DE102004031510A1 - Actuator for screens and window pane equipped therewith - Google Patents
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Abstract
In einer Betätigungseinrichtung für Blenden (3) in Gestalt z. B. von Lamellen (5) oder Vorhängen, die ohne direkte Berührung bewegt werden können und die insbesondere in einem Scheibenzwischenraum eines Isolierfensters angeordnet sind, wobei Betätigungskräfte ohne mechanische Berührung von einem äußeren Antriebselement (11, 11') auf ein inneres Antriebselement (13, 13') übertragbar sind, umfasst erfindungsgemäß das äußere Antriebselement (11, 11') eine Einrichtung (12, 12') zum Erzeugen eines elektromagnetischen Dreh- oder Wanderfeldes, das auf das darauf abgestimmte innere passive Antriebselement (13, 13') zu dessen Dreh- oder Schiebebewegung einwirkt. Diese Betätigungseinrichtung eignet sich auch für zentrale Steuerungen einer Mehrzahl von Blenden oder Lamellenjalousien in Isolierglasscheiben, ohne des Einbaus von Elektromotoren in den Scheibenzwischenraum jeder einzelnen Scheibe zu bedürfen.In an actuator for diaphragms (3) in the form of z. B. of lamellae (5) or curtains that can be moved without direct contact and which are arranged in particular in a space between the panes of an insulating window, wherein actuating forces without mechanical contact of an outer drive element (11, 11 ') on an inner drive element (13, 13 ') are transferable, according to the invention, the outer drive element (11, 11') comprises means (12, 12 ') for generating an electromagnetic rotary or traveling field on the matched thereto passive passive drive element (13, 13') to the Rotary or sliding movement acts. This actuator is also suitable for central controls a plurality of panels or Venetian blinds in insulating glass panes, without the installation of electric motors in the space between the panes of each disc to require.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Betätigungseinrichtung für Blenden mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 und auf eine damit ausgestattete Fensterscheibe aus Glas und/oder Kunststoff.The The invention relates to an actuator for diaphragms with the features of the preamble of claim 1 and on a glass and / or plastic window pane equipped therewith.
Unter „Blenden" sind hier generell zum Abschatten oder Abdecken von Flächen, insbesondere von Fensteröffnungen vorgesehene, mechanisch bewegliche Ausrüstungen zu verstehen, wie Rollos, Jalousien, Lamellen, Vorhänge und dergleichen. In manchen Anwendungsfällen müssen solche Blenden mechanisch betätigt werden, ohne dass man direkten (manuellen) Zugriff auf sie hat, wenn sie z. B. für den Benutzer unzugänglich hinter einer Fensterscheibe und/oder zwischen zwei Fensterscheiben angeordnet sind.Under "apertures" are general here for shading or covering surfaces, in particular window openings designed, mechanically movable equipment, such as roller blinds, Venetian blinds, slats, curtains and the same. In some applications, such panels must be mechanical actuated without having direct (manual) access to them, if they are z. B. for the User inaccessible behind a window pane and / or between two window panes are.
Bekannt
ist aus
Das Patent GB-995 224 beschreibt eine nahezu identisch aufgebaute Vorrichtung ebenfalls mit zwei koaxial ausgerichteten Magnetscheiben und einem Umlenkgetriebe, wobei diese Betätigungseinrichtung nur das Hin- und Herkippen der Lamellen ermöglichen soll.The Patent GB-995 224 describes a device of almost identical construction also with two coaxial magnetic disks and one Reversing gear, this actuator only the reciprocating and rocking of the slats should allow.
Das Patent US-5699845 beschreibt eine zum Kippen von Lamellen in einem Isolierglas bestimmte Betätigungsvorrichtung, bei der der äußere Betätigungsmagnet in einer Gleitbewegung verschoben wird, um einen im Scheibenzwischenraum angeordneten Abtriebs-Magneten zu verschieben, was über eine Steilgewindemutter eine Schwenkbewegung der Lamellen bewirkt.The US Pat. No. 5,699,845 describes one for tilting slats in one Insulating glass certain actuator, when the outer actuating magnet is moved in a sliding motion to one in the space between the panes arranged output magnets to shift over what a helical nut causes a pivoting movement of the slats.
