EP2540946A2 - Antriebseinrichtung - Google Patents
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- EP2540946A2 EP2540946A2 EP12173928A EP12173928A EP2540946A2 EP 2540946 A2 EP2540946 A2 EP 2540946A2 EP 12173928 A EP12173928 A EP 12173928A EP 12173928 A EP12173928 A EP 12173928A EP 2540946 A2 EP2540946 A2 EP 2540946A2
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Definitions
- the present invention relates to a drive device, in particular for windows or doors, with a housing, on or in which a drive unit of a drive is arranged, wherein the drive unit comprises a movable drive element, which is guided or mounted on the drive unit.
- drives which are placed outside on a window frame or casement, in order then to open or close a wing.
- drives are visually disadvantageous and make it necessary that the appropriate space must be kept free.
- the drive unit is resiliently mounted in the housing, wherein a movement of the drive unit relative to the housing via at least one sensor can be detected.
- the resilient mounting of the drive unit can be used to detect movements or forces of the drive unit, which can be used for various control functions.
- the drive can be kept in a compact design in the housing.
- the at least one sensor is connected to a control for the drive.
- the drive when a movement of the drive unit is exceeded, the drive can be switched relative to the housing.
- the function of a anti-trap protection can be provided, by which the drive shuts down or reverses, if a predetermined force is exceeded.
- Other functions may be performed by the controller, such as wind load detection, engagement protection, a defined closing force on sealing profiles and other functions.
- the drive unit is resiliently mounted in two opposite directions.
- the at least one sensor can be designed as a strain gauge. It is of course possible to provide multiple sensors around the drive unit or housing to detect redundant and more accurate information.
- the drive can be designed for example as a chain drive or as a spindle drive.
- the "housing" of a drive unit may be a component that serves to guide drive elements, it does not necessarily have to be a closed box-shaped housing.
- a holder for fixing the drive means to another component may be a "housing" within the meaning of the present application.
- a plurality of spring elements are provided for fixing the drive unit in the housing.
- the spring elements can prevent a striking of the drive unit even at a maximum load of the drive. If the drive, for example, for forces up to 500 N is designed, the springs should prevent a striking of the drive or the drive unit, even if higher forces of, for example, 600 N to 1000 N act. As a result, it is also possible for a control function to be provided by the at least one sensor above the maximum load of the drive.
- the spring elements can be designed as a leaf spring for a compact design.
- the spring-mounted drive unit is in a separate housing or shell housing on or in a window profile, the drive then opens or closes a wing.
- the drive can be arranged on or in the frame or sash.
- wind loads can be detected above the at least one sensor which, for example, automatically close a window when the wind loads become too high.
- the at least one sensor with the controller can form an anti-burglary protection when leverage forces act on the drive unit in the closed position without the drive opening or closing the sash.
- the closing force on the seals of a window can be adjusted via the drive so that a constant holding force can be effective even after a longer period of time.
- a drive device 1 comprises a schematically illustrated housing 2.
- a schematically represented drive unit 3 is arranged by a drive, for example, a chain drive or a spindle drive are provided. It is also possible to install the drive only with guide components in the housing 2, so that the drive unit comprises a motor, in particular an electric motor, a transmission and a drive member.
- the drive unit 3 is held in the housing 2 via a spring element 4, wherein the drive unit 3 is fixed to the spring element 4 via fastening means 5 shown schematically.
- the spring element 4 comprises two legs 40, which surround the drive unit 3.
- the legs 40 are connected to one another at a bottom portion 41, wherein a web 42 extends parallel to the legs 40 in the center of the bottom portion 41.
- a holding element 43 is provided, are arranged on the fastening means for fixing the spring element 4 on the frame member 2.
- Adjacent to the holding element 43, an opening 8 in the drive unit 3 is recessed, on which a drive means 18, for example, a chain exits and through the housing 2 is guided.
- the schematically illustrated chain 18 can then move other components, such as a flap or a wing.
- a sensor 6 in the form of a strain gauge is further fixed to the web 42.
- forces act between the drive unit 3 and housing 2.
- the sensor 6 wherein a corresponding force
- the spring element 4 in the region of Web 42 is moved, whereby the resistance of the strain gauge changes.
- This change leads to a change in the voltage that is detected in a controller for the drive.
- the controller can determine the force acting on the drive unit 3 to switch the controller or perform other control functions.
- the control can first be calibrated by determining a force characteristic in an opening operation and a closing operation. In this respect, in the event of a deviation from the force characteristic curve via the control, an anti-pinch or an impact protection can be provided. Additional sensors can also be used to detect the position of the sash relative to the frame, so that a connection to the building management system is possible. The controller can thus be used to detect wind loads or to provide burglary protection. In addition, the contact pressure of a wing can be adjusted to the seals via the drive.
- FIG. 1 the spring element 4 is shown that the drive unit 3 resiliently supports in opposite directions.
- FIG. 2 a modified embodiment of a drive device is shown, in which on the drive unit 3 on opposite sides a plurality of springs 10 are arranged, which are formed as leaf springs. By the springs 10 on opposite sides of the drive unit 3, these can be moved according to the arrow 11 in the housing 2.
- the drive unit 3 is a holder 5 ', which is fixed to a sensor 6'.
- the sensor 6 ' is designed as a strain gauge and fixed on the side remote from the holder 5' via fastening means 7 'on the housing 2.
- the strain gauge 6 ' is bent, so that the resistance changes and corresponding voltage changes can be converted into forces via a control. It is possible to arrange several sensors distributed around the drive unit 3 instead of a single sensor 6 'in order to obtain more accurate information about the forces that occur.
- FIG. 3 a modified embodiment of a drive device is shown, in which a drive unit 3 is arranged in a housing 2.
- the drive unit 3 is connected via a connecting element 14 with a spring element 4 ', which is arranged outside of the housing 2.
