheinungsbild des Sensorgehäuses wird dabei nur wenig beeinträchtigt, wenn die Fensteröffnung durch eine für das Sensorsignal durchlässige Abdeckung zu einem runden Sensorfenster geschlossen ist.

[0011] Um mit geringem Zusatzaufwand die Überwachung des Bewegungsbereichs beiderseits des Schwenkflügels zu ermöglichen, können an die angeschlagene Schmalseite des Schwenkflügels angrenzend auf gleicher Höhe zwei Sensoranordnungen vorgesehen sein, die jeweils auf einer der zu überwachenden Seiten der Tür ein Erfassungsfeld erzeugen. Bei Schwenkflügel größerer Dicke sind hierzu beide Sensoranordnungen zweckmäßig in getrennten Sensorgehäusen angeordnet, die jedoch über einen gemeinsamen Leitungsanschluss versorgt werden können, wenn sie über eine parallelflache Leiterbrücke geringer Dicke miteinander verbunden sind.

[0012] Aufgrund der ohnehin erfolgenden Relativdrehung zwischen den Scharniergelenkteilen beim Öffnen und Schließen des Schwenkflügels kann zwischen diesen eine Schleifringanordnung zur Energie- und/oder Signalübertragung vorgesehen werden. Hierdurch lässt sich ohne nennenswerten Mehraufwand ein z.B. als Potentiometer ausgebildeter Drehwinkelgeber vorsehen, der zur laufenden Erfassung der Winkelgeschwindigkeit und der Momentandrehstellung des Schwenkflügels genutzt werden kann. In Abhängigkeit von diesen Werten kann z.B. mittels eines Steuergeräts eine selbsttätige dynamische Einstellung des Sensors bzw. der Sensoren einer Sensoranordnung vorgenommen werden, um die Größe bzw. Tiefe des Erfassungsfeldes an die jeweils vorliegenden Bedingungen anzupassen. Unter Ausnutzung der Winkelinformation kann zudem eine Verbesserung der Türsteuerung ohne zusätzlichen Drehwinkelgeber erreicht werden. So kann die Türsteuerung selbstlernend ausgebildet sein und den Antrieb z.B. drehwinkelabhängig stets kurz vor der Kollision des Schwenkflügels mit einer gegenüberliegenden Wand inaktiv schalten. Weiterhin kann auch eine Ausblendung von Objekten, beispielsweise der Wand, erfolgen, so dass die Tür bis zum maximal möglichen Öffnungswinkel des Schwenkflügels öffnet. Der maximale Türöffnungswinkel ist dann bei der Inbetriebnahme in der Türsteuerung, beispielsweise nach einer Lernfahrt, gespeichert.

[0013] In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann in das Sensorgehäuse eine weitere Sensoranordnung integriert sein, die zur Überwachung einer Nebenschließkante der Schwenktür geeignet ist. So kann zur Absicherung der Nebenschließkante in Axialrichtung des Sensorgehäuses ein Überwachungssignal z.B. einer Lichtschranke ausgesandt werden. Zur Überwachung der scharnierseitigen Türkante wird dabei das Überwachungssignal aus einem oder mehreren in die Scharniere integrierten Sensorgehäusen etwa senkrecht nach unten und oben abgestrahlt. Abgesehen vom Anordnungsbereich der Scharniere kann hierdurch die gesamte Türschmalseite überwacht werden.

[0014] Durch das Sicherheitssystem können auch alle erforderlichen Daten des Schwenkflügels bereitgestellt werden, die für die Gebäudeleittechnik oder auch eine Alarmanlage benötigt werden. Hierbei ist der vorliegende Schließzustand des Schwenkflügels von besonderem Interesse, z.B. können Zustände wie "Tür geschlossen", "Tür geöffnet" und Tür vollständig geöffnet von diesen Einrichtungen berücksichtigt werden.

[0015] Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele in der Zeichnung anhand der Figuren näher erläutert.