EP-B1 245 811 beschreibt eine weitere Variante, bei der ein äußerer Magnet verschiebbar ist, um Lamellen zu kippen oder zu heben/zu senken.EP-B1 245 811 describes a further variant in which an outer magnet is slidable to tilt or raise / lower slats.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine weitere Betätigungsvorrichtung der angegebenen Art zu schaffen, die ohne äußere bewegliche Teile und ohne Durchführung von Kabeln auskommt, und eine damit ausgestattete Isolierscheibe anzugeben.Of the Invention is based on the object, another actuator to create the specified type, without external moving parts and without execution of cables, and a so-equipped insulating specify.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 hinsichtlich der Betätigungsvorrichtung gelöst. Die Merkmale der den unabhängigen Ansprüchen jeweils nachgeordneten Unteransprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen dieser Erfindung an.These Task is according to the invention with the Features of claim 1 with respect to the actuator solved. The characteristics of the independent claims each subordinate dependent claims give advantageous developments of this invention.
Wenn erfindungsgemäß das äußere Antriebselement Mittel zum Erzeugen eines elektromagnetischen Wander- oder (planaren) Drehfeldes umfasst, welches Feld auf das darauf abgestimmte innere Antriebselement zu dessen Bewegung einwirkt, kann auf mechanisch bewegliche Bauteile auf dieser Seite vollständig verzichtet werden. Als planar wird in diesem Zusammenhang das Drehfeld bezeichnet, weil es nicht in einem Hüllkörper erzeugt wird, der einen Läufer umgibt, sondern es sich aus einem ebenen bzw. scheibenförmigen Körper nach außen erstreckt und somit eine „Hüllkurve" aus wandernden Feldlinien bildet.If According to the invention, the outer drive element Means for generating an electromagnetic traveling or (planar) Rotary field includes which field on the matched inner Actuator element acts on the movement, can on mechanical movable components on this page are completely dispensed with. When Planar is referred to in this context, the rotating field, because it not produced in an enveloping body who becomes a runner but surrounds it from a flat or disc-shaped body Outside extends and thus an "envelope" of migratory field lines forms.
Man bedient sich also erfindungsgemäß der an sich bekannten Technik von Drehstrom- oder Linearmotoren, oder auch Schrittmotoren, um die gewünschte Bewegung berührungslos oder jedenfalls ohne direkten mechanischen Kontakt zwischen den beiden Antriebselementen zu übertragen, wobei das passive „nehmende" oder Abtriebselement seinerseits seine Bewegung direkt oder indirekt auf die Blende überträgt.you Uses so according to the invention of known technology of three-phase or linear motors, or stepper motors, to the desired Motion contactless or at least without direct mechanical contact between the two To transmit drive elements, wherein the passive "taking" or driven element in turn transfers its movement directly or indirectly to the aperture.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet „inneres" Antriebselement nicht unbedingt, dass dieses in einem geschlossenen Raum anzuordnen ist, sondern lediglich, dass es normalerweise einem direkten Zugriff von außen entzogen ist, und dass es mit der Blende direkt oder indirekt mechanisch gekuppelt ist, während „äußeres" Antriebselement ein je denfalls leicht zugängliches und ohne größere Restriktionen (wie Kabeldurchführungen und dgl.) mit elektrischer Energie speisbares Element bedeutet.in the For the purposes of the present invention, "internal" drive element does not necessarily mean that this is to be arranged in a closed room, but only that it is normally denied direct access from outside, and that it is mechanically coupled directly or indirectly with the panel, while "outer" drive element one, if any, easily accessible and without major restrictions (like cable glands and the like.) means element which can be fed with electrical energy.