- the spring element 4 ' is fixed to the outside of the housing 2 and allows the drive unit 3 according to the arrow 15 can be moved in opposite directions perpendicular to the housing 2.
- the spring element 4 ' can be designed in terms of the function as in conjunction with FIG. 1 has been described. Since the spring element 4 'has only a small size, it falls visually only slightly on the outside of the housing 2 and can also be easily maintained.
- FIG. 4 is one opposite the FIG. 3 modified embodiment shown in which a drive unit 3 is arranged in a housing 2.
- the drive unit 3 is held on two spaced spring elements 4 'via holders 16, wherein the spring elements 4' in the longitudinal direction spaced from the drive unit 3 are arranged.
- FIG. 5 is another embodiment of a drive device with a housing 2, in which a drive unit 3 is arranged, shown.
- the drive unit 3 is not only linearly movable, but can be pivoted into the housing 2.
- the drive unit 3 is fixed only at the ends via springs 10 in the housing 2.
- the drive unit 3 is connected to the housing 2 via a sensor 6 "with a holder 7". By a movement of the drive unit 3 according to the arrow 17, the strip-shaped sensor 6 "is bent, so that a controller detects the voltage changes and corresponding forces on the drive unit 3.
- the spring travel of the drive unit 3 relative to the housing 2 may be dependent on the intended use, but are preferably in the range between 0 mm to 5 mm, in particular 0 mm to 3 mm. As a result, the interior of a housing can be used particularly effectively.
- FIGS. 6A to 6E a further embodiment of a drive device 1 is shown in which a drive unit 3 is arranged in a housing 2.
- the drive unit 3 is shown in an unloaded position in which a distance d to the housing 2 is on both an upper side and an underside in a range between 3 mm to 5 mm ( FIG. 6E ).
- the drive unit 3 is held by a spring element 20 in the housing, which is formed from a U-shaped bent metal sheet.
- the spring element 20 comprises a bottom portion 21 and two protruding legs 22, wherein on the legs 22, the drive unit 3 is fixed, for example by screws or other fastening means.
- the spring element 20 comprises at the bottom portion 21 adjacent to a recess 24, two strip-shaped webs 23 which are formed bendable and spaced by slots 25 in the longitudinal direction of the bottom portion 21.
- the elongated webs 23 are provided on the inside with an opening 26 into which a screw for fixing the spring element 20 can be screwed to the housing 2. As a result, the spring element 20 can be moved together with the drive unit 3 relative to the housing 2.
- FIGS. 7A to 7E is a position of the drive device of FIG. 6 shown, in which a protruding from the drive unit 3 chain is loaded to train. As a result, the drive unit 3 is pulled down, as in the FIG. 7E is shown. The drive unit is thereby spaced with a gap d 1 at the top of the housing 2, while at the bottom only a small gap d 2 between the housing 2 and the drive unit 3 is present, wherein d 1 is significantly greater than d 2 . Accordingly, the central webs 23 are pressed on the spring element 20 inwardly. On the spring element 23 strain gauges 6 are arranged, which detect the movement by deformation of the strips 23 and give corresponding signals to a controller.
- FIGS. 8A to 8F are several views of the drive device 1 of FIG. 6 shown, wherein a protruding from the housing 2 chain is subjected to pressure.
- the drive unit 3 in FIG. 8B pushed upward, so that a gap D 2 is formed at the top of the drive unit 3 to the housing 2 is significantly smaller than a gap D 1 at the bottom of the drive unit 3.
- the webs 23 are on the spring element 20 clearly outwardly, like this in FIG. 8E is shown.
- the drive unit 3 moves upward, so that the strips 23 are deformed.
- a strain gauge 6 can detect the pressure load through the chain and inform a controller accordingly.
- FIG. 9 a drive device 101 is shown in a built-in position.
- a building 50 On a building 50 is a pitched roof 51 with an opening in which a frame 52 is mounted, is provided.
- a flap 53 On the frame 52, a flap 53 is pivotally supported by a hinge 54.
- a drive device 101 To open the flap 53, a drive device 101 is provided, in which a housing 102 is fixed to a holder 55 on the frame 52.
- the drive device 101 is in FIG. 10 shown.
- two clamping jaws 57 are provided, which are pivotably mounted on an axis 56.
- a portion of the tubular housing 102 is clamped.
- a tube 140 or a rod is movable on which a connection 104 is provided, which can be mounted, for example, on the flap 53.
- the housing 102 is closed on the opposite side to the connection 104 with a cover 105 which is fixed by screws 106 on the housing 102.
- an inner tube 108 which is slidably mounted relative to the housing 102 via a sleeve-shaped sliding guide 107.
- the tube 103 is arranged, which is movable via a drive unit 110 relative to the inner tube 108.
- the drive unit 110 comprises a spindle nut 111 and a spindle 112, which ensure by a rotational movement relative to one another that the tube 103 is retracted or extended relative to the housing 102.
- Such drive units 110 are known per se and are therefore not explained in detail.
- the drive unit 110 comprises drive electronics 113, on which control elements, such as switches and other devices, are provided.
- the inner tube 110 is closed on the side facing away from the connection 104 by a coupling piece 109, wherein the coupling piece 109 is screwed into an inner end portion of the inner tube 108 with a thread.
- FIGS. 12A and 12B the area of the coupling piece 109 is shown in detail.
- the coupling piece 109 is resiliently mounted on the cover 105, so that in the axial direction, the inner tube 108 can be moved slightly relative to the housing 102.
- two inwardly directed projections 115 are formed on the cover 105, on which a spring ring 117 is fixed by screws 118.
- a cup-shaped receptacle 116 is formed, in which an annular end portion 120 of the coupling piece 109 engages.
- the annular spring element 117 is fixed to the two projections 115 and offset at an angle of 90 ° thereto, the spring ring 117 is fixed to the coupling piece 109 via screws 118.
