DE3824531A1 - Stellantrieb fuer die betaetigung von fenstern, tueren od. dgl. - Google Patents
Stellantrieb fuer die betaetigung von fenstern, tueren od. dgl.Info
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Description
Die Erfindung betrifft einen Stellantrieb für die Betätigung von Fenstern,
Türen od. dgl., der über einen drehbaren Antriebsdorn mit einem zumindest
am Flügel angreifenden Stellglied gekuppelt oder kuppelbar ist.
Derartige Stellantriebe werden bei Fenstern, Türen od. dgl. einerseits be
nutzt, um deren Öffnungsflügel in seiner Schließlage am feststehenden Rahmen
zu fixieren. Andererseits dienen sie aber auch dem Zweck, den Öffnungs
flügel zwangsweise zwischen seiner Schließlage und seiner Öffnungslage
zu verstellen.
Die Stellkraft dieser Stellantriebe für die Betätigung von Fenstern, Türen
od. dgl. wird dabei mittels elektrischen, pneumatischen, hydraulischen, hydro
pneumatischen, elektropneumatischen oder elektrohydraulischen Antriebs
vorrichtungen erzeugt.
Es werden auch Stellantriebe für die unterschiedlichsten Öffnungsbewegungen
der Flügel von Fenstern, Türen od. dgl. benutzt. D. h., Stellantriebe für die
zwangsweise Kippbewegung, Klappbewegung und Drehbewegung von Öffnungs
flügeln gehören ebenso schon zum Stand der Technik, wie Stellantriebe für
Schiebeflügel von Fenstern, Türen od. dgl..
Aber auch bei Fenstern, Türen od. dgl. mit Drehkippflügel hat man bereits
Stellantriebe in Benutzung genommen, mit deren Hilfe zumindest die Kipp
bewegung des Flügels zwangssteuerbar ist.
Alle diese bekannten Stellantriebe für die Betätigung von Fenstern, Türen
od. dgl. sind technisch verhältnismäßig aufwendig ausgelegt und damit teuer
in Anschaffung und Unterhaltung, insbesondere weil die zugehörigen An
triebsvorrichtungen zur Stellkrafterzeugung nicht nur genügend kräftig bemessen
werden müssen, sondern darüberhinaus auch noch verhältnismäßig umfangreiche
Installationen für die Energiezuführung erforderlich machen. Dies gilt sowohl
für Stellantriebe, die rein elektrisch betrieben werden, als auch für solche,
die mit pneumatischen und/oder hydraulischen Medien gespeist werden müssen.
Wesentliches Ziel der Erfindung ist nun die Schaffung eines Stellantriebes
der gattungsgemäßen Art, welcher die angegebenen Nachteile vermeidet
und mit technisch einfacher Auslegung bei geringem Energiebedarf die Auf
bringung genügend großer Stellkräfte gewährleistet.
Darüberhinaus ist es wesentlich, daß die erfindungsgemäßen Stellantriebe
ein Höchstmaß an elektrischer Sicherheit aufweisen sowie mit einem minimalen
Installationsaufwand auskommen.
Die gestellte Aufgabe wird nach der Erfindung im wesentlichen gelöst durch
einen hochtourigen Kleinstspannungs-Elektromotor, der mit dem Antriebs
dorn über ein Untersetzungsgetriebe mit hohem Untersetzungsverhältnis,
z. B. zwischen 400:1 und 20 000:1 in Verbindung steht.
Vorteilhaft bei einem solchen Stellantrieb ist dabei, daß sowohl der Kleinst
spannungs-Elektromotor als auch das zwischen diesen und den Antriebsdorn
geschaltete Untersetzungsgetriebe mit einem geringen Einbauraum auskommen,
so daß sich der gesamte Stellantrieb im Bedarfsfalle auch unmittelbar auf
dem Blendrahmen oder Flügelrahmen von Fenstern, Türen od. dgl. montieren
läßt.
Nach der Erfindung kann der Kleinstspannungs-Elektromotor in weiterbil
dender Ausgestaltung so ausgelegt sein, daß er mit einem Anlauf-Drehmoment
zwischen 50 g/cm und 1500 g/cm auskommt, während das Untersetzungsge
triebe zugleich ein Untersetzungsverhältnis hat, bei dem der Antriebsdorn
mit einem Anlauf-Drehmoment zwischen 5 N/m und 50 N/m verstellbar ist.
In den meisten Fällen können erfindungsgemäß Kleinstspannungs-Elektro
motoren in Benutzung genommen werden, deren Anlauf-Drehmoment zwischen
200 g/cm und 300 g/cm liegt, wobei es vorteilhaft ist, dem Untersetzungsge
triebe ein Untersetzungsverhältnis zu geben, bei dem der Antriebsdorn mit
einem Anlauf-Drehmoment zwischen 10 N/m und 30 N/m verstellbar ist.
Vielfach empfiehlt es sich nach der Erfindung auch, einen Stellantrieb so
auszulegen, daß der Antriebsdorn mit dem Untersetzungsgetriebe über eine
wahlweise ein- und ausrückbare Kupplung in Verbindung steht.
Eine konstruktiv einfache Bauart für den Stellantrieb wird weiterhin dann
erreicht, wenn der Kleinstspannungs-Elektromotor über eine Untersetzungs-
Vorgelegestufe mit einem Vielstufen-Stirnradgetriebe in Verbindung steht,
dessen sämtliche Getriebestufen auf zwei zueinander parallelen Achsen sitzen,
von denen die eine zugleich den Antriebsdorn bildet.
Sämtliche Getriebestufen des Vielstufen-Stirnwandgetriebes können dabei
untereinander ein übereinstimmendes Übersetzungsverhältis, beispielsweise
von 3:1 aufweisen.
Die ein- und ausrückbare Kupplung kann von einer federbelasteten Schalt
kupplung, insbesondere einer im Einrücksinne beeinflußten Klauenkupplung,
gebildet werden.
