AUTOMATISCHER TÜRANTRIEB

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen automatischen Antrieb für eine Drehtür mit einem Gehäuse, einer Antriebseinheit, einer Steuereinheit und einer Abtriebswelle, welche über ein Getriebe mit der Antriebseinheit wirkverbunden ist. Der Antrieb weist ein rotationsfest mit der Abtriebswelle verbundenes Element auf, das sich zumindest teilweise um die Abtriebswelle herum erstreckt und eine in axialer Richtung der Abtriebswelle weisende Messfläche aufweist. Der Antrieb weist ferner einen Abstandssensor auf, welcher fest mit dem Gehäuse verbunden und derart auf die Messfläche ausgerichtet ist, dass er einen Abstand des Abstandssensors von einem entsprechenden Messpunkt auf der Messfläche ermittelt. Die Messfläche ist derart ausgebildet, dass der Abstandssensor für jede vorgesehene rotatorische Ausrichtung des Elements gegenüber dem Gehäuse einen der jeweiligen rotatorischen Ausrichtung eindeutig zugeordneten Abstand ermittelt. Die Steuereinheit ist dazu ausgebildet, aus dem durch den Abstandssensor ermittelten Abstand auf die jeweilige rotatorische Ausrichtung des Elements und damit auch der Abtriebswelle gegenüber dem Gehäuse zu schließen. Die Steuereinheit ist ferner dazu ausgebildet, die Antriebseinheit basierend auf der ermittelten rotatorischen Ausrichtung der Abtriebswelle gegenüber dem Gehäuse anzusteuern.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen automatischen Antrieb für eine Drehtür.

[0002] Solche Antriebe umfassen herkömmlicherweise ein Gehäuse, eine Antriebseinheit, welche in dem Gehäuse vorgesehen ist, eine Steuereinheit zur Steuerung der Antriebseinheit, und eine Abtriebswelle, welche über ein Getriebe mit der Antriebseinheit wirkverbunden ist.

[0003] Um die Antriebseinheit und damit einen Türflügel einer über die Abtriebswelle mit der Antriebseinheit verbundene Drehtür zielsicher steuern zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Steuereinheit stets die rotatorische Ausrichtung (Position) der Abtriebswelle bzw. des Türflügels der Drehtür kennt.

[0004] Bisher ist es dafür notwendig, nach einem Verlust der Stromversorgung einen Kalibrierungsdurchlauf durchzuführen. Im Zuge dieses Kalibrierungsdurchlaufs wird die Antriebseinheit so lange in Schließrichtung betrieben, bis der Türflügel am Türrahmen anschlägt. Dies, d.h. wenn die Drehtür in der Schließstellung ist, definiert eine Nullstellung. Ausgehend hiervon kann die Steuereinheit dann die Antriebseinheit basierend auf einer relativen Positionserkennung der Abtriebswelle ansteuern, um jeden von der Schließstellung verschiedenen Öffnungswinkel für die Drehtür einzustellen. Diese Neukalibrierung ist aufwendig und macht es notwendig, nach jedem Stromausfall oder nach jedem Abschalten der Stromversorgung die Drehtür in ihre Schließstellung (oder in eine andere festgelegte Bezugsstellung) zu bewegen. Es ist nicht möglich, nach einem Ausfall der Stromversorgung direkt, also ohne einen entsprechenden Kalibrierungsdurchlauf, den automatischen Antrieb weiter zu verwenden.

[0005] Vor diesem Hintergrund ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen automatischen Antrieb für eine Drehtür mit einer Positionserkennung bereitzustellen, bei dem auf einen Kalibrierungsdurchlauf verzichtet werden kann. Diese Positionserkennung ist dabei insbesondere möglichst verschleißfrei zu erhalten.

[0006] Diese Aufgabe wird durch einen automatischen Antrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.