- the coupling piece 109 By bending the spring ring 117, the coupling piece 109 can thus be moved in both directions relative to the cover 105.
- a channel 122 is further formed for the passage of a line, which can be connected to a sensor element 121.
- the sensor element 121 is fixed to the annular end portion 120 of the coupling piece 109.
- the lid 105 is secured to the tubular housing 102 with screws 106, wherein in the lid 105, a thread 114 is formed on the other components, such as an eye bolt, can be fixed in order to fix the housing 102 can.
- a cable bushing 123 is further provided, which is connected to a line 124.
- a control line can be guided from the sensor element 121 to the outside of the housing 102.
- FIGS. 13A to 13E Several sectional views through the area of the coupling piece 109 and the lid 105 are shown.
- FIG. 13B It can be seen that the inner tube 108 is arranged at a distance from the tubular housing 102, wherein in the coupling piece 109 of the cable channel 122 is formed.
- the sensor element 121 can be seen, which is arranged between the coupling piece 109 and the cover 105.
- the sensor element 121 is formed substantially plate-shaped and comprises a central web 126 which engages with a front tip in a slot 125 on the lid 105.
- a central web 126 which engages with a front tip in a slot 125 on the lid 105.
- two spaced lateral webs 127 are formed, which are spaced from the central web 126 in each case via a slot 128.
- the central webs 127 are fixed to the annular end portion 120 of the coupling piece 109.
- the lid 105 and the coupling piece 109 are shown in an exploded view.
- the sensor element 121 is fixed with two screws 129 on the annular end portion 120, wherein the screws 129 pass through the lateral webs 127.
- a measuring strip 133 is provided, which detects a bending of the central web 126 relative to the lateral webs 127 and sends a corresponding control signal to a control of the drive device 101.
- the central web 126 is fixed to the slot 125 of the lid 105, wherein the slot 125 extends perpendicular to the axial direction of the tubular housing 102 and is in communication with a mounting hole 134 to fix the center bar in the manner of a bayonet lock on the lid 105 can ,
- the central web 126 is therefore fixed to the slot 125 in the axial direction and can both be bent away from the coupling piece 109 and towards the coupling piece 109, for which purpose a corresponding recess 132 is provided on the annular end portion 120.
- forces can be detected by the movement of the inner tube 108 relative to the housing 102 via the measuring strip 133.
- the measuring range of the measuring strip 133 is dependent on the selected spring, wherein the annular spring element 117 in the thickness and the material is such that it can be used for the respective load case.
- the annular spring element 117 in the thickness and the material is such that it can be used for the respective load case.
- the sensor element 121 is disposed within the housing 102, so that it is protected from environmental influences.
- the housing 102 is closed on the one hand by the cover 105 and on the other hand largely sealed by the coupling piece 109, since only a cable channel 122 is formed, which may also be sealed.
- a detection of the forces acting on the drive device 101 forces within the drive take place, with direct force on the inner tube 108 is detected, which is exerted by the pipe 103, in particular when opening or closing the flap 53 or at corresponding wind loads.
- the drive devices are used in particular for windows, doors or flaps. It is of course also possible to use the drive devices 1 and 101 for other purposes, For example, for adjusting components for vehicles, machines or other applications.
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- Power-Operated Mechanisms For Wings (AREA)
Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung, insbesondere für Fenster oder Türen, mit einem Gehäuse, an oder in dem eine Antriebseinheit eines Antriebes angeordnet ist, wobei die Antriebseinheit ein bewegbares Antriebselement umfasst, das an der Antriebseinheit geführt oder gelagert ist.
- Es gibt Antriebseinrichtungen zum Schließen von Fenstern, bei denen zur Bereitstellung eines Einklemmschutzes die Stromaufnahme des Elektromotors gemessen wird. Diese indirekte Erfassung von Kräften beim Öffnen und Schließen führt jedoch zu Problemen im Hinblick auf die Genauigkeit.
- Zudem sind Antriebe bekannt, die Außen auf einem Blendrahmen oder Flügelrahmen aufgesetzt sind, um dann einen Flügel zu öffnen oder zu schließen. Solche Antriebe sind allerdings optisch nachteilig und machen es erforderlich, dass der entsprechende Bauraum frei gehalten werden muss.
- Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Antriebseinrichtung zu schaffen, die einen kompakten Aufbau besitzt und eine präzise Steuerung des Antriebes ermöglicht.
- Diese Aufgabe wird mit einer Antriebseinrichtung mit dem Merkmal des Anspruches 1 gelöst.
- Erfindungsgemäß ist die Antriebseinheit in dem Gehäuse federnd gelagert, wobei eine Bewegung der Antriebseinheit relativ zu dem Gehäuse über mindestens einem Sensor erfassbar ist. Dadurch kann die federnde Lagerung der Antriebseinheit genutzt werden, um Bewegungen oder Kräfte der Antriebseinheit zu erfassen, was für verschiedene Steuerungsfunktionen genutzt werden kann. Der Antrieb kann dabei in kompakter Bauweise in dem Gehäuse gehalten sein.
- Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der mindestens eine Sensor mit einer Steuerung für den Antrieb verbunden. Dabei kann bei Überschreiten einer Bewegung der Antriebseinheit relativ zu dem Gehäuse der Antrieb geschaltet werden. Dadurch kann die Funktion eines Einklemmschutzes bereitgestellt werden, durch den der Antrieb abschaltet oder umkehrt, sofern eine vorbestimmte Kraft überschritten wird. Auch andere Funktionen können durch die Steuerung ausgeführt werden, beispielsweise eine Windlastenerkennung, ein Eingriffsschutz, eine definierte Schließkraft auf Dichtungsprofile und andere Funktionen.
