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Die
Erfindung betrifft einen elektrischen Gurtwickler, insbesondere
für einen
Rollladengurt, umfassend ein Gehäuse
mit darin angeordnetem elektrischen Antriebsmotor, einer Gurthaspel
zum Aufwickeln des Gurts, einem zum Motor kuppelnden Getriebe, sowie
einer elektronischen Schaltsteuereinrichtung mit einer Bedienfläche.
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Im
Zuge der Automatisierung im Haushaltsbereich werden in den letzten
Jahren zunehmend handbetätigte
Rollladengurtwickler durch elektrische Gurtwickler ersetzt. Diese
sind als Einbaugeräte
zum Einbau in Unterputz-Einbaukästen
oder als Anbaugeräte
zur Befestigung an einer Wand bekannt.
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Ein
elektrischer Gurtwickler als Einbaugerät für den Einbau in vorhandene
Unterputz-Einbaukästen
ist in der
EP 0 924
379 A2 beschrieben. Dieser besteht im Wesentlichen aus
einem in den Einbaukasten passenden Gehäuse, das mit einer Frontblende
nach außen
abgeschlossen ist. Innerhalb des Gehäuses finden eine Gurthaspel
zum Aufwickeln des Gurts, ein Schneckenrad, das über eine Antriebsschnecke mit
einem Antriebsrad eines Untersetzungsgetriebes und damit mit dem
Motor in Antriebsverbindung steht, sowie der Motor selbst Platz.
Der Motor ist als hoch kompakter Elektromotor ausgeführt, der über eine
elektronische Gleichrichterschaltung direkt an Netzspannung anschließbar ist.
Mittels Bedienelementen, die in der am Gehäuse fixierbaren Frontblende
von außen
zugänglich
sind, ist der Motor schaltbar.
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Derzeit
sind vier verschiedene Unterputz-Einbaukästen für Rollladengurtwickler mit
den Typenmaßen
105, 135, 160 und 185 mm im Einsatz. Der bekannte Gurtwickler ist
trotz der kompakten Bauweise seines Motors für den Einbau in den kleinsten
dieser Einbaukasten nicht geeignet. Ein Grund hierfür ist der
hohe Platzbedarf des Untersetzungsgetriebes.
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Ein
elektrischer Gurtwickler in Form eines Anbaugerätes für eine schwenkbare Befestigung
an einer Wand ist aus der
DE
299 21 653 U1 bekannt. Der Gurtwickler besteht aus einem
Gehäuse
mit rechteckigem Querschnitt, das um eine vertikal orientierte Schwenkachse
an einem an der Wand befestigten Bügel schwenkbar aufgehängt ist.
In dem Gehäuse
sind ein Motor, ein mit dem Motor über eine Antriebsschnecke und
ein Schneckenrad verbundenes Untersetzungsgetriebe und eine Aufwickelrolle
für den
Gurt untergebracht. Die Aufwickelrolle weist einen Außenkranz
auf, der mit einem Zahnrad des Untersetzungsgetriebes zusammenwirkt.
Das Untersetzungsgetriebe ist selbsthemmend, jedoch kann das Ausgangsritzel
des Untersetzungsgetriebes durch einen Betätigungseingriff außer Eingriff
dem Schneckenrad gebracht werden, so dass nach dem Ausrasten die
Aufwickelrolle mitsamt dem Außenkranz
frei drehbar ist, was das Einlegen des Gurtes erleichtert. Zum Einlegen
des Gurtes müssen
bei diesem Gurtwickler somit genau aufeinander angepasste Getriebeteile
getrennt und nachher wieder in Eingriff zueinander gebracht werden.
Hierzu muss das ausgerastete Ausgangsritzel des Untersetzungsgetriebes
sowohl in den Außenzahnkranz
der Gurthaspel als auch in das restliche Untersetzungsgetriebe eingefädelt werden.
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Die
Schwenkachse verläuft
im Bereich der Rückwand
des Gehäuses.
An der dieser Rückwand gegenüberliegenden
Stirnwand ist ein Tastenfeld für die
Bedienung der elektronischen Schaltsteuereinrichtung vorgesehen.
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Die
DE 42 04 624 C1 beschreibt
ein Antriebsaggregat für
Rollläden,
bei dem ein Rollladengurt aus textilem Material form- und kraftschlüssig zwischen
den Zahnflanken zweier miteinander kämmender Zahnräder mäanderförmig geführt wird.
Dabei werden die Zahnräder
vom Motor über
ein Schneckengetriebe und einen Kettenantrieb angetrieben.
