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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Prüfung
einer Gängigkeit eines Antriebselementes, das insbesondere
zur Halterung eines Bedienelements ausgebildet ist, und auf ein
entsprechendes Verfahren.
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Zum
Betätigen an sich beliebiger mit Bedienelementen, wie unter
anderem der Drehgriff eines Gebäudefensters, ein Drehknopf
oder Stellrad an einem elektrischen Gerät oder dergl.,
versehenen Antriebselementen, insbesondere Antriebswellen mit einem
runden oder mehreckigen Querschnitt, werden diese vom Nutzer mit
jeweils unterschiedlichen Kräften betätigt, um
die gewünschte Wirkung zur erzielen. So ist zum Drehen
eines Fenstergriffs eine größere Kraft notwendig
als zum Drehen eines Stellrads an einer Computermaus. Weiterhin
kann aus einer Schwergängigkeit oder Leichtgängigkeit
des Bedienelements auf mögliche Funktionsstörungen
geschlossen werden. Bei einem drehbaren Fenstergriff beispielsweise
könnte eine Schwergängigkeit darin liegen, dass
der Fensterrahmen verzogen ist oder nicht mehr richtig sitzt, wodurch
das Fenster undicht schließt und somit Wärmeverluste
auftreten können. Kann das Fenster jedoch mit zu geringen
Bedienkräften geschlossen werden, die vom Nutzer unmittelbar erfühlbar
sind, könnte dies an einer fehlerhaften oder nicht mehr
vorhandenen Dichtung am Fensterrahmen liegen, so dass ebenfalls
Energieverluste auftreten können.
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Bei
der Produktion von Fenstern ist es bekannt, zum Überprüfen
des korrekten Schließens sowie einer fehlerfreien Schließmechanik
mechanische Drehmomentschlüssel zu verwenden, um zu ermitteln,
ob ein vorgegebener Grenzwert des Drehmoments zum Öffnen
oder Schließen des zu betätigenden Drehgriffs
nicht überschritten wird. Das ist jedoch insofern nachteilig,
als Rückschlüsse auf einen Produktionsfehler nicht
allein aus einem maximalen Drehmoment abgeleitet werden können.
Hierzu ist es erforderlich, eine von einem Drehwinkel oder Verschiebeweg
abhängige Aussage zu treffen, insbesondere da bei geschlossenen
Fenstern die eigentlichen Verschlussbeschläge nicht mehr
frei zugänglich sind und eine genaue Lokalisierung eines
mechanischen Fehlers praktisch nicht mehr möglich ist.
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Die
DE 10 2004 007 400
B4 offenbart ein Verriegelungssystem mit einem Stellmotor,
mit dem beispielsweise Türen und Fenster in Gebäuden
ver- und entriegelt werden können. Hierzu ist eine Steuereinrichtung
vorgesehen, die bei Erreichen der verriegelten Position durch das
Messen des ansteigenden Stroms feststellt, dass eine Endposition
erreicht ist. Somit kann eine zu große Stromstärke
in dieser Endposition vermieden werden, die ansonsten den Stellmotor
beschädigt. Eine Überprüfung des Verriegelungssystems
auf Gängigkeit ist hiermit jedoch nicht möglich.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten
Art zu schaffen, mit der ein Fenstergriff eines Gebäudefensters
in einfacher Weise auf seine mechanische Gängigkeit überprüft werden
kann. Des Weiteren soll ein entsprechendes Verfahren angegeben werden.
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Erfindungsgemäß wird
die Aufgabe dadurch gelöst, dass die von einem mit dem
Antriebselement verbundenen Stellmotor oder manuell auf das Antriebselement
ausgeübte Kraft über einen gesamten Bewegungsweg
des Antriebselementes erfassbar ist.
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Mit
einer derart ausgebildeten Vorrichtung können die tatsächlich
zum Betätigen des Antriebselements benötigten
Kräfte über den gesamten Verstellweg des Antriebselements
und nicht nur am Anfang und am Ende eines Bewegungsablaufs erfasst werden.
Bei einer Beaufschlagung des Antriebselements werden selbstverständlich
die tatsächlich gemessenen Kräfte mit ihrem zeitlichen
Verlauf beispielsweise in einer Auswerteeinheit gespeichert, um diese
einer Auswertung zuzuführen. Überraschenderweise
wurde gefunden, dass Kräfteschwankungen bei der manuellen
Betätigung des Antriebselements oder des damit verbundenen
Betätigungselements keinen wesentlichen Einfluss auf die
gemessenen Kräfte haben und die Messung aussagekräftig sowie
reproduzierbar ist. Insbesondere kann eine solche Vorrichtung, wie
im Folgenden beschrieben, transportabel ausgebildet sein, um sie
bei der Montage des Bedienelements vor Ort einzusetzen. Das bedeutet,
dass das Bedienelement, beispielsweise ein drehbarer Fenstergriff,
nach der Produktion vom Hersteller selbst überprüft
und als technisch in Ordnung bewertet wird. Nachfolgend wird das
Bedienelement eingebaut, z. B. der Fenstergriff an einem Fenster
auf einer Baustelle, und anschlie ßend wird die Gängigkeit
des Bedienelements mit einer transportablen Vorrichtung überprüft.