- Vorzugsweise ist die Antriebseinheit in zwei gegenüberliegenden Richtungen federnd gelagert. Insbesondere wenn Kräfte in Öffnungs- oder Schließrichtung auftreten, können somit durch den Sensor Kräfte in unterschiedliche Richtungen erfasst werden. Für eine präzise Erfassung der Kräfte kann der mindestens eine Sensor als Dehnungsmessstreifen ausgebildet sein. Es ist natürlich möglich, mehrere Sensoren um die Antriebseinheit bzw. das Gehäuse vorzusehen, um redundante und genauere Informationen zu erfassen.
- Der Antrieb kann beispielsweise als Kettenantrieb oder als Spindelantrieb ausgebildet sein. Im Sinne der vorliegenden Erfindung kann das "Gehäuse" einer Antriebseinheit ein Bauteil sein, das zur Führung von Antriebselementen dient, es muss nicht unbedingt ein geschlossenes kastenförmiges Gehäuse sein. Auch ein Halter zur Festlegung der Antriebseinrichtung an einem weiteren Bauteil kann ein "Gehäuse" im Sinne der vorliegenden Anmeldung sein.
- Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind zur Fixierung der Antriebseinheit in dem Gehäuse mehrere Federelemente vorgesehen. Die Federelemente können dabei ein anschlagen der Antriebseinheit auch bei einer Maximallast des Antriebes verhindern. Falls der Antrieb beispielsweise für Kräfte bis 500 N ausgelegt ist, sollten die Federn ein Anschlagen des Antriebes bzw. der Antriebseinheit verhindern, auch wenn höhere Kräfte von beispielsweise 600 N bis 1000 N wirken. Dadurch kann auch über der Maximallast des Antriebes noch eine Steuerungsfunktion durch den mindestens einen Sensor bereit gestellt werden. Die Federelemente können dabei für eine kompakte Bauweise als Blattfedern ausgebildet sein.
- Der bevorzugte Einsatzzweck der federnd gelagerten Antriebseinheit ist in einem eigenen Gehäuse oder Mantelgehäuse auf oder in einem Fensterprofil, wobei der Antrieb dann einen Flügel öffnet oder schließt. Dabei kann der Antrieb am oder im Blendrahmen oder Flügelrahmen angeordnet sein.
- Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind über dem mindestens einen Sensor Windlasten erfassbar, die beispielsweise ein Fenster automatisch schließen, wenn die Windlasten zu hoch werden. Zudem kann der mindestens eine Sensor mit der Steuerung ein Einbruchsschutz ausbilden, wenn in der geschlossenen Position Hebelkräfte auf die Antriebseinheit wirken, ohne dass der Antrieb den Flügel öffnet oder schließt. Zudem kann über den Antrieb die Schließkraft auf die Dichtungen eines Fensters eingestellt werden, sodass auch nach einem längeren Zeitraum eine konstante Zuhaltekraft wirken kann.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- Figuren 1A bis 1C
- mehrere Ansichten eines ersten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung;
- Figur 2
- eine Ansicht eines modifizierten Ausführungsbeispieles einer Antriebseinrichtung;
- Figur 3 bis 5
- weitere Ansichten modifizierter Ausführungsbeispiele;
- Figuren 6 A bis 6 E
- mehrere Ansichten eines weiteren Ausführungsbeispieles einer Antriebseinrichtung im unbelasteten Zustand;
- Figuren 7 A bis 7 E
- mehrere Ansichten des Ausführungsbeispieles der
Figur 6 mit einer Zugbelastung; - Figuren 8 A bis 8 F
- mehrere Ansichten des Ausführungsbeispieles der
Figur 6 bei einer Druckbelastung; - Figur 9
- eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung in einer montierten Position;
- Figur 10
- eine perspektivische Ansicht der Antriebseinrichtung der
Figur 9 ; - Figuren 11A und 11B
- zwei Ansichten der Antriebseinrichtung der
Figur 10 ; - Figuren 12A und 12B
- zwei Schnittansichten der Antriebseinrichtung der
Figur 10 ; - Figuren 13A bis 13E
- mehrere vergrößerte Schnittansichten der Antriebseinrichtung der
Figur 10 , und - Figuren 14A und 14B
- zwei perspektivische Explosionsdarstellungen eines Teils der Antriebseinrichtung der
Figur 10 . - Eine Antriebseinrichtung 1 umfasst ein schematisch dargestelltes Gehäuse 2. In dem Gehäuse 2 ist eine schematisch dargestellte Antriebseinheit 3 angeordnet, indem ein Antrieb, beispielsweise ein Kettenantrieb oder ein Spindelantrieb vorgesehen sind. Es ist auch möglich, den Antrieb lediglich mit Führungsbauteilen in das Gehäuse 2 einzubauen, so dass der Antriebseinheit einen Motor, insbesondere einen Elektromotor, ein Getriebe und ein Antriebsglied umfasst.
- Die Antriebseinheit 3 ist über ein Federelement 4 in dem Gehäuse 2 gehalten, wobei die Antriebseinheit 3 über schematisch dargestellte Befestigungsmittel 5 an dem Federelement 4 fixiert ist. Das Federelement 4 umfasst zwei Schenkel 40, die die Antriebseinheit 3 umgreifen. Die Schenkel 40 sind an einem Bodenabschnitt 41 miteinander verbunden, wobei sich mittig von dem Bodenabschnitt 41 ein Steg 42 parallel zu den Schenkeln 40 erstreckt. An dem Steg 42 ist ein Halteelement 43 vorgesehen, an der Befestigungsmittel zur Fixierung des Federelementes 4 an dem Rahmenelement 2 angeordnet sind. Benachbart zu dem Halteelement 43 ist eine Öffnung 8 in der Antriebseinheit 3 ausgespart, an dem ein Antriebsmittel 18, beispielsweise eine Kette austritt und durch das Gehäuse 2 geführt ist. Die schematisch dargestellte Kette 18 kann dann weitere Bauteile bewegen, beispielsweise eine Klappe oder einen Flügel.