Als vorteilhaft hat sich auch herausgestellt, wenn der Kleinstspannungs-
Elektromotor parallelachsig zur Untersetzungs-Vorgelegestufe innerhalb
eines Gehäuses liegt, wobei sein Stator lediglich durch eine axiale Steck
verbindung drehfest im Gehäuse gehalten ist und seine Antriebswelle, ebenfalls
durch eine axiale Steckverbindung, an der Untersetzungs-Vorgelegestufe
angreift.
Das Antriebsritzel der Untersetzungs-Vorgelegestufe sitzt vorteilhafterweise
fest auf der Antriebswelle des Kleinstspannungs-Elektromotors, während
ihr Stirnrad im Gehäuse lagert und ständig mit der Eingangsstufe des Viel
stufen-Stirnradgetriebes kämmt.
Für eine dauerhaft einwandfreie Wirkungsweise des Stellantriebs ist es nach
der Erfindung auch noch wichtig, daß mindestens das Stirnrad und das Ritzel
der Endstufe des Untersetzungsgetriebes eine Zahnbreite haben, die einem
Mehrfachen, z. B. dem Dreifachen, der Zahnbreite von Stirnrädern und Ritzeln
aller übrigen Getriebestufen entspricht.
Praktische Versuche haben ergeben, daß bei einem erfindungsgemäßen Stell
antrieb das Gesamt-Untersetzungsverhältnis des Untersetzungsgetriebes
zwischen dem Kleinstspannungs-Elektromotor und dem Antriebsdorn in einem
Bereich zwischen 8000:1 und 15 000:1 vorzugsweise etwa bei 10 000:1
liegen sollte, während zugleich der Kleinstspannungs-Elektromotor eine Nenn
drehzahl hat, die zwischen 8000 U/min. und 20 000 U/min. beträgt.
Ein Stellantrieb an einer Betätigungsvorrichtung für Treibstangenbeschläge
von Fenstern, Türen od. dgl., die mittels eines Bedienungshandhebels in mehrere,
nämlich mindestens zwei, verschiedene Schaltstellungen bringbar ist, wobei
der Bedienungshandhebel drehbar in einer auf der Stirnfläche des Flügel
oder Blendrahmenprofils angeordneten Lagerplatte sitzt sowie mit einem
Antriebsdorn in ein Drehantriebsglied, z.B. ein Ritzel, des Treibstangen
beschlages eingreift, zeichnet sich nach der Erfindung besonders dadurch
aus, daß der Antriebsdorn des Bedienungshandhebels zumindest zeitweise
entkuppelbar mit dem Untersetzungsgetriebe in Verbindung steht, das in
der gehäuseartig gestalteten Lagerplatte aufgenommen ist, wobei der mit
dem Untersetzungsgetriebe in Antriebsverbindung stehende Kleinstspannungs-
Elektromotor ebenfalls an oder in der Lagerplatte gehalten ist.
Ein wichtiges Weiterbildungsmerkmal des Stellantriebes wird dabei aber
auch noch darin gesehen, daß der Drehwinkel des Antriebsdorns und/oder
des Bedienungshandhebels relativ zum Gehäuse auf weniger als 360°, insbe
sondere auf 180° oder 90°, begrenzt ist.
Mehreren Drehwinkelstellungen des Antriebsdorns, insbesondere dessen beiden
Endstellungen, können auch elektrische Schaltkontakte für den Stromkreis
des Kleinstspannungs-Elektromotors zugeordnet werden.
Als zweckmäßig hat sich ferner herausgestellt, wenn erfindungsgemäß die
elektrischen Schaltkontakte mit einem bistabilen Relais in Reihe liegen,
das zur Drehrichtungs-Umschaltung im Stromkreis des Kleinstspannungs-
Elektromotors angeordnet ist.
Bewährt hat es sich aber auch, sämtliche elektrischen Schaltelemente auf
einer Leiterplatte anzuordnen, die nicht nur mit den Anschlußklemmen des
Kleinstspannungs-Elektromotors und den Kontakt-Betätigungselementen des
Antriebsdorns in Wirkverbindung bringbar, sondern auch an das Gehäuse
anschließbar ist, sofern dieses aus Metall oder einem anderen leitfähigen
Werkstoff besteht.
Ein erfindungsgemäßer Stellantrieb macht es in besonders zweckmäßiger
Art und Weise möglich, daß der Kleinstspannungs-Elektromotor durch mehrere
in Reihe geschaltete Monozellen und/oder Akkumulatoren speisbar ist, die
am oder im Gehäuse untergebracht sind.
Die Akkumulatoren lassen sich dabei zumindest zeitweilig - in Ruhestellung
des Stellantriebs - mit einem netzgespeisten Induktions-Ladegerät verbinden
oder aber ständig mit einem photovoltaischen Element - Sonnenzelle - in
Ladeverbindung bringen.
Schließlich erweist es sich auch noch als vorteilhaft, wenn erfindungsgemäß
der Stromkreis für den Kleinstspannungs-Elektromotor durch mindestens
einen für Umgebungseinflüsse empfindlichen Sensorschalter schließ- und
öffenbar ist. Bei den Sensorschaltern kann es sich dabei um Temperatur
fühler, Feuchtigkeitsfühler, Gassonden, Schallempfänger, Bewegungsmelder,
und Infrarotempfänger handeln, die jeweils einzeln oder auch in zweckent
sprechender Kombination in den Stromkreis für den Kleinspannungs-Elektro
motor einschaltbar sind.
Anhand der Zeichnung werden nachfolgend Ausführungsbeispiele des Gegen
standes der Erfindung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 in schematisierter Seitenansicht und teilweise im Längsschnitt
einen Stellantrieb für die Betätigung von Fenstern, Türen od.
dgl.