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Die
EP 0 989 006 A1 offenbart
ein motorisch angetriebenes Fensterrollo, bei dem der Motor über einen
Riementrieb auf eine Antriebsspindel wirkt, die über ausklappbare Hebelarme
den Behang auszieht. Es ist daraus kein Hinweis auf einen Gurtwickler
für einen
Rollladengurt zu entnehmen.
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Beim
Einsatz der bekannten Gurtwickler ergibt sich allgemein das Problem,
dass die gegeneinander abrollenden Getriebeteile des Untersetzungsgetriebes
eine gewisse Geräuschentwicklung
verursachen, die noch verstärkt
werden kann, wenn es während
des Betriebes zu einer Verschiebung von Getriebeteilen oder des
Motors kommt, wie dies beispielsweise bei der Motorachse infolge
auf der sie quer zur Achsrichtung einwirkenden Kräfte regelmäßig der
Fall ist.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen kostengünstigen
elektrischen Gurtwickler bereitzustellen, der einfach zu montieren
ist und der die oben beschriebenen Nachteile der bekannten Gurtwickler
nicht aufweist.
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Diese
Aufgabe wird ausgehend von einem Gurtwickler der eingangs genannten
Gattung erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass das Zugmittelgetriebe als Zahnriemenantrieb ausgebildet ist
und eine Getriebeverbindung zwischen der Motorwelle und einer mit
einem Schneckenrad kämmenden
Antriebsschnecke bildet.
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Die
notwendige Untersetzung des Motorantriebs wird hierbei ganz oder
teilweise mittels eines Zugmittelgetriebes erreicht. Zugmittelgetriebe
sind als Bandgetriebe oder in Bauformen mit Riemen- oder Kettenantrieb
bekannt. Die Zugmittel sind als mehr oder weniger flexible Riemen
(beispielsweise Zahnriemen, Keilriemen, Rippenriemen, Flachriemen),
Ketten, Bänder,
Seile, Drähte
oder ähnlichem ausgestaltet.
Beim erfindungsgemäßen Gurtwickler ersetzt
das flexible Zugmittel genau aufeinander angepasste, starre Getriebeteile,
wie etwa zwei ineinander greifende Zahnräder. Dadurch wird eine gewisse
Entkopplung von Motor und dem restlichen Untersetzungsgetriebe erreicht,
die zu einer Geräuschminderung
führt.
Darüber
hinaus zeigt sich ein Zugmittelgetriebe vergleichsweise tolerant
gegenüber
Maßabweichungen
der Getriebeteile und gegenüber
etwaigen Wellenverlagerungen während
des Betriebes. Daher führt
der hier vorgeschlagene Ersatz von starren Getriebeteilen durch
ein flexibles Zugmittelgetriebe auch zu einem geringeren Fertigungsaufwand und
somit zu einer Kostensenkung.
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Die
Motorwelle neigt dazu, quer zur Achsrichtung auf sie einwirkenden
Kräften
im Lauf der Zeit auszuweichen, wodurch es bei starren Getriebeverbindungen
zu einer Verstärkung
der Laufgeräusche bis
zu einem Ausfall des Getriebes kommen kann, wenn die jeweiligen
Getriebeteile außer
Eingriff miteinander kommen. Dieses Problem wird durch den Einsatz
eines am Motor ansetzenden Zugmittelgetriebe entschärft. Denn
dieses erweist sich als vergleichsweise tolerant gegenüber Bewegungen
der Motorwelle.
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Eine
mit einem Schneckenrad zusammenwirkende Antriebsschnecke ermöglicht eine
hohe Untersetzung des Motorantriebs und wird aus diesem Grund in
vielen Gurtwicklern eingesetzt.
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In
Verbindung mit dem Zahnriemenantrieb gelingt eine besonders effektive
und geräuscharme Kraftübertragung
von der Motorwelle auf das Schneckenrad
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Derartige
Zahnriemenantriebe ermöglichen eine
gleichmäßige Kraftübertragung
von der treibenden Zahnscheibe auf die getriebene Zahnscheibe. Die
Zähne des
Riemens verhindern einen Schlupf, ohne dass hierfür eine Vorspannung
des Zahnriemens erforderlich ist. Die Lager der Getriebeteile werden
dadurch entlastet. Daher sind Zahnriemenantriebe wartungsfrei und
sie zeichnen sich durch eine hohe Lebensdauer und durch eine hohe
Betriebssicherheit sowie einen gegenüber anderen Getriebearten deutlich
höheren
Wirkungsgrad aus, der bis zu 98 % betragen kann.