- Am Federelement 4 ist ferner ein Sensor 6 in Form eines Dehnungsmessstreifens an dem Steg 42 fixiert. Wenn die Antriebseinheit 3 relativ zu einem weiteren Bauteil bewegt wird, wie dies durch den Pfeil 9 dargestellt ist, wirken Kräfte zwischen Antriebseinheit 3 und Gehäuse 2. Diese Kräfte können durch den Sensor 6 erfasst werden, wobei eine entsprechende Kraft das Federelement 4 im Bereich des Steges 42 bewegt wird, wodurch sich der Widerstand des Dehnungsmessstreifens ändert. Diese Änderung führt zu einer Änderung der Spannung, die in einer Steuerung für den Antrieb erfasst wird. Durch eine entsprechende Umrechnung kann die Steuerung die Kraft ermitteln, die auf die Antriebseinheit 3 wirkt, um die Steuerung zu schalten oder andere Steuerungsfunktionen auszuführen.
- Wenn das Gehäuse 2 an einem Blendrahmen oder einem Flügelrahmen festgelegt wird und die Antriebseinrichtung zum Öffnen oder Schließen eines Fensters oder einer Tür dient, kann die Steuerung zunächst kalibriert werden, indem bei einem Öffnungsvorgang und einem Schließvorgang eine Kraftkennlinie ermittelt wird. Insofern kann bei einer Abweichung von der Kraftkennlinie über die Steuerung ein Einklemmschutz oder ein Anschlagsschutz bereitgestellt werden. Über weitere Sensoren kann auch die Position des Flügels relativ zum Blendrahmen erfasst werden, sodass eine Anbindung an die Gebäudeleittechnik möglich ist. Mit der Steuerung kann somit eine Windlasterkennung erfolgen oder ein Einbruchsschutz bereitgestellt werden. Zudem kann der Anpressdruck eines Flügels auf die Dichtungen über den Antrieb eingestellt werden.
- In
Figur 1 ist das Federelement 4 gezeigt, dass die Antriebseinheit 3 in gegenüberliegende Richtungen federnd lagert. - In
Figur 2 ist eine modifizierte Ausführungsform einer Antriebseinrichtung gezeigt, bei der an der Antriebseinheit 3 auf gegenüberliegenden Seiten mehrere Federn 10 angeordnet sind, die als Blattfedern ausgebildet sind. Durch die Federn 10 an gegenüberliegenden Seiten der Antriebseinheit 3 lässt sich diese entsprechend dem Pfeil 11 in dem Gehäuse 2 bewegen. Um eine Bewegung bzw. eine Kraft zwischen der Antriebseinheit 3 und dem Gehäuse 2 zu erfassen, ist mit der Antriebseinheit 3 ein Halter 5', der an einem Sensor 6' festgelegt ist. Der Sensor 6' ist als Dehnungsmessstreifen ausgebildet und auf von dem Halter 5' abgewandten Seite über Befestigungsmittel 7' am Gehäuse 2 fixiert. Bei einer Bewegung der Antriebseinheit 3 entsprechend dem Pfeil 11 wird der Dehnungsmessstreifen 6' gebogen, sodass sich der Widerstand ändert und über eine Steuerung entsprechende Spannungsänderungen in Kräfte umgerechnet werden können. Es ist möglich, statt eines einzelnen Sensors 6' mehrere Sensoren verteilt um die Antriebseinheit 3 anzuordnen, um genauere Informationen zu den auftretenden Kräften zu erhalten. - In
Figur 3 ist eine modifizierte Ausgestaltung einer Antriebseinrichtung dargestellt, bei der in einem Gehäuse 2 eine Antriebseinheit 3 angeordnet ist. Die Antriebseinheit 3 ist über ein Verbindungselement 14 mit einem Federelement 4' verbunden, das außerhalb des Gehäuses 2 angeordnet ist. Das Federelement 4' ist dabei außen an dem Gehäuse 2 fixiert und ermöglicht, dass die Antriebseinheit 3 entsprechend dem Pfeil 15 in gegenüberliegende Richtungen senkrecht zum Gehäuse 2 bewegt werden kann. Das Federelement 4' kann im Hinblick auf die Funktion so ausgebildet sein, wie dies in Verbindung mitFigur 1 beschrieben wurde. Da das Federelement 4' nur eine geringe Baugröße besitzt, fällt es optisch nur unwesentlich an der Außenseite des Gehäuses 2 auf und kann zudem auf einfache Weise gewartet werden. - In
Figur 4 ist eine gegenüber derFigur 3 modifizierte Ausführungsform gezeigt, bei dem eine Antriebseinheit 3 in einem Gehäuse 2 angeordnet ist. Die Antriebseinheit 3 ist dabei an zwei beabstandeten Federelementen 4' über Halter 16 gehalten, wobei die Federelemente 4' in die Längsrichtung beabstandet von der Antriebseinheit 3 angeordnet sind. - In
Figur 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Antriebseinrichtung mit einem Gehäuse 2, in dem eine Antriebseinheit 3 angeordnet ist, gezeigt. Die Antriebseinheit 3 ist nicht nur linear bewegbar, sondern kann in das Gehäuse 2 verschwenkt werden. Hierfür ist die Antriebseinheit 3 nur endseitig über Federn 10 in dem Gehäuse 2 fixiert. Die Antriebseinheit 3 ist über einen Sensor 6" mit einem Halter 7" an dem Gehäuse 2 verbunden. Durch eine Bewegung der Antriebseinheit 3 entsprechend dem Pfeil 17 wird der streifenförmige Sensor 6" gebogen, sodass eine Steuerung die Spannungsänderungen und entsprechende Kräfte auf die Antriebseinheit 3 erfasst. - Die Federwege der Antriebseinheit 3 relativ zu den Gehäuse 2 können abhängig vom Einsatzzweck sein, liegen aber vorzugsweise im Bereich zwischen 0 mm bis 5 mm, insbesondere 0 mm bis 3 mm. Dadurch kann der Innenraum eines Gehäuses besonders effektiv genutzt werden.