Fig. 2 den Stellantrieb nach Fig. 1 im Schnitt entlang der Linie II-II,
Fig. 3 den Stellantrieb im Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1,
Fig. 4 einen der Fig. 1 entsprechenden Längsschnitt durch den einer
Betätigungsvorrichtung für Treibstangenbeschläge von Fenstern,
Türen od. dgl. zugeordneten Stellantrieb,
Fig. 5 eine Ansicht in Pfeilrichtung V der Fig. 4 und
Fig. 6 eine einem Stellantrieb nach den Fig. 1 bis 4 zuordenbare elek
trische Steuer-Schaltungsanordnung.
In den Fig. 1 bis 3 der Zeichnung ist der Grundaufbau eines Stellantriebs
1 für die Betätigung von Fenstern, Türen od. dgl. gezeigt, der sich durch
relativ geringe bauliche Abmessungen auszeichnet und trotzdem abtrieb
seitig Stellkräfte in einer Größenordnung hervorbringt, die zur zwangsweisen
Bewegungssteuerung der Öffnungsflügel von Fenstern, Türen od. dgl. ebenso
ausreicht, wie zur Beeinflussung einer Betätigungsvorrichtung für Treibstangen
beschläge, die üblicherweise mit Hilfe eines Bedienungshandhebels in mehrere,
nämlich mindestens zwei, verschiedene Schaltstellungen bringbar ist.
Der Stellantrieb 1 soll dabei hauptsächlich genutzt werden, um eine fern
gesteuerte Bewegung der Öffnungsflügel von Fenstern, Türen od. dgl. und/
oder die ferngesteuerte Umstellung der Betätigungsvorrichtungen für Treib
stangenbeschläge mit relativ geringem technischem Aufwand zu ermöglichen.
Der Stellantrieb 1 arbeitet mit einem Kleinstspannungs-Elektromotor 2,
der für eine nominale Arbeitsspannung ausgelegt ist, deren untere Grenze
bei etwa 6 Volt liegt, aber höchstens 24 Volt betragen sollte.
Dabei ist der Kleinstspannungs-Elektromotor 2 als hochtouriger Gleichstrom
motor ausgelegt, dessen Nenndrehzahl z.B. zwischen 5000 U/min. und 20 000 U/min.
liegen kann, während er ein Anlauf-Drehmoment zwischen 50 g/cm
und 1500 g/cm haben sollte.
Für einen solchen Kleinstspannungs-Elektromotor 2 kommen dabei Einbau
abmessungen in Betracht, bei denen die Länge zwischen 45 mm und 90 mm
betragen kann, während der Durchmesser zweckmäßigerweise zwischen 25 mm
und 45 mm liegen sollte.
Praktisch erprobt in Verbindung mit einem Stellantrieb 1 wurde beispiels
weise ein Kleinstspannungs-Gleichstrom-Elektromotor 2 für eine nominale
Betriebsspannung von 6 Volt und mit einer Nenndrehzahl von 9800 U/min.
der ein Anlauf- Drehmoment von 270 g/cm aufweist.
Dabei liegt die Einbaulänge für diesen Kleinstspannungs-Elektromotor 2
bei etwa 50 mm, während er einen Einbaudurchmesser von etwa 28 mm hat.
Die Antriebswelle 3 des Kleinstspannungs-Elektromotors 2 trägt drehfest
das Ritzel 4 einer Untersetzungs-Vorgelegestufe 5, die als Stirnrad-Vorgelege
ausgeführt ist, welche noch ein mit dem Ritzel 4 kämmendes Stirnrad 6
umfaßt.
Das Stirnrad 6 der Untersetzungs-Vorgelegestufe 5 ist ständig innerhalb
eines Getriebegehäuses 8, und zwar an dessen Gehäusewand 7 gelagert, während
der Kleinstspannungs-Elektromotor 2 durch eine axiale Steckverbindung mit
seinem Stator drehfest in das Getriebegehäuse 8 eingeschoben werden kann,
und zwar in der Weise, daß dabei auch sein Ritzel 4 durch axiale Steckverbindung
mit dem Stirnrad 6 der Untersetzungs-Vorgelegestufe 5 in und außer Antriebs
verbindung bringbar ist.
Es hat sich bewährt, wenn zwischen dem Ritzel 4 und dem Stirnrad 6 der
Untersetzungs-Vorgelegestufe 5 ein Untersetzungsvorhältnis gewählt wird,
das etwa bei 3:1 liegt.
Zusätzlich zu der Untersetzungs-Vorgelegestufe 5 umfaßt der Stellantrieb
1 noch ein Vielstufen-Untersetzungsgetriebe 9, welches vorzugsweise als
Stirnradgetriebe ausgeführt ist, dessen sämtliche Getriebestufen auf zwei
zueinander parallelen Achsen 10 und 11 sitzen.
Es hat sich in baulicher Hinsicht als besonders vorteilhaft herausgestellt,
wenn sämtliche Getriebestufen des Vielstufen-Stirnradgetriebes 9 unterein
ander ein übereinstimmendes Untersetzungsverhältnis, beispielsweise eben
falls von 3:1, aufweisen. Jeweils ein Stirnrad 12 mit großem Durchmesser
und ein Stirnrad 13 mit kleinem Durchmesser sind dabei drehfest miteinander
zu einer Untersetzungs-Getriebestufe 12/13 verbunden, wobei auf jeder der
beiden Achsen 10 und 11 eine Serie solcher untereinander identischer Unter
setzungs-Getriebestufen 12/13 zueinander relativ drehbar angeordnet sind
und wechselseitig miteinander in Dauereingriff stehen.
Mit Ausnahme der Stirnräder 12 a und 13 a der Ausgangs-Untersetzungsstufe
12 a/13 a haben die Stirnräder 12 und 13 aller übrigen Untersetzungs-Getriebe
stufen 12/13 übereinstimmende Abmessungen hinsichtlich ihres Durchmessers
und ihrer Verzahnung, insbesondere ihrer Zahnbreite.