[0016] Dabei zeigen:

Fig. 1

eine schematische Darstellung eines teilweise geöffneten Schwenkflügels in perspektivischer Schrägansicht;

Fig. 2

ein Scharnier des Schwenkflügels von Fig. 1 in Einzelansicht;

Fig. 3

einen Querschnitt durch den oberen Teil des Scharniers von Fig. 2;

Fig. 4

eine Frontalansicht des Schwenkflügels mit von einer Sensoranordnung erzeugten Erfassungsfeldern;

Fig. 5

eine Draufsicht auf den Schwenkflügel mit den Erfassungsfelder von oben gesehen;

Fig. 6

eine Draufsicht auf den Anschlagbereich des Schwenkflügels mit Sensorüberwachung seiner beiden Frontseiten und;

Fig. 7

eine schematische Darstellung eines teilweise geöffneten Schwenkflügels in perspektivischer Schrägansicht mit zusätzlicher Sensoranordnung.

[0017] Ein in Fig. 1 gezeigter Schwenkflügel 10 ist auf seiner in der Zeichnung linken Schmalseite über zwei Scharniergelenke 11 um eine senkrechte Drehachse 12 an einem eine zugehörige, rechteckförmige Türöffnung begrenzenden Türrahmen 13 schwenkbar gelagert. Die beiden Scharniergelenke 11 sind dabei in üblicher Weise zueinander höhenversetzt am Türrahmen 13 angeordnet und werden von jeweils zwei hohlzylindrisch gerollten Endbereichen eines Türbandes gebildet. Das obere Türband der beiden Scharniergelenke 11 ist dabei am Schwenkflügel 10 befestigt und bildet somit dessen oberen hülsenförmigen Scharnierteil 11.1, während das untere Türband am Türrahmen 13 befestigt ist und dessen unteren, hülsenförmigen Scharnierteil 11.2 mit gleichem Durchmesser bildet. Zur exakten Drehlagerung des Schwenkflügels 10 entsprechend der Drehachse 12 steht vom unteren Ende des Scharnierteils 11.1 jeweils ein runder Achsbolzen ab, der mit etwas Spiel in die axial darunter liegende Bohrung des Scharnierteils 11.2 eingreift. Für den Schwenkflügel 10 ist ferner ein elektromechanischer Türantrieb mit automatischer Steuerung bekannter und daher nicht gezeigter Bauart vorgesehen, durch den der Schwenkflügel 10 richtungsumkehrbar zwischen seiner geschlossenen und vollständig geöffneten Stellung bewegt werden kann. Um dabei Kollisionen des Schwenkflügels 10 mit einem Hindernis zu vermeiden ist ein Sicherheitssystem vorgesehen, mit dem zumindest der Gefahrenbereich auf einer Seite, vorzugsweise auf beiden Seiten des Schwenkflügels 10 überwacht werden kann.

[0018] Zur Überwachung des Bewegungsbereichs des Schwenkflügels 10 ist in den oberen Scharnierteil 11.1 beider Scharniere 11 jeweils ein Sensor 14 integriert, der z.B. ein Infrarotsensor sein kann. Wie in Verbindung mit Fig. 2 und Fig. 3 zu erkennen ist, wird das den Sensor 14 aufnehmende Sensorgehäuses 15 dabei vom oberen Abschnitt des rohrförmigen Scharnierteils 11.1 gebildet. Aus dem Umfang des Sensorgehäuses 15 ist ein rechteckförmige Fensteröffnung ausgespart, die sich etwa über ein Drittel des Gehäuseumfangs erstreckt. In diese Fensteröffnung ist eine rechteckige, konzentrisch zum Sensorgehäuse 15 gewölbte Abdeckung 16 aus für IR-Licht durchlässigem Kunststoffmaterial eingesetzt, wobei sie flächenbündig in die Umfangskontur des Sensorgehäuses 15 eingepasst ist. Das Sensorgehäuse 15 bietet somit nahezu das Erscheinungsbild eines umlaufend runden Scharnierkörpers. Zum Sensor 14 gehört eine zur Umfeldüberwachung von automatischen Türen bekannte Elektronik, die einen Sender und einen Empfänger umfasst.

[0019] Die beiden Sensoren 14 zur Überwachung des Bewegungsbereichs des Schwenkflügels senden im aktivierten Zustand durch ihre Abdeckung 16 hindurch ein IR-Signal aus, wodurch jeweils ein fächerförmiges Erfassungsfeld 17 erzeugt wird. In Fig. 4 ist sichtbar, dass die beiden Erfassungsfelder 17 jeweils etwa von der linken Schmalseite des Schwenkflügels 10 ausgehen, da sie vom Sensorgehäuse 15 des oberen Scharnierteils 11.1 horizontal in Breitenrichtung des Schwenkflügels 10 abgestrahlt werden. Aufgrund der fächerförmigen Aufspreizung der Erfassungsfelder 17 wird die raumgreifend bewegte, rechte Türkante des Schwenkflügels 10 über ihre gesamte Höhe lückenlos von den übereinanderliegenden Erfassungsfeldern 17 überdeckt.