- In den
Figuren 6 A bis 6 E ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Antriebseinrichtung 1 gezeigt, bei dem in ein einem Gehäuse 2 eine Antriebseinheit 3 angeordnet ist. Die Antriebseinheit 3 ist in einer unbelasteten Position gezeigt, bei dem ein Abstand d zu dem Gehäuse 2 sowohl an einer Oberseite, als auch an einer Unterseite in einem Bereich zwischen 3 mm bis 5 mm liegt (Figur 6 E ). - Die Antriebseinheit 3 ist über ein Federelement 20 in dem Gehäuse gehalten, das aus einem U-förmige gebogenen Metallblech gebildet ist. Das Federelement 20 umfasst einen Bodenabschnitt 21 und zwei hervorstehende Schenkel 22, wobei an den Schenkeln 22 die Antriebseinheit 3 festgelegt ist, beispielsweise durch Schrauben oder andere Befestigungsmittel. Das Federelement 20 umfasst an dem Bodenabschnitt 21 benachbart zu einer Aussparung 24 zwei streifenförmige Stege 23, die biegbar ausgebildet sind und über Schlitze 25 in Längsrichtung von dem Bodenabschnitt 21 beabstandet sind. Die länglichen Stege 23 sind innseitig mit einer Öffnung 26 versehen, in die eine Schraube zur Fixierung des Federelementes 20 an dem Gehäuse 2 eindrehbar ist. Dadurch kann das Federelement 20 zusammen mit der Antriebseinheit 3 relativ zu dem Gehäuse 2 bewegt werden.
- In den
Figuren 7 A bis 7 E ist eine Position der Antriebseinrichtung derFigur 6 gezeigt, bei der eine aus der Antriebseinheit 3 heraustretende Kette auf Zug belastet ist. Dadurch wird die Antriebseinheit 3 nach unten gezogen, wie dies in derFigur 7 E gezeigt ist. Die Antriebseinheit ist dadurch mit einem Spalt d1 an der Oberseite von dem Gehäuse 2 beabstandet, während an der Unterseite lediglich ein kleiner Spalt d2 zwischen Gehäuse 2 und Antriebseinheit 3 vorhanden ist, wobei d1 deutlich größer als d2 ist. Dementsprechend werden die mittleren Stege 23 an dem Federelement 20 nach innen eingedrückt. An dem Federelement 23 sind Dehnungsmessstreifen 6 angeordnet, die die Bewegung durch Verformung der Streifen 23 erfassen und entsprechende Signale an eine Steuerung geben. - In den
Figuren 8 A bis 8 F sind mehrere Ansichten der Antriebseinrichtung 1 derFigur 6 gezeigt, wobei eine aus dem Gehäuse 2 herausragende Kette auf Druck beansprucht ist. Dadurch wird die Antriebseinheit 3 inFigur 8 B nach oben gedrückt, sodass ein Spalt D2 an der Oberseite der Antriebseinheit 3 zu dem Gehäuse 2 deutlich kleiner ausgebildet ist, als ein Spalt D1 an der Unterseite der Antriebseinheit 3. Zudem stehen die Stege 23 an dem Federelement 20 deutlich nach außen hervor, wie dies inFigur 8 E gezeigt ist. Durch die Druckbelastung auf die Kette bewegt sich die Antriebseinheit 3 nach oben, sodass die Streifen 23 verformt werden. Dadurch kann ein Dehnungsmessstreifen 6 die Druckbelastung durch die Kette erfassen und eine Steuerung entsprechend informieren. - In
Figur 9 ist eine Antriebseinrichtung 101 in einer eingebauten Position gezeigt. An einem Gebäude 50 ist ein Schrägdach 51 mit einer Öffnung, in der ein Blendrahmen 52 montiert ist, vorgesehen. An dem Blendrahmen 52 ist eine Klappe 53 über ein Scharnier 54 verschwenkbar gehalten. Zum Öffnen der Klappe 53 ist eine Antriebseinrichtung 101 vorgesehen, bei der ein Gehäuse 102 an einem Halter 55 an dem Blendrahmen 52 festgelegt ist. - Die Antriebseinrichtung 101 ist in
Figur 10 gezeigt. An dem bügelförmigen Halter 55 sind zwei Klemmbacken 57 vorgesehen, die an einer Achse 56 verschwenkbar gelagert sind. Innerhalb der Klemmbacken 57 ist ein Abschnitt des rohrförmigen Gehäuses 102 eingeklemmt. Relativ zu dem Gehäuse 102 ist ein Rohr 140 oder ein Stab verfahrbar, an dem eine Anbindung 104 vorgesehen ist, die beispielsweise an der Klappe 53 montiert werden kann. Das Gehäuse 102 ist auf der zur Anbindung 104 gegenüberliegenden Seite mit einem Deckel 105 verschlossen, der durch Schrauben 106 an dem Gehäuse 102 festgelegt ist. - Wie in den
Figuren 11A und 11B zu sehen ist, befindet sich innerhalb des Gehäuses 102 ein Innenrohr 108, das über eine hülsenförmige Gleitführung 107 relativ zu dem Gehäuse 102 verschiebbar gelagert ist. Innerhalb des Innenrohres 108 ist das Rohr 103 angeordnet, das über eine Antriebseinheit 110 relativ zu dem Innenrohr 108 bewegbar ist. Die Antriebseinheit 110 umfasst eine Spindelmutter 111 und eine Spindel 112, die durch eine Drehbewegung relativ zueinander dafür sorgen, dass das Rohr 103 relativ zu dem Gehäuse 102 eingefahren oder ausgefahren wird. Solche Antriebseinheiten 110 sind an sich bekannt und werden daher nicht im Detail erläutert. Die Antriebseinheit 110 umfasst eine Antriebselektronik 113, an der Steuerungselemente, wie Schalter und andere Einrichtungen, vorgesehen sind. - Das Innenrohr 110 ist auf der zu der Anbindung 104 abgewandten Seite durch ein Koppelstück 109 verschlossen, wobei das Koppelstück 109 in einen inneren Endabschnitt des Innenrohres 108 mit einem Gewinde eingeschraubt ist.