Die Ausgangs- bzw. Endstufe 12 a/13 a des Vielstufen-Untersetzungsgetriebes
9 benutzt hingegen Stirnräder 12 a und 13 a, die zumindest hinsichtlicher
ihrer Zahnbreite einem Mehrfachen, z.B. dem Dreifachen der Zahnbreite
der Stirnräder 12 und 13 aller übrigen Untersetzungs-Getriebestufen 12/13
entsprechen. Auch sollten sie aus einem anderen, nämlich verschleißfesten
Material bestehen.
Die Ausbildung der Verzahnungen an den Stirnrädern 12 a und 13 a der End-
bzw. Ausgangsstufe 12 a/13 a kann ebenfalls von derjenigen der übrigen Unter
setzungs-Getriebestufen 12/13 abweichen. Das Untersetzungsverhältnis der
End- bzw. Ausgangs-Getriebestufe 12 a/13 a sollte jedoch demjenigen aller
vorhergehenden Untersetzungs-Getriebestufen 12/13 gleich sein, also bei
spielsweise auch 3:1 betragen.
Das im Durchmesser große Stirnrad 12 a der End- bzw. Ausgangs-Getriebe
stufe 12 a/13 a ist auf der Achse 11 mit einem Antriebsdorn 14 kuppelbar,
der seitwärts aus dem Getriebegehäuse 8 herausgeführt ist und dabei die
eigentliche Abtriebswelle des Stellantriebs 1 bildet.
Das Gesamt-Untersetzungsverhältnis zwischen der Antriebswelle 3 des Kleinst
spannungs-Gleichstrom-Elektromotors 2 und dem Antriebsdorn 14 des Stellantriebs
1 über die Untersetzungs-Vorgelegestufe 5 und das Vielstufen-Untersetzungs
getriebe 9 ist so gewählt, daß am Antriebsdorn 14 ein Anlauf-Drehmoment
ansteht, das zwischen 5 N/m und 50 N/m gelegen ist.
Der Stellantrieb 1 nach den Fig. 1 bis 3 der Zeichnung läßt sich beispiels
weise so auslegen, daß unter Benutzung eines Kleinstspannungs-Elektromotors
2 mit den Leistungsdaten der vorstehend angegebenen, praktisch erprobten
Motortype am Antriebsdorn 14 ein Anlauf-Drehmoment verfügbar ist, das
in einem Bereich zwischen 10 N/m und 30 N/m liegt.
Eine solche Auslegung reicht nämlich in den meisten Fällen aus, um nicht
nur eine zwangsgesteuere Bewegung des Öffnungsflügels von Fenstern, Türen
od. dgl. dauerhaft zu gewährleisten, sondern auch die Betätigungsvorrichtung
für Treibstangenbeschläge von Fenstern, Türen od. dgl. zu schalten.
Für ein Anlauf-Drehmoment von 30 N/m am Antriebsdorn 14 wäre in diesem
Falle für das Untersetzungsverhältnis beispielsweise ein Faktor von 11 000
zu wählen. Für das Anlauf-Drehmoment von 10 N/m wäre hingegen als Faktor
3667 für das Übersetzungsverhältnis zu wählen.
Es ergäbe sich dabei an Antriebsdorn 14 im ersteren Falle eine Drehzahl
von 0,89 U/min. während im zweiten Falle eine Drehzahl von 2,67 U/min.
zu erreichen wäre.
Solche Antriebs-Drehzahlen reichen für die Betätigung von Fenstern, Türen
od. dgl., beispielsweise zum Erzeugen der Kipp-, Klapp- und Drehbewegung
von Öffnungsflügeln, in den meisten Fällen völlig aus. Der Öffnungswinkel
für Kipp- und Klappflügel von Fenstern ist nämlich meistens kleiner als
90°, während der Öffnungswinkel für Drehflügel von Fenstern, Türen od.
dgl. in der Regel 90° nicht wesentlich überschreitet.
Auch zum Schalten der Betätigungsvorrichtung für Treibstangenbeschläge
von Fenstern, Türen od. dgl. sind solche Drehzahlen des Antriebsdorns 14
völlig ausreichend, weil dort mit Anlauf-Drehmomenten zwischen 10 N/m
und 30 N/m ebenfalls nur Winkelbewegungen zu durchlaufen sind, die maximal
180° betragen.
Für die Öffnungsbewegung von Schiebeflügeln od. dgl. an Fenstern, Türen
od. dgl. werden in der Regel größere Antriebsdrehzahlen des Antriebsdorns
14 benötigt, die beispielsweise bei 20 U/min. liegen können. Bei einem Faktor
500 für das Gesamt-Übersetzungsverhältnis von Untersetzungs-Vorgelege
stufe 5 und Vielstufen-Untersetzungsgetriebe 9 kann dann am Antriebsdorn
14 ein Anlauf-Drehmoment erhalten werden, das etwa bei 13,5 N/m liegt
und völlig ausreichend ist, um, z.B. über eine Reibrolle, die Schiebebewe
gung des Flügels zu bewirken.
Für den gesamten Stellantrieb 1, also den Kleinstspannungs-Elektromotor
2, die Untersetzungs-Vorgelegestufe 5 und das Vielstufen-Untersetzungs
getriebe 9 wird lediglich ein Einbauraum benötigt, dessen Länge etwa 100 mm,
dessen Höhe etwa 50 mm und dessen Breite etwa 40 mm beträgt. Dabei kann
innerhalb des Getriebegehäuses 8 auch noch eine Schaltkupplung 15 aufge
nommen werden, mit der es möglich ist, den Antriebsdorn 14 wahlweise
mit der End- bzw. Ausgangsstufe 12 a/13 a des Vielstufen-Untersetzungsge
triebes 9 in und außer Drehantriebsverbindung zu setzen. Diese Schaltkupp
lung 15 wird dabei vorzugsweise als durch eine Feder 16 belastete Klauen
kupplung ausgelegt, deren Klauenträger 17 drehfest auf dem Antriebsdorn
14 sitzt und mit den am Stirnrad 12 a der End- bzw. Ausgangsstufe 12 a/
13 a vorgesehenen Mitnehmereingriffen 18 in und außer Kupplungsverbindung
stellbar ist.