[0007] Erfindungsgemäß zeichnet sich ein automatischer Antrieb für eine Drehtür dadurch aus, dass der Antrieb ein rotationsfest mit der Abtriebswelle verbundenes Element aufweist, das sich zumindest teilweise um die Abtriebswelle herum erstreckt und eine in axialer Richtung der Abtriebswelle weisende Messfläche aufweist. Der Antrieb weist ferner einen Abstandssensor auf, welcher fest mit dem Gehäuse verbunden und derart auf die Messfläche ausgerichtet ist, dass er einen Abstand des Abstandssensors von einem entsprechenden Messpunkt auf der Messfläche ermittelt. Die Messfläche ist derart ausgebildet, dass der Abstandssensor für jede vorgesehene rotatorische Ausrichtung des Elements gegenüber dem Gehäuse einen der jeweiligen rotatorischen Ausrichtung eindeutig zugeordneten Abstand ermittelt. Die Steuereinheit ist dazu ausgebildet, aus dem durch den Abstandssensor ermittelten Abstand auf die jeweilige rotatorische Ausrichtung des Elements und damit auch der Abtriebswelle gegenüber dem Gehäuse zu schließen. Die Steuereinheit ist ferner dazu ausgebildet, die Antriebseinheit basierend auf der ermittelten rotatorischen Ausrichtung der Abtriebswelle gegenüber dem Gehäuse anzusteuern.

[0008] Durch das mit der Antriebseinheit rotationsfest verbundene Element mit der Messfläche und dem entsprechenden Abstandssensor ist ein zuverlässiger und insbesondere verschleißfreier Absolutwertgeber für die rotatorische Ausrichtung der Abtriebswelle und damit auch für die mit dem automatischen Antrieb gekoppelte Drehtür gebildet. Ein Kalibrierungsdurchlauf nach einem Stromausfall ist bei dem erfindungsgemäßen Absolutwertgeber nicht erforderlich.

[0009] Bevorzugt umfasst die Steuereinheit einen nichtflüchtigen Speicher, in welchem, insbesondere aufgrund eines Einlernvorgangs, insbesondere bei Erstinbetriebnahme des automatischen Antriebs, eine eindeutige Zuordnung der durch den Abstandssensor ermittelten Abstände zu jeweils entsprechenden rotatorischen Ausrichtungen der Abtriebswelle, und insbesondere auch zu zugehörigen Drehtürstellungen, abgespeichert ist. Dies erlaubt es, eine wiederholte Kalibrierung des automatischen Antriebs unnötig zu machen und damit die Handhabung des automatischen Antriebs erheblich zu erleichtern und effizienter zu gestalten.

[0010] Bevorzugt ist der Abstandssensor dazu ausgebildet, berührungslos, und insbesondere auch verschleißfrei, den jeweiligen Abstand zur Messfläche zu ermitteln. Derartige Ausgestaltungen sind besonders langlebig und benötigen insbesondere keine verschleißbedingte Nachkalibrierung.

[0011] Bevorzugt ist der Abstandssensor ein induktiver Abstandssensor, ein kapazitativer Abstandssensor, ein Hallsensor oder ein Flugzeitsensor. Diese Implementierungen für den Abstandssensor sind technisch besonders weit entwickelt und zuverlässig.

[0012] Bevorzugt weist die Messfläche eine stetige Kontur, insbesondere mit einer konstanten Steigung, auf. Eine solche Ausgestaltung ist besonders einfach herzustellen und führt zur besonders zuverlässigen Ermittlung der rotatorischen Ausrichtung der Abtriebswelle bei Betrieb des automatischen Antriebs.

[0013] Bevorzugt ist die Messfläche auf einer axialen Deckfläche des Elements radial umlaufend ausgebildet. Diese Ausgestaltung ist besonders zweckdienlich und kompakt.

[0014] Bevorzugt ist die Messfläche helixförmig ausgebildet. Eine helixförmige Messfläche führt zu einer besonders zuverlässigen Ermittlung der rotatorischen Ausrichtung der Abtriebswelle.