- In den
Figuren 12A und12B ist der Bereich des Koppelstückes 109 im Detail gezeigt. Das Koppelstück 109 ist federnd an dem Deckel 105 gelagert, so dass in axialer Richtung das Innenrohr 108 relativ zu dem Gehäuse 102 geringfügig verschoben werden kann. Hierfür sind an dem Deckel 105 zwei nach innen gerichtete Vorsprünge 115 ausgebildet, an denen ein Federring 117 über Schrauben 118 festgelegt ist. Innerhalb der Vorsprünge 115 ist eine tassenförmige Aufnahme 116 ausgebildet, in die ein ringförmiger Endabschnitt 120 des Koppelstückes 109 eingreift. Das ringförmige Federelement 117 ist an den zwei Vorsprüngen 115 festgelegt und in einem Winkel von 90° versetzt hierzu ist der Federring 117 an dem Koppelstück 109 über Schrauben 118 festgelegt. Durch ein Verbiegen des Federringes 117 kann somit das Koppelstück 109 in beide Richtungen relativ zu dem Deckel 105 bewegt werden. In dem Koppelstück 109 ist ferner ein Kanal 122 zur Durchführung einer Leitung ausgebildet, die mit einem Sensorelement 121 verbunden werden kann. Das Sensorelement 121 ist an dem ringförmigen Endabschnitt 120 des Koppelstückes 109 festgelegt. - Der Deckel 105 ist an dem rohrförmigen Gehäuse 102 mit Schrauben 106 gesichert, wobei in dem Deckel 105 ein Gewinde 114 ausgebildet ist, an dem weitere Bauteile, beispielsweise eine Augenschraube, festlegbar sind, um das Gehäuse 102 fixieren zu können.
- An dem Innenrohr 108 ist ferner eine Kabeldurchführung 123 vorgesehen, die mit einer Leitung 124 verbunden ist. Dadurch kann eine Steuerleitung von dem Sensorelement 121 zur Außenseite des Gehäuses 102 geführt werden.
- In den
Figuren 13A bis 13E sind mehrere Schnittansichten durch den Bereich des Koppelstückes 109 und des Deckels 105 gezeigt. InFigur 13B ist zu erkennen, dass das Innenrohr 108 beabstandet von dem rohrförmigen Gehäuse 102 angeordnet ist, wobei in dem Koppelstück 109 der Kabelkanal 122 ausgebildet ist. - In der Schnittansicht der
Figur 13C ist das Sensorelement 121 zu erkennen, das zwischen dem Koppelstück 109 und dem Deckel 105 angeordnet ist. Das Sensorelement 121 ist im Wesentlichen plattenförmig ausgebildet und umfasst einen Mittelsteg 126, der mit einer vorderen Spitze in einen Schlitz 125 an dem Deckel 105 eingreift. Von dem Mittelsteg 126 sind zwei beabstandete seitliche Stege 127 ausgebildet, die von dem Mittelsteg 126 jeweils über einen Schlitz 128 beabstandet sind. Die Mittelstege 127 sind an dem ringförmigen Endabschnitt 120 des Koppelstückes 109 festgelegt. - In den
Figuren 14A und 14B sind der Deckel 105 und das Koppelstück 109 in einer Explosionsdarstellung gezeigt. Das Sensorelement 121 ist mit zwei Schrauben 129 an dem ringförmigen Endabschnitt 120 festgelegt, wobei die Schrauben 129 die seitlichen Stege 127 durchgreifen. An einem Verbindungsabschnitt zwischen den seitlichen Stegen 127 und dem Mittelsteg 126 ist ein Messstreifen 133 vorgesehen, der eine Verbiegung des Mittelsteges 126 relativ zu den seitlichen Stegen 127 erfasst und ein entsprechendes Steuersignal an eine Steuerung der Antriebseinrichtung 101 sendet. Der Mittelsteg 126 ist dabei an dem Schlitz 125 des Deckels 105 festgelegt, wobei sich der Schlitz 125 senkrecht zur Axialrichtung des rohrförmigen Gehäuses 102 erstreckt und in Verbindung mit einer Montageöffnung 134 steht, um dem Mittelsteg nach Art eines Bajonettverschlusses an dem Deckel 105 fixieren zu können. In der montierten Position ist der Mittelsteg 126 daher an dem Schlitz 125 in Axialrichtung festgelegt und kann sowohl weg von dem Koppelstück 109 verbogen werden als auch hin zu dem Koppelstück 109, wobei hierfür an dem ringförmigen Endabschnitt 120 eine entsprechende Aussparung 132 vorgesehen ist. Über den Messtreifen 133 können somit Kräfte durch eine Bewegung des Innenrohres 108 relativ zu dem Gehäuse 102 erfasst werden. Der Messbereich des Messstreifen 133 ist dabei abhängig von der gewählten Feder, wobei das ringförmige Federelement 117 in der Dicke und dem Material so beschaffen ist, dass es für den jeweiligen Belastungsfall einsetzbar ist. Es wäre natürlich auch möglich, andere Federelemente 117 einzusetzen, wobei durch das ringförmige Federelement 117 ein besonders kompakter Aufbau gegeben ist. - Bei der Antriebseinrichtung 101 ist das Sensorelement 121 innerhalb des Gehäuses 102 angeordnet, so dass es vor Umgebungseinflüssen geschützt ist. Das Gehäuse 102 ist einerseits durch den Deckel 105 verschlossen und andererseits durch das Koppelstück 109 weitgehend abgedichtet, da lediglich ein Kabelkanal 122 ausgebildet ist, der ebenfalls abgedichtet sein kann. Dadurch kann einer Erfassung der auf die Antriebseinrichtung 101 wirkenden Kräfte innerhalb des Antriebes erfolgen, wobei direkt Kraft auf das Innenrohr 108 erfasst wird, die durch das Rohr 103 ausgeübt wird, insbesondere beim Öffnen oder Schließen der Klappe 53 oder bei entsprechenden Windlasten.