Während beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 die Feder 16 den Klauen
träger 17 der Schaltkupplung 15 im Einrücksinne beaufschlagt, ist es selbst
verständlich auch ohne weiteres möglich, die umgekehrte Anordnung zu
treffen, dergestalt, daß der Klauenträger 17 nur entgegen der Wirkung
der Feder 16 mit den Mitnehmereingriffen 18 gekuppelt werden kann. Es
hat sich dabei als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn die Schaltkupplung
15 manuell betätigbar ist, weil hierdurch auf einfache Art und Weise die
Möglichkeit besteht, den Stellantrieb 1 mit den von seinem Antriebsdorn
14 betätigten Funktionsteilen in und außer Antriebsverbindung zu bringen.
Wesentlich für den Stellantrieb 1 ist, daß sein Kleinstspannungs-Elektro
motor 2 durch die vorgesehene Steckverbindung leicht austauschbar im Getriebe
gehäuse 8 sitzt, so daß er jederzeit - auch für einen Laien - zum Zwecke
eines Austauschs leicht zugänglich ist und gehandhabt werden kann.
Da geeignete Kleinstspannungs-Elektromotoren 2 kostengünstig zur Verfügung
stehen, kann jede auf einem Ausfall des Kleinstspannungs-Elektromotors
2 basierende Betriebsstörung des Stellantriebs 1 im Bedarfsfalle leicht wieder
behoben werden.
Wegen des relativ geringen benötigten Einbauraums läßt sich der Stellan
trieb 1 problemlos sowohl unmittelbar am Flügel, aber auch am feststehenden
Rahmen eines Fensters, einer Tür od. dgl. so montieren, daß sein Antriebs
dorn 14 unmittelbar mit dem jeweils zu betätigenden Funktionsteil in Wirk
verbindung steht. Ebensogut kann er aber auch einer zusätzlich zwischen
Flügel und Blendrahmen des Fensters bzw. der Tür od. dgl. vorgesehenen
Funktionseinheit, beispielsweise dem Laufwagen eines Horizontal-Schiebe
flügels, zugeordnet werden, um im Zusammenwirken mit der ortsfesten Lauf
schiene, beispielsweise über ein Reibrad, den Verschiebevorgang für den
Flügel zu bewirken.
Eine besonders bevorzugte Bauform für einen Stellantrieb 1 ist den Fig.
4 bis 6 der Zeichnung zu entnehmen.
In diesem Falle ist nämlich der Stellantrieb 1 - im wesentlichen unter Bei
behaltung seiner aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlichen Bauart - in eine Betäti
gungsvorrichtung 19 für Treibstangenbeschläge von Fenstern, Türen od. dgl.
integriert, die mittels eines Bedienungshandhebels 20 in mehrere, nämlich
mindestens zwei verschiedene Schaltstellungen bringbar ist. Dabei sitzt der
Bedienungshandhebel 20 drehbar in oder an einer auf der Stirnfläche eines
Flügel- oder Blendrahmenprofils anbringbaren Lagerplatte 21, und ist mit
dem Antriebsdorn 14 des Stellantriebs 1 über eine Verlängerungswelle 22
in drehfester Verbindung gehalten.
Der dem Stellantrieb 1 und dem Bedienungshandhebel 20 gemeinsame Antriebs
dorn 14 greift dabei in ein Drehantriebsglied, beispielsweise ein Ritzel 23,
eines - im übrigen nicht dargestellten - Treibstangenbeschlages ein, das
wiederum in einem Gehäuse 24 gelagert ist, in dem sich auch eine - nicht
gezeigte - Treibstange längsschiebbar führt. Dabei ist das Gehäuse 24 in
herkömmlicher Art und Weise in einer Ausnehmung am Flügel oder Blend
rahmen 25 des Fensters bzw. der Tür untergebracht, auf dessen Stirnfläche
in der bereits erwähnten Art und Weise die Lagerplatte 21 der Betätigungs
vorrichtung 19 montiert ist.
Die Lagerplatte 21 der Betätigungsvorrichtung 19 ist nach Art eines Gehäuses
ausgeführt, in welchem wiederum der Stellantrieb 1 mit Hilfe seines Getriebe
gehäuses 8 vollständig aufgenommen werden kann.
Der Bedienungshandhebel 20 ist zusammen mit der Verlängerungswelle 22
und dem Antriebsdorn 14 relativ zur Lagerplatte 21 und dem darin unter
gebrachten Stellantrieb 1 begrenzt axialverschieblich angeordnet. Hierdurch
ist es daher möglich, den Antriebsdorn 14 über die mit ihm sowie dem Viel
stufen-Untersetzungsgetriebe 9 zusammenwirkende Schaltkupplung 15 wahl
weise in und außer Drehantriebsverbindung zu bringen.
Auch bei der Betätigungsvorrichtung 19 nach Fig. 4 ist die Feder 16 der
Schaltkupplung 15 so vorgesehen, daß die Schaltkupplung 15 unter der Wir
kung der Rückstellkraft der Feder 16 ihre Einrückstellung einnimmt.
Durch Axialverschiebung des Bedienungshandhebels 20 in Richtung gegen
die Lagerplatte 21 läßt sich die Schaltkupplung 15 entgegen der Rückstell
kraft der Feder 16 mit dem Stellantrieb 1 außer Wirkverbindung bringen.