Wenn auch das innere Antriebselement ganz bevorzugt für die erfindungsgemäße Anwendung ohne eigene elektrische Versorgung auskommt, so ist letztere doch nicht ausgeschlossen, wenn Bedarf daran besteht, bzw. wenn diese Versorgung keinen allzu hohen Mehraufwand bedeutet. Man kann beispielsweise eine Speisung mithilfe von Akkumulatoren und Solarzellen vorsehen. Damit kann man eine gewisse Energiemenge auch in abgeschlossenen Räumen, wie z. B. dem Scheibenzwischenraum von Isolierverglasungen, zur Verfügung stellen, ohne Leitungsdurchführungen vorsehen zu müssen.If also the inner drive element quite preferred for the application according to the invention without own electrical supply, the latter is not excluded if there is need, or if this supply not too high overhead. You can, for example Provide power by means of accumulators and solar cells. This can be a certain amount of energy even in closed rooms, such as z. B. the space between the panes of insulating glazing, provide, without cable bushings to have to provide.
Die erwähnte weitere Bewegungs- oder Kraftübertragung kann natürlich mit sämtlichen bekannten Mitteln realisiert werden, also abgesehen von Direktantrieben über Umlenkgetriebe wie beim eingangs genannten Patent, Schraub-, Steilgewinde- oder Spindelantriebe und dergleichen mehr. Die erfindungsgemäße Lösung ist natürlich sowohl zum reinen Kippen oder zum reinen horizontalen oder schrägen Verschieben/Anheben und Absenken als auch zum wahlweisen Kippen und Verschieben/Anheben und Absenken von Blenden geeignet.The mentioned further movement or power transmission can of course with all Well-known means are realized, so apart from direct drives via deflection as in the aforementioned patent, screw, coarse thread or Spindle drives and the like more. The solution according to the invention is Naturally for pure tilting or pure horizontal or oblique shifting / lifting and lowering as well as optional tilting and moving / lifting and Lowering of apertures suitable.
An die Stelle mechanischer Betätigungsmittel wie Kurbeln oder dgl. tritt nun eine Verbindung des äußeren Antriebselements (ähnlich wie bei den bekannten motorgetriebenen Blenden) mit einer elektrischen Steuereinrichtung, welche je nach Wunsch des Benutzers die gewünschte Bewegungsrichtung der Blende, der Lamellen, des Vorhangs umsetzt. Man benötigt unmittelbar an dem äußeren Antriebselement also nur einen elektrischen (mehrpoligen) Anschluss, während die Steuereinrichtung an ganz anderer Stelle angeordnet sein kann.At the place of mechanical actuation like cranks or the like. Now enters a compound of the outer drive element (similar as in the known motor-driven diaphragms) with an electric Control device which, depending on the user's request, the desired direction of movement of the Aperture, which converts lamellae, of the curtain. You need it immediately on the outer drive element So only one electrical (multipolar) connection, while the Control device can be arranged at a completely different location.
Letzteres wiederum ermöglicht nun auch die zentrale Ansteuerung mehrerer gleichartiger Betätigungseinrichtungen, was z. B. bei großflächigen Fassadenverglasungen sehr interessant sein kann.The latter in turn allows now the central control of several similar control devices, what for. B. in large-scale facade glazing can be very interesting.
Demgegenüber ermöglicht das vorzugsweise verwendete Prinzip eines asynchronen Drehstrommotors die Verwendung eines Kurzschlussläufers ohne jeden elektrischen/galvanischen und mechanischen Kontakt nach außen.In contrast, this allows preferably used principle of an asynchronous three-phase motor the use of a squirrel cage without any electrical / galvanic and mechanical contact to the outside.