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Im
einfachsten Fall ist der Zahnriemenantrieb als Zwei-Scheibenantrieb
ausgebildet, wobei die eine Scheibe eine mit der Motorachse verbundene
Zahnscheibe mit kleinerem Durchmesser und die andere Scheibe eine
Zahnscheibe mit größerem Durchmesser
ist.
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Die
notwendige Untersetzung des Motorantriebs wird hierbei ganz oder
teilweise mittels des Zahnriemenantriebs erreicht. Der Zahnriemenantrieb ersetzt
somit das Untersetzungsgetriebe oder einen Teil davon.
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Insbesondere
im Hinblick auf ein einfaches Einlegen des Gurts, hat es sich als
vorteilhaft erwiesen, wenn die Gurthaspel aus der Antriebsverbindung
zum Getriebe lösbar
ist.
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Es
hat sich außerdem
als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Gurthaspel mit einem
mit einer Antriebsschnecke kämmenden
Schneckenrad verbunden ist.
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Gurthaspel
und Schneckenrad bilden hierbei eine gemeinsame, unmittelbar durch
das Schneckenrad angetriebene Baueinheit und sind fest oder mindestens
in Drehrichtung formschlüssig
miteinander verbunden. Durch ein großes Schneckenrad können Getriebestufen
eingespart und die Bauhöhe
vermindert werden. Daraus ergeben sich eine Kostenersparnis, eine
höhere
Betriebssicherheit und eine geringe Bauhöhe des erfindungsgemäßen Gurtwicklers.
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In
einer ersten bevorzugten Ausführungsvariante
dieser Baueinheit ist die Gurthaspel lösbar mit dem Schneckenrad verbunden
und weist ein Formschluss-Element
auf, das in ein entsprechendes Gegenstück des Schneckenrades unter
Bildung einer in Drehrichtung form- und kraftschlüssigen Verbindung eingreift.
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Gurthaspel
und Schneckenrad sind in dem Fall lediglich durch Formschluss miteinander
verbunden, so dass die Gurthaspel zum Einlegen des Gurtes einfach
vom Schneckenrad abgenommen werden kann. Hierfür ist es weder notwendig, das
Schneckenrad vom übrigen
Getriebe zu entkoppeln, noch ein Getriebeteil aus seiner Verzahnung
zu lösen. Gleichermaßen ist
das Wiedereinsetzen der Gurthaspel im Vergleich zum Einkoppeln miteinander verzahnter
Getriebeteile (wie in der
DE
299 21 653 U1 beschrieben) erleichtert.
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Das
Formschlusselement seitens der Gurthaspel ist bevorzugt als Vierkant,
als Keilwelle oder in Form mehrerer, in Ausnehmungen des Schneckenrades
eingreifender Zapfen ausgebildet.
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In
einer alternativen jedoch gleichermaßen bevorzugten Ausführungsform
der oben erwähnten Baueinheit
sind die Gurthaspel und das Schneckenrad einstückig ausgebildet.
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In
dem Fall wird ein gegenseitiges Verdrehen und damit ein unbeabsichtigter
Schlupf des Gurtes oder ein Abrutschen des Rollladenpanzers verhindert.
Die aus Gurthaspel und Schneckenrad bestehende Baueinheit ist aus
dem Untersetzungsgetriebe lösbar,
so dass das Einlegen des Gurtes erleichtert wird.
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Die
Montage wird außerdem
erleichtert, wenn das Gehäuse
zwei voneinander lösbare
halbschalenförmige
Gehäusehälften aufweist,
wovon die eine für
die Aufnahme und Lagerung von mindestens dem Motor, dem Getriebe
und der Schaltsteuereinrichtung vorgesehen ist.
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Der
Gurtwickler weist hierbei ein längsgeteiltes
Gehäuse
mit zwei halbschalenförmigen
Gehäuseteilen
auf. Das eine, untere Gehäuseteil
weist Aufnahmen und Lagerelemente für alle oder die wesentlichen
Bestandteile des Gurtwicklers auf, und ermöglicht eine Funktionsüberprüfung im
offenen Zustand. Das andere, obere Gehäuseteil dient im Wesentlichen
als „Deckel", der nach dem Einlegen
des Gurtes oder der Funktionsüberprüfung auf
das untere Gehäuseteil
aufgelegt und mit diesem verbunden wird.
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Es
hat sich außerdem
als vorteilhaft erwiesen, wenn das Gehäuse eine abdeckbare Öffnung aufweist,
die einen Zugriff auf die Gurthaspel ermöglicht.