[0015] Ferner bevorzugt weist die helixförmige Messfläche höchstens, insbesondere genau, eine Windung auf. Diese Implementierung ist besonders einfach herzustellen und sorgt für eine zuverlässige Zuordnung von ermitteltem Abstand zur rotatorischen Ausrichtung der Abtriebswelle.

[0016] Ferner bevorzugt besitzt die Messfläche eine Ganghöhe von mindestens 2,0 mm, insbesondere von mindestens 2,5 mm, und/oder von höchstens 3,5 mm, insbesondere von höchstens 3,0 mm. Entsprechende Ganghöhen erlauben eine besonders zuverlässige und genaue Ermittlung der rotatorischen Ausrichtung der Abtriebswelle.

[0017] Bevorzugt weist der Abstandssensor eine Messrichtung auf, die parallel zur Längsachse der Abtriebswelle ausgerichtet ist. Eine derartige Ausgestaltung ist strukturell besonders einfach und kompakt umzusetzen.

[0018] Bevorzugt ist das Element aus einem metallischen Material, insbesondere aus Baustahl, gefertigt. Dies ermöglichst eine besonders robuste und damit langlebige Gesamtausgestaltung des automatischen Antriebs.

[0019] Bevorzugt ist die Messfläche durch Fräsen in dem Element gebildet. Eine solche Ausgestaltung ist besonders einfach und dennoch genau zu bilden.

[0020] Bevorzugt ist das Element eine von der Abtriebswelle separate Komponente oder in die Abtriebswelle integriert. Eine integrierte Ausgestaltung ist besonders platzsparend und robust umsetzbar, während eine separate Ausgestaltung besonders flexibel an jeweils vorliegende Anforderungen anpassbar ist.

[0021] Bevorzugt umfasst das Getriebe ein Zahnradgetriebe, insbesondere ein Stirnradgetriebe, und ist das Element ein Abtriebszahnrad des Zahnradgetriebes. Eine derartige Ausgestaltung ist besonders robust und zuverlässig.

[0022] Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Hierbei zeigt

FIG. 1

schematisch einen seitlichen Teilquerschnitt eines beispielhaften automatischen Antriebs gemäß der vorliegenden Erfindung;

FIG. 2

schematisch einen horizontalen Teilquerschnitt des automatischen Antriebs aus FIG. 1; und

FIG. 3

das Element mit der Messfläche des automatischen Antriebs aus den Figuren 1 und 2.

[0023] In FIG. 1 ist ein automatischer Antrieb 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt. Er ist zur gezielten Bewegung des Türflügels einer Drehtür (nicht gezeigt) vorgesehen.

[0024] Der automatische Antrieb 1 umfasst ein Gehäuse 3, eine, insbesondere elektromotorische, Antriebseinheit (nicht gezeigt), eine Steuereinheit (nicht gezeigt) sowie eine Abtriebswelle 5, welche über ein mehrstufiges Getriebe mit der letzten Stufe in Gestalt eines Zahnradgetriebes 6 mit der Antriebseinheit gekoppelt ist. Die Abtriebswelle 5 ist über Lager 13 um eine Längsachse L herum drehbar an und in dem Gehäuse 3 gelagert. Ein als erfindungsgemäßes Element 7 wirkendes Abtriebszahnrad 7 ist rotationsfest mit der Abtriebswelle 5 verbunden. Die Abtriebswelle 5 ist dazu ausgebildet, über ein Scherengestänge oder einen Gleitarm mit dem Türflügel (wenn der automatische Antrieb an dem Türrahmen der Drehtür montiert ist) oder dem Türrahmen (wenn der automatische Antrieb an dem Türflügel montiert ist) gekoppelt zu werden, um den Türflügel der Drehtür mittels der Antriebseinheit antreiben zu können.

[0025] Das Abtriebszahnrad 7 weist auf seiner axialen Deckfläche eine radial umlaufende helixförmige Messfläche 9 vorliegend mit genau einer Windung auf. Dies ist besonders gut in den Figuren 2 und 3 zu sehen. Die Messfläche 9 weist eine stetige Kontur mit einer konstanten Steigung auf und besitzt vorliegend eine Ganghöhe von 2,7 mm.