Es ist im Rahmen der Erfindung allerdings selbstverständlich nicht ausgeschlossen, als Notantrieb beispielsweise bei einem Stromausfall oder einem eventuellen Versagen der Steuerung auch noch eine mechanische Zusatzeinrichtung mit der erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung zu kombinieren.It is in the context of the invention, of course, not excluded, as an emergency drive, for example, in a power failure or a possible failure of the controller even a mechanical To combine additional device with the actuator according to the invention.
Der ganz bevorzugte Anwendungsfall für eine solche Betätigungseinrichtung ist eine Mehrfach-, insbesondere Isolierverglasung analog zum eingangs erörterten Stand der Technik, bei der die Blende in einen von außen normalerweise unzugänglichen Zwischenraum eingebaut ist. Man kann sich jedoch auch Anwendungsfälle wie Blenden für Bilder vorstellen, die hinter einer Sichtscheibe vor dem Bild angeordnet sind und wahlweise die Durchsicht auf das Bild erlauben oder verdecken. Generell ist die Erfindung anwendbar auch mit nicht-transparenten Trennscheiben oder -körpern, sofern diese für magnetische Feldlinien hinreichend permeabel sind.Of the very preferred use case for a such actuator is a multiple, especially insulating glazing analogous to the beginning discussed The prior art, in which the aperture in an outside normally inaccessible Interspace is installed. However, one can also use cases such as Dazzle for pictures Imagine being placed behind a lens in front of the picture and optionally allow or obscure the viewing of the image. In general, the invention is applicable even with non-transparent Cutting discs or bodies, provided this for magnetic Field lines are sufficiently permeable.
Während eine Drehfeldanordnung meist nach wie vor auf einer Oberfläche einer der Scheiben anzuordnen sein wird, um hinreichende Momente aufzubringen (es sei denn, der verfügbare Bauraum erlaubt den ebenfalls möglichen Einbau der Drehfeldanordnung in einer Ebene quer zur Fensterscheibe, um eine Wickelwelle ohne Umlenkung anzutreiben), kann die Linearmotor-Variante der Erfindung jedoch auch -entsprechenden Bauraum oder entsprechende Kraft des Antriebs vorausgesetzt- beispielsweise an den Abstandhalterahmen solcher Mehrfachverglasungen angebaut oder gar unmittelbar in diesen integriert werden. Diese Betätigungseinrichtung liegt also nicht notwendig beidseits der Fensterscheibe, sondern kann insgesamt hinter dieser mit dem zwischenliegenden Rahmen liegen. Die notwendigen Kabelanschlüsse müssen ja hierbei den (Isolierglas-) Rahmen nicht zum Scheibenzwischenraum hin durchdringen, sondern können im Glasfalz und im Außenrahmen geführt werden.While one Rotary field arrangement mostly still on a surface of a the discs is to be arranged to provide sufficient moments (unless the available Space allows the also possible Installation of the rotating field arrangement in a plane transverse to the window pane to To drive a winding shaft without deflection), the linear motor variant However, the invention also -espective space or corresponding force assumed the drive - for example, the spacer frame cultivated such multiple glazing or even directly in this to get integrated. This actuator So it is not necessary on both sides of the window, but can be behind this overall with the intermediate frame. The necessary cable connections have to yes here the (insulating glass) frame not to the space between the panes penetrate, but can in the glazing rebate and in the outer frame guided become.
Man wird bei Bedarf für eine Blende auch mehrere Antriebselemente innen und/oder außen vorsehen, wenn die mit einer einzelnen Betätigungseinrichtung erzeugbaren Kräfte nicht ausreichen sollten, oder auch um den Bewegungsablauf beispielsweise einer vielteiligen Lamellenjalousie harmonisch und gleichförmig zu gestalten.you is required for a cover also provide several drive elements inside and / or outside, if that with a single actuator producible forces should not be enough, or even to the movement, for example a multi-part Venetian blind harmoniously and uniformly too shape.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstands der Erfindung gehen aus der Zeichnung eines Ausführungsbeispiels und deren sich im folgenden anschließender eingehender Beschreibung hervor.Further Details and advantages of the subject invention go out the drawing of an embodiment and their subsequent detailed description below.