[0020] Die fächerförmige Aufspreizung der von den Sensoren 14 abgestrahlten Erfassungsfelder 17 mit zunehmendem Abstand von ihrem Sensor 14 ergibt sich nicht nur horizontal sondern auch vertikal des Schwenkflügels 10, wie in Fig. 5 zu sehen ist. Die Spreizung in Tiefenrichtung kann eingestellt und ggf. in Abhängigkeit von der Winkelgeschwindigkeit des Schwenkflügels 10 automatisch eingestellt werden. Je größer diese fächerförmige Spreizung ist, desto mehr Zeit verbleibt, um den Türantrieb bei Kollisionsgefahr des Schwenkflügels 10 mit einem Hindernis abzuschalten und diesen ausreichend schnell zum Stillstand zu bringen. Ferner ist zu erkennen, dass das Sensorgehäuse 15 zumindest mit dem Querschnittsbereich, in dem die Fensteröffnung mit Abdeckung 16 angeordnet ist gegenüber der Schmalseite des Schwenkflügels 10 überstehen muss, damit die Abstrahlung des Erfassungsfeldes 17 möglich ist.

[0021] Wie in Fig. 6 zu erkennen ist, kann auch die Bandgegenseite des Schwenkflügels 10 mittels einer Sensoranordnung überwacht werden, wobei die Sensoranordnungen in Abhängigkeit der Bewegungsrichtung des Schwenkflügels 10 abwechselnd mit Umschalten des Antriebsmotors aktiviert werden können. Die Bandgegenseite des Schwenkflügels 10 springt gegenüber der anderen etwas zurück, da die angeschlagene Schmalseite stufig abgesetzt ist. Unmittelbar an die zurückspringende Schmalseite angrenzend ist auf der Bandgegenseite des Schwenkflügels 10 ein weiteres Sensorgehäuse 15' angebracht, das einen gleichartigen IR-Sensor 14 enthält und einen etwa viertelkreisförmigen Gehäusequerschnitt aufweist. Von diesem Sensor wird durch die Abdeckung 16 des Sensorgehäuses 15' ein Erfassungsfeld 17' in Richtung der gegenüberliegenden Seite des Schwenkflügels 10 abgestrahlt. Die Sensorfelder 17 und 17' auf den gegenüberliegenden Seiten des Schwenkflügels 10 können dabei oben und unten jeweils auf gleicher Höhe liegen.

[0022] Die beiden auf gleicher Höhe liegenden Sensorgehäuse 15 und 15' sind über eine parallelflache Leiterbrücke 18 miteinander verbunden, in der alle Versorgungs- und Schaltleitungen des Sensorgehäuses 15' verlegt sind. Die als biegbares Band ausgebildete Leiterbrücke 18 ist unter Anpassung an die Abstufung der Türschmalseite abgewinkelt und schmiegt sich dabei zwischen ihren in die Sensorgehäuse 15 und 15' hineingeführten Enden flächig an die abgewinkelte Stufe der Türschmalseite an. Aufgrund die Verbindung der Sensorgehäuse 15 und 15' über die Leiterbrücke 18 benötigt das Sensorgehäuse 15' keinen eigenen Leitungsanschluss für Strom- und Schaltleitungen mit entsprechend aufwändiger Leitungsverlegung.

[0023] Die Energie- und Signalübertragung der Sensorgehäuse 15 kann über eine Kabelverbindung zum Türrahmen 13 oder über nicht gezeigten Schleifringkontakte erfolgen. In diesem Zusammenhang ist es auch denkbar, die Schleifkontakte zwischen oberem 11.1 und unterem Scharnierteil 11.2 anzuordnen. Mit diesen oder auch anderen von den Scharnierteilen 11.1 und 11.2 mitgedrehten Schleifkontakten kann auch der als Potentiometer ausgebildete Drehwinkelgeber arbeiten.