[0026] Das Abtriebszahnrad 7 steht mit einem auf einer Achse 15 gelagerten zweiten Zahnrad des Zahnradgetriebes 6 in Eingriff und ist über dieses und wenigstens eine weitere Getriebestufe mit der Antriebseinheit gekoppelt.

[0027] Der automatische Antrieb 1 umfasst ferner einen Abstandssensor 11, welcher fest an und in dem Gehäuse 3 montiert ist. Der Abstandssensor 11 ist parallel zur Längsachse L der Abtriebswelle 5 ausgerichtet und zielt auf die Messfläche 9 des Abtriebszahnrads 7. Damit ist der Abstandssensor 11 dazu ausgebildet, einen Abstand A des Abstandsensors 11 von der Messfläche 9, insbesondere von einem entsprechenden Messpunkt auf der Messfläche 9, zu ermitteln. Durch die oben beschriebene helixförmige Ausgestaltung der Messfläche 9 ist jeder rotatorischen Ausrichtung der Abtriebswelle 5 ein eindeutiger Abstand A des Abstandssensors 11 von der Messfläche 9 zugeordnet.

[0028] Die vorgesehene Steuereinheit ist dazu ausgebildet, über den durch den Abstandssensor 11 ermittelten Abstand A auf die jeweilige rotatorische Ausrichtung der Abtriebswelle 5 und damit auf die jeweilige rotatorische Ausrichtung des Türflügels der Drehtür zu ermitteln. Basierend auf diesen Erkenntnissen steuert die Steuereinheit dann die Antriebseinheit entsprechend. Die konkrete Zuordnung zwischen Abstand A des Abstandssensors 11 von der Messfläche 9 und der jeweiligen entsprechenden rotatorischen Ausrichtung der Abtriebswelle 5 bzw. des Türflügels der Drehtür wird im Zuge eines Einlernvorgangs bei Erstinbetriebnahme des automatischen Antriebs 1 ermittelt und in einem nichtflüchtigen Speicher abgelegt. Hierdurch wird eine absolute Positionserkennung der rotatorischen Ausrichtung der Abtriebswelle 5 ermöglicht, so dass ein Kalibrierungs- bzw. Initialisierungsdurchlauf nach einem Stromausfall nicht nötig ist.

[0029] Dabei ist der Abstandssensor 11 beispielsweise als berührungsloser und verschleißfreier induktiver Abstandssensor ausgebildet. Auch andere Ausgestaltungen, beispielsweise in Gestalt eines kapazitativen Abstandssensors, eines Hallsensors oder eines Flugzeitsensors sind denkbar.

[0030] Zur einfachen und robusten Bildung des Abtriebszahnrads 7 ist dieses aus einem metallischen Material, insbesondere aus Baustahl, gebildet, während die Messfläche 9 insbesondere in das Abtriebszahnrad 7 gefräst ist.

[0031] Abschließend sei darauf hingewiesen, dass einem Fachmann im Lichte der obigen Beschreibung des Ausführungsbeispiels ohne weiteres eine Vielzahl von Modifikationen in den Sinn kommen, welche vorliegend nicht explizit beschrieben, jedoch von dem Schutzumfang der beiliegenden Ansprüche umfasst sind.

Bezugszeichenliste

[0032] 

1

automatischer Antrieb

3

Gehäuse

5

Abtriebswelle

6

Zahnradgetriebe

7

Element/Abtriebszahnrad

9

Messfläche

11

Abstandssensor

13

Lagerung

15

Achse

A

Abstand

L

Längsachse

Ansprüche

1. Automatischer Antrieb (1) für eine Drehtür, umfassend:

ein Gehäuse (3),

eine Antriebseinheit, welche in dem Gehäuse (3) vorgesehen ist,

eine Steuereinheit zur Steuerung der Antriebseinheit, und

eine Abtriebswelle (5), welche über ein Getriebe mit der Antriebseinheit wirkverbunden ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Antrieb (1) ein rotationsfest mit der Abtriebswelle (5) verbundenes Element (7) aufweist, das sich zumindest teilweise um die Abtriebswelle (5) herum erstreckt und eine in axialer Richtung der Abtriebswelle (5) weisende Messfläche (9) aufweist, und