Der Antriebsdorn 14 kann dann unabhängig vom Stellantrieb 1 allein durch
Drehung des Bedienungshandhebels 20 auch rein manuell bewegt werden.
Selbstverständlich wäre es auch möglich, die Schaltkupplung 15 zwischen
dem Antriebsdorn 14 und dem Vielstufen-Untersetzungsgetriebe 9 so anzu
ordnen, daß sie durch die Feder 16 bei gegen die Lagerplatte 21 vorgeschobenem
Bedienungshandhebel 20 in ihre Eingriffsstellung gebracht ist, während sie
dann durch Zugkrafteinwirkung am Bedienungshandhebel 20 von der Lager
platte 21 weg außer Kupplungseingriff gelangt.
Wie bereits weiter oben erwähnt wurde, läßt sich der Bedienungshandhebel
20 der Betätigungsvorrichtung 19 in mindestens zwei verschiedene Schalt
stellungen bringen, die einen Winkelabstand voneinander haben, der weniger
als 360° beträgt, nämlich höchstens bei 180° liegt, aber auch 90° entsprechen
kann.
Die Drehwinkelbegrenzung für den Bedienungshandhebel 20 und damit auch
für den Antriebsdorn 14 wird dabei in der Regel mechanisch, entweder durch
Anschäge unmittelbar zwischen dem Bedienungshandhebel 20 und der Lager
platte 21 oder aber mittelbar über das mit dem Antriebsdorn 14 in Verbin
dung stehende Drehantriebsglied - Ritzel 23 - innerhalb des Gehäuses 24
des Treibstangenbeschlages bewirkt.
Auf diese Drehwinkelbegrenzung des Bedienungshandhebels 20 bzw. des An
triebsdorns 14 muß natürlich auch der Stellantrieb 1 ansprechen, d.h., dessen
Kleinstspannungs-Elektromotor 2 muß jeweils abgeschaltet werden, sobald
er den Antriebsdorn 14 in eine der mechanisch begrenzten Schaltstellungen
bewegt hat.
Zu diesem Zweck ist es möglich, in den durch einen Hauptschalter aktivierbaren
Speise-Stromkreis für den Kleinstspannungs-Elektromotor 2 ein bistabiles
Überstrom-Relais zu legen, das völlig selbsttägig immer dann den jeweils
geschlossenen Relaiskontakt öffnet, wenn der Drehwinkel des Antriebsdorns
14 mechanisch begrenzt wird und dadurch die Stromaufnahme des Kleinst
spannungs-Elektromotors sprunghaft ansteigt.
Erst nach nochmaliger Betätigung des Hauptschalters für den Speise-Strom
kreis wird dann der Kleinstspannungs-Elektromotor 2 über den jetzt in Schließ
lage befindlichen, zweiten Relaiskontakt wieder an Spannung gelegt und
mit entgegengesetzter Drehrichtung eingeschaltet, so daß der Stellantrieb
1 den Antriebsdorn 14 von der zuletzt wirksam gewordenen mechanischen
Drehwinkelbegrenzung weg verstellt.
Anstelle eines bistabilen Überstrom-Relais kann aber in den Speise-Strom
kreis für den Kleinstspannungs-Elektromotor auch ein normales, bistabiles
Relais 26 gelegt werden, das jeweils mit dem Erreichen einer mechanisch
begrenzten Drehwinkelstellung des Antriebsdorns 14 über einen nach Art
eines Endstalters wirkenden Schaltkontakt 27 bzw. 28 umstellbar ist, wie
dies in den Fig. 5 und 6 gezeigt wird.
Mit den beiden Schaltkontakten 27 und 28 wirkt abwechselnd eine Kontakt
feder 29 zusammen, welche exakt die Winkel-Drehbewegung des Antriebs
dorns 14 mitmacht. Mit deren Hilfe werden abwechselnd zwei verschiedene
Stromzweige 30 und 31 geschlossen und geöffnet, wobei der jeweils geschlossene
Stromzweig 30 bzw. 31 eine Relaisspule 32 bzw. 33 des bistabilen Ralais
26 aktiviert und dadurch die Relaiskontakte 34 und 35 gemeinsam umstellt.
Das jeweils so, daß der Kleinstspannungs-Elektromotor 2 von dem Speisestrom
kreis für die gerade wirksame Drehrichtung abgetrennt, zugleich aber der
Speise-Stromkreis für die hierzu entgegengesetzte Drehrichtung vorbereitet
wird.
Der Kleinstspannungs-Elektromotor 2 kann jedoch in der entgegengesetzten
Drehrichtung erst anlaufen, nachdem durch erneute Betätigung des Haupt
schalters 36 der vorbereitete Speisestromkreis aktiviert ist. Wird danach
die andere, mechanisch begrenzte Drehwinkel-Endstellung des Antriebsdorns
14 angefahren, dann gelangt die Kontaktfeder 29 auf den anderen Schalt
kontakt 28 bzw. 27, aktiviert über den zugehörigen Stromzweig 31 bzw.
30 die Relaisspule 33 bzw. 32 und stellt damit die Relaiskontakte 35 bzw.
34 gemeinsam in ihre andere Lage um. Einerseits wird dann wiederum der
KleinstspannungsElektromotor 2 stillgesetzt, während andererseits aber zugleich
die Vorkehrungen für das Anlaufen mit entgegengesetzter Drehrichtung getroffen
werden.
Sämtliche elektrischen Schaltelemente der in Fig. 6 gezeigten Schaltungsan
ordnung werden zweckmäßigerweise auf einer Leiterplatte 37 vorgesehen,
die mit ihren Leiterbahnen in Fig. 5 der Zeichnung zu sehen ist, schematisch
aber auch in Fig. 1 und 4 gezeigt wird.