[0024] Wie in Fig. 7 angedeutet ist, kann das Sicherheitssystem zusätzlich mit geringem Mehraufwand noch eine Überwachung der Nebenschließkante des Türflügels 10 ermöglichen. Hierzu können in das obere und untere Scharnier 11 jeweils zwei weitere, nicht gezeigte Sensoren integriert sein, welche ein z. B. fächerförmiges Erfassungsfeld 17" nach oben bzw. nach unten abstrahlen. Diese Erfassungsfelder 17" werden aber vorzugsweise stärker gebündelt, damit die Überwachung der Hauptschließkanten mittels der Erfassungsfelder 17 bzw. 17' nicht gestört wird.

Liste der Referenzzeichen

[0025] 

10

Schwenkflügel

11

Scharniergelenk

11.1

Scharnierteil (oben)

11.2

Scharnierteil (unten)

12

Drehachse

13

Türrahmen

14

Sensor

15

Sensorgehäuse

15'

Sensorgehäuse

16

Abdeckung

16'

Abdeckung

17

Erfassungsfeld

17'

Erfassungsfeld

17"

Erfassungsfeld

18

Leiterbrücke

Ansprüche

1. Sicherheitssystem für einen motorgetriebenen Schwenkflügel, das eine Sensoranordnung mit wenigstens einem Sensor umfasst, der in einem dem Schwenkflügels zugeordneten Sensorgehäuse angeordnet ist und im aktivierten Zustand mittels eines Überwachungssignals ein Erfassungsfeld im Bewegungsbereich des am zugehörigen Rahmen gelagerten Schwenkflügels erzeugt,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Sensorgehäuse (15, 15') im Bereich der am Rahmen (Türrahmen 13) angeschlagenen Schmalseite am Schwenkflügel (10) angebracht und ähnlich einem mit dem Schwenkflügel (10) bewegten Bestandteil eines Scharniergelenks (11) ausgebildet und angeordnet.

2. Sicherheitssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass Sicherheitssystem nach Anspruch 1, dass über die Höhe des Schwenkflügels (10) verteilt mehrere zueinander fluchtende Sensorgehäuse (15, 15') angeordnet sind.

3. Sicherheitssystem nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass jedes Sensorgehäuse (15, 15') der Sensoranordnung einem Scharniergelenk (11) des Schwenkflügels (10) zugeordnet und mit dem flügelseitigen Teil des zugehörigen Scharniergelenks (11) bewegt ist.

4. Sicherheitssystem nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der flügelseitig Teil des Scharniergelenks (11) und das Sensorgehäuse (15) baulich vereinigt sind.

5. Sicherheitssystem nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorgehäuse (15, 15') einen hohlzylindrischen gekrümmten Bereich aufweist, dessen Umfangswand in der Abstrahlrichtung des Sensorsignals von einer Fensteröffnung durchsetzt ist.

6. Sicherheitssystem nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Fensteröffnung durch eine für das Sensorsignal durchlässige Abdeckung (16, 16') zu einem Sensorfenster geschlossen ist, wobei die Abdeckung (16, 16') in die gekrümmte Umfangskontur des Sensorgehäuses (15, 15') eingepasst ist.

7. Sicherheitssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass an die angeschlagene Schmalseite des Schwenkflügels (10) angrenzend auf gleicher Höhe zwei Sensoranordnungen vorgesehen sind, die jeweils im Bewegungsbereich des Schwenkflügels (10) ein Erfassungsfeld (17, 17') erzeugen.

8. Sicherheitssystem nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Sensoranordnungen in getrennten Sensorgehäusen (15, 15') angeordnet sind, wobei die Sensorgehäuse (15, 15') über eine parallelflache Leiterbrücke (18) miteinander verbunden sind.

9. Sicherheitssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass im Scharnierbereich des Schwenkflügel (10) ein Drehwinkelgeber zu Erfassung der Momentandrehstellung desselben angeordnet ist.

10. Sicherheitssystem nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Schwenkflügels (10) aufgrund des erfassten Drehwinkels gesteuert und/oder geregelt ist.

11. Sicherheitssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass an den Scharniergelenken (11) jeweils eine weitere Sensoranordnung zur Überwachung einer Nebenschließkante der Schwenktür (10) vorgesehen ist..

Zeichnung