der Antrieb (1) ferner einen Abstandssensor (11) aufweist, welcher fest mit dem Gehäuse (3) verbunden und derart auf die Messfläche (9) ausgerichtet ist, dass er einen Abstand (A) des Abstandssensors (11) von einem entsprechenden Messpunkt auf der Messfläche (9) ermittelt,

wobei die Messfläche (9) derart ausgebildet ist, dass der Abstandssensor (11) für jede vorgesehene rotatorische Ausrichtung des Elements (7) gegenüber dem Gehäuse (3) einen der jeweiligen rotatorischen Ausrichtung eindeutig zugeordneten Abstand (A) ermittelt,

wobei die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, aus dem durch den Abstandssensor (11) ermittelten Abstand (A) auf die jeweilige rotatorische Ausrichtung des Elements (7) und damit auch der Abtriebswelle (5) gegenüber dem Gehäuse (3) zu schließen,

wobei die Steuereinheit ferner dazu ausgebildet ist, die Antriebseinheit basierend auf der ermittelten rotatorischen Ausrichtung der Abtriebswelle (5) gegenüber dem Gehäuse (3) anzusteuern.

2. Automatischer Antrieb (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuereinheit einen nichtflüchtigen Speicher umfasst, in welchem, insbesondere aufgrund eines Einlernvorgangs, insbesondere bei Erstinbetriebnahme des automatischen Antriebs (1), eine eindeutige Zuordnung der durch den Abstandssensor (11) ermittelten Abstände zu jeweils entsprechenden rotatorischen Ausrichtungen der Abtriebswelle (5), und insbesondere auch zu zugehörigen Drehtürstellungen, abgespeichert ist.

3. Automatischer Antrieb (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
der Abstandssensor (11) dazu ausgebildet ist, berührungslos, und insbesondere auch verschleißfrei, den jeweiligen Abstand (A) zur Messfläche (9) zu ermitteln.

4. Automatischer Antrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Abstandssensor (11) ein induktiver Abstandssensor, ein kapazitativer Abstandssensor, ein Hallsensor oder ein Flugzeitsensor ist.

5. Automatischer Antrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Messfläche (9) eine stetige Kontur, insbesondere mit einer konstanten Steigung, aufweist.

6. Automatischer Antrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Messfläche (9) auf einer axialen Deckfläche des Elements (7) radial umlaufend ausgebildet ist.

7. Automatischer Antrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Messfläche (9) helixförmig ausgebildet ist.

8. Automatischer Antrieb (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass
die helixförmige Messfläche (9) höchstens, insbesondere genau, eine Windung aufweist.

9. Automatischer Antrieb (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
die Messfläche (9) eine Ganghöhe von mindestens 2,0 mm, insbesondere von mindestens 2,5 mm, und/oder von höchstens 3,5 mm, insbesondere von höchstens 3,0 mm besitzt.

10. Automatischer Antrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abstandssensor (11) eine Messrichtung aufweist, die parallel zur Längsachse (L) der Abtriebswelle (5) ausgerichtet ist.

11. Automatischer Antrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Element (7) aus einem metallischen Material, insbesondere aus Baustahl, gefertigt ist.

12. Automatischer Antrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Messfläche (9) durch Fräsen in dem Element (7) gebildet ist.

13. Automatischer Antrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Element (7) eine von der Abtriebswelle (5) separate Komponente ist oder in die Abtriebswelle (5) integriert ist.

14. Automatischer Antrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Getriebe ein Zahnradgetriebe (6), insbesondere ein Stirnradgetriebe, umfasst und das Element (7) ein Abtriebszahnrad (7) des Zahnradgetriebes (6) ist.

Zeichnung