- In den gezeigten Ausführungsbeispielen werden die Antriebseinrichtungen insbesondere für Fenster, Türen oder Klappen eingesetzt. Es ist natürlich auch möglich, die Antriebseinrichtungen 1 und 101 für andere Zwecke einzusetzen, beispielsweise zum Verstellen von Bauteilen für Fahrzeuge, Maschinen oder andere Anwendungen.
-
- 1
- Antriebseinrichtung
- 2
- Gehäuse
- 3
- Antriebseinheit
- 4
- Federelement
- 4'
- Federelement
- 5
- Befestigungsmittel
- 5'
- Halter
- 6
- Sensor
- 6'
- Sensor
- 6"
- Sensor
- 7'
- Befestigungsmittel
- 7"
- Halter
- 8
- Öffnung
- 9
- Pfeil
- 10
- Federn
- 11
- Pfeil
- 12
- Halter
- 14
- Verbindungselement
- 15
- Pfeil
- 16
- Halter
- 17
- Pfeil
- 18
- Kette
- 20
- Federelement
- 21
- Bodenelement
- 22
- Schenkel
- 23
- Stege
- 24
- Aussparung
- 25
- Schlitze
- 40
- Schenkel
- 41
- Bodenabschnitt
- 42
- Steg
- 43
- Halteelement
- 50
- Gebäude
- 51
- Schrägdach
- 52
- Blendrahmen
- 53
- Klappe
- 54
- Scharnier
- 55
- Halter
- 56
- Achse
- 57
- Klemmbacken
- 101
- Antriebseinrichtung
- 102
- Gehäuse
- 103
- Innenrohr
- 104
- Anbindung
- 105
- Deckel
- 106
- Schrauben
- 107
- Gleitführung
- 108
- Innenrohr
- 109
- Koppelstück
- 110
- Antriebseinheit
- 111
- Spindelmutter
- 112
- Spindel
- 113
- Antriebselektronik
- 114
- Gewinde
- 115
- Vorsprünge
- 116
- Aufnahme
- 117
- Federring
- 118
- Schrauben
- 119
- Koppelstückes
- 120
- Endabschnitt
- 121
- Sensorelement
- 122
- Kanal/Kabelkanal
- 123
- Kabeldurchführung
- 124
- Leitung
- 125
- Schlitz
- 126
- Mittelsteg
- 127
- Stege
- 128
- Schlitz
- 129
- Schrauben
- 132
- Aussparung
- 133
- Messstreifen
- 134
- Montageöffnung
- 140
- Rohr
- d
- Abstand
- d1
- Spalt
- d2
- Spalt
Claims (16)
- Antriebseinrichtung (1, 101), insbesondere für Fenster oder Türen, mit einem Gehäuse (2, 102), an oder in dem eine Antriebseinheit (3, 110) eines Antriebes angeordnet ist, wobei die Antriebseinheit (3, 110) ein bewegbares Antriebselement (104) umfasst, das an der Antriebseinheit (3, 110) geführt oder gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (3, 110) an oder in dem Gehäuse (2, 102) federnd gelagert ist und eine Bewegung der Antriebseinheit (3, 110) relativ zu dem Gehäuse (2, 102) über mindestens einem Sensor (6, 121) erfassbar ist.
- Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (6, 121) mit einer Steuerung für den Antrieb verbunden ist.
- Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten einer Bewegung der Antriebseinheit (3, 110) relativ zu dem Gehäuse (2, 102) der Antrieb schaltbar ist.
- Antriebseinrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebseinheit (3, 110) in zwei gegenüberliegenden Richtungen federnd gelagert ist.
- Antriebseinrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (6, 121) einen Dehnungsmessstreifen (133) umfasst.
- Antriebseinrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb als Kettenantrieb ausgebildet ist.
- Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb als Spindelantrieb ausgebildet ist.
- Antriebseinrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Fixierung der Antriebseinheit (3, 110) in dem Gehäuse (2, 102) mehrere Federn (10, 117) vorgesehen sind.
- Antriebseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Federn (10, 117) ein Anschlagen der Antriebseinheit (3, 110) auch bei einer Maximallast des Antriebes verhindern.
- Antriebseinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Federn (10, 117) als ringförmige oder plattenförmige Blattfedern ausgebildet sind.
- Antriebseinrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) leistenförmig mit einer integral ausgebildeten Feder (20) ausgebildet ist.
- Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (102) ein festlegbares Außenrohr umfasst, in dem ein Innenrohr (108) federnd gelagert ist.
- Antriebseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensorelement (121) zwischen einem an dem Innenrohr fixierten Koppelstück (119) und einem an dem Gehäuse (102) festgelegten Deckel angeordnet ist.
- Antriebseinrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über die Antriebseinrichtung eine Klappe, ein Fenster oder eine Tür zu öffnen oder zu schließen ist.
- Antriebseinrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über den mindestens eine Sensor (6) Windlasten, insbesondere an einem Fenster oder einer Klappe, erfassbar sind.
- Antriebseinrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (6) mit der Steuerung einen Einbruchsschutz bildet.
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