Diese Leiterplatte 37 läßt sich dabei entweder fest mit den Anschlußklemmen
des Kleinstspannungs-Elektromotors 2 verbinden, so daß mit einem Austausch
des Kleinstspannungs-Elektromotors 2 zugleich auch ein Austausch sämtlicher
elektrischen Schaltelemente stattfindet.
Es kann aber auch eine lösbare Steckverbindung der Leiterplatte 37 mit
den Anschlußklemmen des Kleinstspannungs-Elektromotors 2 zum Einsatz
gelangen. Es ist dann einerseits möglich, den Kleinstspannungs-Elektromotor
2 unabhängig von der Leiterplatte auszutauschen oder aber andererseits
auch die Leiterplatte 37 unabhängig vom Kleinstspannungs-Elektromotor
2 zu wechseln.
Da die mit den Schaltkontakten 27 und 28 nach Art von Endschaltern zu
sammenwirkende Kontaktfeder 29 als Teil des Antriebsdorns 14 wirksam
wird, ist es wichtig, eine leitende Masseverbindung der Leiterplatte 37 mit
dem Getriebegehäuse 8 herzustellen, damit die ordnungegemäße Funktion
der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 6 auch gewährleistet ist.
Der Kleinstspannungs-Elektromotor 2 des Stellantriebs 1 kann im einfachsten
Falle durch mehrere, beispielsweise vier, in Reihe geschaltete Monozellen
38 gespeist werden, die sich ggf. - wie in Fig. 4 gezeigt - unmittelbar in
der gehäuseartig gestalteten Lagerplatte 21 oder aber im Getriebegehäuse
8 des Stellantriebs 1 austauschbar unterbringen lassen.
Anstelle dieser Monozellen 38 oder auch parallel dazu können zur Speisung
des Kleinstspannungs-Elektromotors 2 aber auch geeignete Akkumulatoren
zum Einsatz gelangen. In diesem Falle können dann die Akkumulatoren zu
mindest zeitweilig - in Ruhestellung des Stellantriebs 1 - mit einem netz
gespeisten lnduktions-Ladegerät in Wirkverbindung gebracht werden, um
den optimalen Ladezustand zu erhalten bzw. wieder herzustellen.
Wenn der Stellantrieb 1 mit den zugehörigen Akkumulatoren zur Speisung
seines Kleinstspannungs-Elektromotors 2 beispielsweise am Öffnungsflügel
eines Fensters oder einer Tür sitzt, kann sich das netzgespeiste Induktions-
Ladegerät am zugehörigen Blendrahmen befinden, und zwar so, daß es Wirk
verbindung mit den Akkumulatoren zumindest in der Verschlußstellung des
Öffnungsflügels eingeht.
Der Hauptschalter 36 für den Speisestromkreis des Kleinstspannungs-Elektro
motors 2 muß nicht notwendigerweise als manuell betätigbarer Schaltkontakt
ausgelegt sein. Er kann vielmehr auch von einem für Umgebungseinflüsse
empfindlichen Sensorschalter gebildet werden, der völlig selbsttätig anspricht.
Auch mehrere solcher Sensorschalter, die für unterschiedliche Umgebungs
einflüsse empfindlich sind, können parallel, ggf. aber auch in Reihe, zueinander
mit dem Speisestromkreis für den Kleinstspannungs-Elektromotor 2 zusammen
wirken, wenn es darauf ankommt, den Stellantrieb 1 auf das Anstehen unter
schiedlicher Umgebungseinflüsse ansprechen zu lassen.
Bei den Sensorschaltern kann es sich dabei um Temperaturfühler, Feuchtig
keitsfühler, Gassonden, Schallempfänger oder auch Bewegungsmelder handeln.
Ist als Sensorschalter beispielsweise ein Infrarotempfänger vorgesehen, dann
kann mit Hilfe eines Infrarot-Sendegerätes auch eine drahtlose Fernsteuerung
des Stellantriebs 1 bewirkt werden.
Abschließend sei lediglich noch erwähnt, daß der Kleinstspannungs-Elektro
motor 2 sich im Bedarfsfalle natürlich auch unter Zwischenschaltung eines
Transformators aus dem Ortsnetz speisen läßt. Es muß dann lediglich für
das ständige Vorhandensein einer Leitungsverbindung mit dem Ortsnetz ge
sorgt werden.
Claims (20)
1. Stellantrieb (1) für die Betätigung von Fenstern, Türen od. dgl.,
insbesondere zum Bewegen der Öffnungsflügel, welcher über einen
drehbaren Antriebsdorn (14) mit einem zumindest am Flügel angrei
fenden Stellglied gekuppelt oder kuppelbar ist,
gekennzeichnet durch
einen hochtourigen Kleinstspannungs-Elektromotor, (2) der mit dem
Antriebsdorn (14) über ein Untersetzungsgetriebe (5, 9) mit einem
hohen Untersetzungsverhältnis in Verbindung steht.
2. Stellantrieb nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kleinstspannungs-Elektromotor (2) ein Anlauf-Drehmoment
zwischen 50 g/cm und 1500 g/cm aufweist, während der Antriebs
dorn (14) mit einem Anlauf-Drehmoment zwischen 5 N/m und 50 N/m
verstellbar ist.
3. Stellantrieb nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kleinstspannungs-Elektromotor (2) ein Anlauf-Drehmoment
zwischen 200 g/cm und 300 g/cm aufweist, während der Antriebs
dorn (14) mit einem Anlauf-Drehmoment zwischen 10 N/m und 30 N/m
verstellbar ist.
4. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Antriebsdorn (14) mit dem Untersetzungsgetriebe (5, 9) über
eine wahlweise ein- und ausrückbare Kupplung (15) in Verbindung steht.
5. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kleinstspannungs-Elektromotor (2) über eine Untersetzungs-
Vorgelegestufe (5) mit einem Vielstufen-Stirnradgetriebe (9) in Ver
bindung steht, dessen sämtliche Getriebestufen (12, 13, 12 a, 13 a)
auf zwei zueinander parallelen Achsen (10 und 11) sitzen, von denen
die eine den Antriebsdorn (14) bildet.
6. Stellantrieb nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß sämtliche Getriebestufen (12, 13, 12 a, 13 a) des Vielstufen-Stirn
radgetriebes (9) untereinander ein übereinstimmendes Untersetzungs
verhältnis, beispielsweise von 3:1, aufweisen.
7. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Endstufe (12 a, 13 a) des Vielstufen-Stirnradgetriebes (9) über
eine federbelastete (16) Schaltkupplung (15), insbesondere eine im
Einrücksinne beeinflußte Klauenkupplung (17, 18), am Antriebsdorn
(14) angreift.
8. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kleinstspannungs-Elektromotor (2) mit seiner Untersetzungs-
Vorgelegestufe (5) parallelachsig zur Anfangsstufe (12, 13) des Viel
stufen-Stirnradgetriebes (9) innerhalb eines Gehäuses (8) liegt, wobei
sein Stator durch eine axiale Steckverbindung drehfest im Gehäuse (8)
gehalten ist und seine Antriebswelle (3) ebenfalls durch eine axiale Steck
verbindung mit der Untersetzungs-Vorgelegestufe (5) kuppelbar ist.
9. Stellantrieb nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Antriebsritzel (14) der Untersetzungs-Vorgelegestufe (5)
fest auf der Antriebswelle (3) des Kleinstspannungs-Elektromotors
(2) sitzt und durch die Steckverbindung mit den im Gehäuse (8) ge
lagerten Stirnrad (6) der Untersetzungs-Vorgelegestufe (5) in und
außer Kupplungseingriff bringbar ist.
10. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß Ritzel (13 a) und Stirnrad (12 a) der Endstufe (12 a, 13 a) des Viel
stufen-Stirnradgetriebes (9) eine Zahnbreite haben, die einem Mehr
fachen, z.B. dem Dreifachen, der Zahnbreite von Ritzeln (13) und
Stirnrädern (12) aller übrigen Getriebestufen (12, 13) entspricht.
11. Stellantrieb nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gesamt-Untersetzungsverhältnis von Untersetzungs-Vorge
legestufe (5) und Vielstufen-Stirnradgetriebe (9) zwischen dem Kleinst
spannungs-Elektromotor (2) und dem Antriebsdorn (14) in einem
Bereich zwischen 400:1 und 20 000:1 liegt, während der Kleinst
spannungs-Elektromotor (2) eine Nenndrehzahl hat, die zwischen
5000 U/min. und 20 000 U/min. beträgt.
12. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 11
an einer Betätigungsvorrichtung (19) für Treibstangenbeschläge von
Fenstern, Türen od. dgl., die mittels eines Bedienungshandhebels
(20) in mehrere, nämlich mindestens zwei, verschiedene Schaltstel
lungen bringbar ist, wobei der Bedienungshandhebel (20) drehbar
in einer auf der Stirnfläche des Flügel- oder Blendrahmenprofils
(25) angeordneten Lagerplatte (21) sitzt sowie mit einem Antriebs
dorn (22, 14) in ein Drehantriebsglied, (23) z.B. ein Ritzel, des Treib
stangenbeschlages eingreift,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Antriebsdorn (22, 14) des Bedienungshandhebels (20) zumindest
zeitweise entkuppelbar (15-18) mit dem Untersetzungsgetriebe
(5, 9) in Verbindung steht, das in der gehäuseartig gestalteten Lager
platte (21) aufgenommen ist, wobei der mit dem Untersetzungsge
triebe (5, 9) in Antriebsverbindung stehende Kleinstspannungs-Elektro
motor (2) ebenfalls an oder in der Lagerplatte (21) gehalten ist.
13. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Drehwinkel des Antriebsdorns (22, 14) relativ zum Gehäuse
(8, 21) auf weniger als 360°, insbesondere 180° oder 90°, begrenzt
ist.
14. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 12 und 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß mehreren Drehwinkelstellungen des Antriebsdorns (22, 14), insbe
sondere dessen beiden Endstellungen, elektrische Schaltkontakte
(27, 28) für den Stromkreis des Kleinstspannungs-Elektromotors (2)
zugeordnet sind.
15. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die elektrischen Schaltkontakte (27, 28) mit einem bistabilen
Relais (26) in Reihe liegen, das zur Drehrichtungs-Umschaltung im
Stromkreis des Kleinstspannungs-Elektromotors (2) angeordnet ist
(Fig. 6).
16. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 12 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß sämtliche elektrischen Schaltelemente (26, 27, 28, 32-35) auf
einer Leiterplatte (37) angeordnet sind, die nicht nur mit den An
schlußklemmen des Kleinstspannungs-Elektromotors (2) und dem
Kontakt-Betätigungselementen (29) des Antriebsdorns (22, 14) in
Wirkverbindung bringbar, sondern auch an das Gehäuse (8) anschließ
bar ist.
17. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kleinstspannungs-Elektromotor (2) durch mehrere in Reihe
geschaltete Monozellen (38) und/oder Akkumulatoren speisbar ist,
die am oder im Gehäuse (21) untergebracht sind.
18. Stellantrieb nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Akkumulatoren zumindest zeitweilig - in Ruhestellung des
Stellantriebs - mit einem netzgespeisten lnduktions-Ladegerät ver
bindbar sind.
19. Stellantrieb nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Akkumulatoren ständig mit einem photovoltaischen Element
- Sonnenzelle - in Ladeverbindung stehen.
20. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stromkreis für den Kleinstspannungs-Elektromotor (2) durch
mindestens einen für Umgebungseinflüsse empfindlichen Sensorschal
ter (36) schließ- und öffenbar ist.
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