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Die Öffnung ermöglicht einfache
Wartungsarbeiten. Sie ist mit einem abnehmbaren Deckel verschlossen,
der auch durchsichtig sein kann.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Gurtwicklers
ist das Gehäuse
um eine vertikal orientierte Schwenkachse schwenkbar aufhängbar, wobei
die Bedienfläche
an einer Oberseite des Gehäuses
vorgesehen ist und mit der Schwenkachse einen Winkel zwischen 60
und 150 Grad einschließt.
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Gurtwickler
sind üblicherweise
in einer Höhe angebracht,
die tiefer liegt als die Kopfhöhe
des Benutzers. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Bedienfläche aus
der Sicht des Benutzers auf einer Seite des Gurtwicklers vorgesehen,
die von oben betrachtet wird (Oberseite). Die Ablesbarkeit etwaiger Anzeigen
der Bedienfläche
wird dadurch erleichtert und Bedienungsfehler werden vermieden.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert. In
der Zeichnung zeigen im einzelnen
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1 eine
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Gurtwicklers
in einer Aufputzvariante in einer Seitenansicht im Schnitt,
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2 den
Gurtwickler gemäß 1 in
einer Vorderansicht, teilweise im Schnitt,
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3 eine
figürliche
Darstellung eines Benutzers bei der Programmierung eines Gurtwicklers nach
dem Stand der Technik, und
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4 eine
figürliche
Darstellung wie in 3, jedoch mit einem Gurtwickler
gemäß der Erfindung.
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Der
Gurtwickler gemäß den 1 und 2 besteht
aus einem in Richtung parallel zur Blattebene zweigeteilten Kunststoffgehäuse 1,
dessen beide Hälften 2 und 3 aus
der Vorderansicht von 2 zu erkennen sind. Das Gehäuse 1 umschließt einen
Motor 4, ein Getriebe 5, das eine Antriebsschnecke 7 und
ein mit der Antriebsschnecke 7 kämmendes Schneckenrad 8,
eine Gurthaspel 6, eine Leiterplatte 9, eine Umlenkrolle 10 für den von
oben über
einen Einlaufschlitz 10 in das Gehäuse 1 einlaufenden
Gurt 11 sowie eine Tastatur 12 für die Bedienung
und Programmierung des Gurtwicklers.
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Die
eine Gehäusehälfte 2 dient
der Lagerung von Motor 4, Getriebe 5, Gurthaspel 6 und
Umlenkrolle 10, so dass eine Funktionsüberprüfung im offenen Zustand möglich ist
(Lagerelemente sind mit der Bezugsziffer 26 bezeichnet).
Die andere Gehäusehälfte 3 ist
mit Gurtföhrungsrippen 13, 14 ausgestattet,
welche die Gurteinführung
im geschlossenen und montierten Zustand erleichtern.
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Die
Gehäusehälfte 3 ist
darüber
hinaus mit einer durch einen Deckel 15 (siehe 2)
verschlossenen Öffnung
versehen, durch die der Gurt 11 in die Gurthaspel 6 ohne
Zuhilfenahme eines Werkzeuges eingelegt werden kann.
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Die
Gurthaspel 6 bildet mit dem Schneckenrad 8, das
einen Außendurchmesser
von 85 cm hat, eine einstückig
ausgebildete Baueinheit. Durch das große Schneckenrad 8 werden
Getriebestufen eingespart und dadurch eine kompakte Bauweise des
erfindungsgemäßen Gurtwicklers
ermöglicht.
Zum Einlegen des Gurtes 11 wird die Baueinheit aus Schneckenrad 8 und
Gurthaspel 6 entgegen der Kraftrichtung einer Feder 25 (siehe 2)
außer
Eingriff zur Antriebsschnecke 7 des Getriebes 5 gebracht.
Der Gurt 11 kann nun mühelos
nach Eingriff durch Gehäuseöffnung in
Pfeilrichtung aufgewickelt werden, wobei eine Umdrehung genügt. Nach
Verschließen der Öffnung mittels
Deckel 15 ist der Gurtwickler betriebsbereit.
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Das
Untersetzungsgetriebe 5 für die Kraftübertragung vom Motor 4 auf
die Gurthaspel 6 weist einen Zahnriemenantrieb 16 auf.