Es zeigen in vereinfachter, nicht maßstäblicher DarstellungIt show in a simplified, not to scale representation
Der
ebenfalls in Blickrichtung hinter der Fensterscheibe liegende (z.
B. mit deren Rand verklebte) Rahmen
Die
Fensterscheibe
Die
Fensterscheibe
In
der oberen linken Ecke der Fensterscheibe
Das
aktive Antriebselement
Die
Einrichtung
Das
passive Antriebselement
Insgesamt bildet diese Kraftübertragungsvorrichtung also eine Art planaren Drehstrommotor (Asynchronmotor), dessen beide Teile durch eine feste (Magnetfelder durchlassende) Scheibe voneinander getrennt sind. Der innenliegende (Kurzschluss-)Läufer muss nicht selbst (permanent- oder elektro-)magnetisch sein. Er kann aus lediglich magnetisch leitfähigem oder magnetisierbarem Material (in der Regel Weicheisen) in einer für den Zweck geeigneten Anordnung (beispielsweise mehrere magnetisch kurzschließende Eisenkerne mit ungerader Anzahl gleichmäßig auf einem Kreis verteilt) bestehen. Er benötigt auch keinerlei elektrische Speisung (Bürsten oder dgl.), sondern ist im einfachsten Fall ein rein passives mechanisches Abtriebselement.All in all forms this power transmission device So a kind of planar three-phase motor (asynchronous motor), both of which Parts through a fixed (magnetic fields passing through) disc from each other are separated. The internal (short-circuit) runner does not have to or electro-) magnetic. He can only be magnetic conductive or magnetizable material (usually soft iron) in one for the Purpose of suitable arrangement (for example, several magnetically short-circuiting iron cores with odd number evenly distributed in a circle). He also needs no electrical Feeding (brushing or the like), but is in the simplest case a purely passive mechanical Output element.
Gleichwohl kann bei Bedarf auch der innenliegende Läufer mit Permanent- oder Elektromagneten bestückt werden, wenn die Kräfte zur Betätigung der Blende dies erfordern sollten.nevertheless If necessary, the inner rotor with permanent or electromagnets stocked be when the forces to operate the Aperture should require this.
Unerheblich
ist auch mögliches
Auftreten von Differenzen zwischen der Umlaufgeschwindigkeit des
Drehfeldes der Einrichtung
Schließlich lassen sich mit diesem Antrieb auch Haltekräfte erzeugen, indem die elektromagnetischen Felder (zumindest temporär) stillstehend erzeugt werden.Finally leave generate with this drive also holding forces by the electromagnetic Fields (at least temporarily) be generated stationary.
Man
hat mit dieser Kraftübertragungseinrichtung
eine verschleißfreie
Drehmoment- oder Antriebsübertragung
durch die Ebene der Fensterscheibe
Es versteht sich, dass dieser Drehantrieb auch zum (waagerechten) Hin- und Herschieben von Vorhängen oder senkrecht abgehängten Lamellen genutzt werden kann, sofern die hierzu erforderlichen (und an sich aus dem eingangs erörterten Stand der Technik bekannten) Mechanismen mit ihm gekuppelt werden.It It is understood that this rotary drive can also be used for (horizontal) and pushing curtains or vertically suspended Slats can be used, provided that the required (and in itself from the beginning discussed Prior art known) mechanisms are coupled with it.
Die
Steuereinrichtung
In
Als
Teile des passiven Antriebselements
Es
können
auch mehr als zwei, ggf. alle Lamellen mit Läufern ausgestattet werden,
und/oder man kann letztere, wie angedeutet, über die gesamte Länge des
Antriebselements
Man
erkennt ohne weiteres, dass diese Betätigungseinrichtung
Auch
hier ist an die Einrichtung
Die
Fensterscheiben
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