Dieser umfasst einen Zahnriemen 20 aus Neopren mit einer
Breite von 8 mm und einer Länge
von 50 mm, der über
einer erste Zahnscheibe 17 mit kleinerem Durchmesser von
6 mm an der Motorwelle 19 und über eine zweite Zahnscheibe 18 mit
einem größeren Durchmesser
von 16 mm an der Antriebsschnecke 7 geführt ist, wie dies aus der 2 deutlich
erkennbar ist. Der Zahnriemen 20 ist so ausgelegt ist,
dass er stets mit mindestens jeweils sechs Zähnen der Zahnscheiben 17 und 18 in
Eingriff ist. Der Zahnriemenantrieb 16 trägt somit
zu der erforderlichen Untersetzung zwischen der Motorwelle 19 und
der Gurthaspel 6, die bei etwa 1:3 liegt, wesentlich bei.
Außerdem
gewährleistet
der Zahnriemenantrieb 16 aufgrund seiner Flexibilität und Toleranz
gegenüber
Maßabweichungen
eine gewisse Entkopplung von Motor 4 und dem restlichen Untersetzungsgetriebe 7, 8 und
damit einhergehend bei geringerem Fertigungsaufwand im Vergleich
zu starren Getriebeteilen eine geringere Geräuschentwicklung.
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Das
(in 1 nicht gezeigte) Netzteil für die Stromversorgung des Gurtwicklers
ist auf der Leiterplatte 9 angeordnet und so geschaltet,
dass die Spannung nur bei Bedarf am Motor 4 anliegt und
daher Leerlaufverluste im Dauerbetrieb nicht anfallen. Die Steuerungselektronik
und der Motor 4 werden über
getrennte Stromversorgungen gespeist.
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Das
Gehäuse 2 ist
an Montagegelenken 21, 22 schwenkbar um eine vertikale
Schwenkachse 23 (2) an der
Wand befestigt. Die Bedienfläche
der Tastatur 12 verläuft
dabei an der Oberseite 24 des Gehäuses 2, in einem Winkel
von etwa 90 Grad zur Schwenkachse 23. Die 3 und 4 verdeutlichen
den Unterschied bei der Programmierung und Bedienung eines Gurtwicklers
nach dem Stand der Technik (3) und dem
erfindungsgemäßen Gurtwickler
(4), wenn diese jeweils in einer üblichen Höhe von etwa
130 cm etwas oberhalb der Fensterbank 32 an der Wand befestigt
sind. Während
die auf der vorderen Stirnfläche
des Gehäuses 31 vorgesehene
Bedienfläche 30 den
Anwender in die Hocke zwingt, kann beim erfindungsgemäßen Gurtwickler, bei
dem die Tastatur 12 auf der Oberseite 24 vorgesehen
ist, die Programmierung und Bedienung entspannt aufrecht stehend
durchgeführt
werden.
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Eine
alternative Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Gurtwicklers
unterscheidet sich von der oben beschriebenen Ausführungsform
nur darin, dass die Baueinheit aus Gurthaspel 6 und 8 nicht
einstückig
ausgebildet ist, sondern dass die beiden Teile in Drehrichtung lediglich
formschlüssig
und ansonsten leicht lösbar
miteinander verbunden sind. Hierzu ist das stirnseitige, zylinderförmige Ende
der Gurthaspel 6 mit vier um den Umfang verteilten Noppen
versehen, die in entsprechende Ausnehmungen des Schneckenrades 8 eingreifen.
Zum Einlegen des Gurtes wird die Gurthaspel 6 einfach senkrecht
zur Drehrichtung vom Schneckenrad 8 abgezogen. Hierfür ist es
weder notwendig, das Schneckenrad 8 vom übrigen Getriebe 5 zu
entkoppeln, noch irgend ein anderes Getriebeteil aus seiner Verzahnung
zu lösen.
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- 1
- Gehäuse
- 2
- Gehäusehälfte
- 3
- Gehäusehälfte
- 4
- Motor
- 5
- Getriebe
- 6
- Gurthaspel
- 7
- Antriebsschnecke
- 8
- Schneckenrad
- 9
- Leiterplatte
- 10
- Umlenkrolle
- 10
- Einlaufschlitz
- 11
- Gurt
- 12
- Tastatur
- 13,14
- Gurtführungsrippen
- 15
- Deckel
- 16
- Zahnriemenantrieb
- 17
- kleinere
Zahnscheibe
- 18
- größere Zahnscheibe
- 19
- Motorwelle
- 20
- Zahnriemen
- 21,22
- Montagegelenke
- 23
- Schwenkachse
- 24
- Oberseite
- 25
- Feder
- 30
- Bedienfläche
- 31
- Gehäuse
- 32
- Fensterbank