Somit kann sofort festgestellt werden, ob das Bedienelement korrekt
montiert worden ist oder ob eine Fehlerbehebung notwendig ist. Natürlich
kann das Betätigen des Bedienelements auch mehrmals hintereinander
jeweils in entgegengesetzte Richtungen erfolgen, um aus Abweichungen
der erfassten Werte weitere Rückschlüsse über die
Gängigkeit des Bedienelements zu ziehen. Zur Erfassung
der tatsächlich vom Stellmotor aufgebrachten Kräfte
dienen an sich bekannte Kraft- oder Drehmomentsensoren, deren gemessene
Werte erfasst und gespeichert werden.
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Der
Vorteil der Erfindung besteht darin, dass in einfacher Weise die
mechanische Gängigkeit eines an sich beliebigen Antriebselements überprüft werden
kann. Im Sinne der Erfindung, die vorrangig anhand eines Fensterbeschlags
beschrieben ist, sind insbesondere auch Antriebselemente von Luftklappen,
vorzugsweise von Rauchabzuganlagen, mit umfasst. Insbesondere können
tatsächliche Ist-Werte mit vom Hersteller vorgegebenen
Soll-Werten verglichen werden. Aus Abweichungen kann unmittelbar auch
auf Montagefehler oder dergl. geschlossen werden. Zudem kann, wie
im Folgenden beschrieben, die Vorrichtung auch für den
mobilen Einsatz ausgelegt sein.
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Umfasst
das Betätigen des Bedienelements eine Dreh- oder Rotations-
bzw. Schwenkbewegung, so wird vorzugsweise ein Winkel-Drehmomentdiagramm
von der Vorrichtung erfasst, wobei über den Verdrehwinkel
des Bedienelements die hierzu jeweils vom Stellmotor der Vorrichtung
aufgebrachten Drehmomente ermittelt und abgespeichert werden.
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Zweckmäßigerweise
formt ein Getriebe eine Drehbewegung des Antriebselementes in eine
lineare Bewegung einer Schließ stange um. Dementsprechend
ist das Getriebe von der Messung des Drehmomentes mit umfasst. Bei
der Entwicklung eines Fensters können somit Betrachtungen
bezüglich der Haptik und der Betätigungskraft
berücksichtigt werden. In Ausgestaltung ist das Getriebe
entweder in den Fenstergriff oder den Flügelrahmen integriert.
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Vorzugsweise
ist die Schließstange zumindest in einer Längsseite
eines Flügelrahmens des Gebäudefensters geführt
und umfasst mindestens einen Verriegelungsbolzen. Bei der Drehmomenterfassung
wird das Eingreifen jedes Schließbolzens in entsprechende
gebäudefeste bzw. rahmenseitige Schließstücke
berücksichtigt. Im Weiteren sind auch Drehmomentänderungen,
die im Bereich von Eckumlenkungen aufgrund von Spiel vorhanden sind,
erfassbar.
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Wird
das Bedienelement in linearer Weise bewegt, so kann bevorzugt ein
Kraft-Wegdiagramm von der Vorrichtung erfasst werden, um die zum
linearen Verstellen des Bedienelements vom Stellmotor aufgebrachten
Kräfte zu ermitteln.
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Zweckmäßigerweise
können die von der Vorrichtung erfassten Daten ausgelesen
werden. Dies kann unter anderem über ein Datenkabel beispielsweise
an ein mitgeführtes Laptop erfolgen oder drahtlos, wobei
auch die zentrale Erfassung der ermittelten Daten zum Beispiel beim
Hersteller möglich ist. Somit können auch Übergabeprotokolle
oder dergleichen unmittelbar vom Hersteller überprüft
und genehmigt werden.
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Die
Vorrichtung kann zum mobilen Einsatz beispielsweise derart ausgelegt
sein, dass sie mit einem Handhebel oder als Vorsatz an einem Akkuschrauber
oder einer Bohrmaschine montiert werden kann, um die Gängigkeit
eines drehbaren Fenstergriffs zu testen. Die Vorrichtung wird dann
vor Ort an den Fenstergriff angesetzt und dieser insbesondere mehr mals
hin- und hergedreht. Die erfassten Werte werden gespeichert und
entweder unmittelbar oder später per Kabel oder drahtlos
ausgelesen und ausgewertet.
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Zur
Funktionskontrolle eines montierten Bedienelements können
vom Hersteller zuvor Standard- oder Grenzwerte ermittelt und festgestellt
werden, die zur Bedienung des Bedienelements höchstens
auftreten dürfen. Dies kann unter anderem in Serienversuchen
erfolgen. In gleicher Weise können auch Mindestwerte ermittelt
werden, deren Unterschreitung ebenfalls auf eine fehlerhafte Montage oder
einen sonstigen Defekt schließen lassen.
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Im
Vorhergehenden wurde die Erfindung im Wesentlichen im Zusammenhang
mit einem drehbaren Fenstergriff beschrieben. Es ist jedoch ersichtlich,
die Vorrichtung auch auf allen anderen Gebieten der Technik einzusetzen,
um die mechanische Gängigkeit eines Antriebselements bzw.
Bedienelements kontrollieren zu können. Beispielsweise
erfolgt bei einem Verriegelungssystem einer Haustür beim
Drehen eines Schlüssels eine Umformung der Drehbewegung über
mehrere Getriebe, um mehrere Schließriegel an unterschiedlichen
Stellen des Türblattes in rahmenseitige Öffnungen
zu verschieben. Hierbei ist der Schlüssel als Bedienelement
im Sinne der Ansprüche zu verstehen.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch
zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen
Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind.
Der Rahmen der Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand mehrerer Ausführungsbeispiele
mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt:
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1 ein
Winkel-Drehmomentdiagramm einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung für eine Schließbewegung
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2 ein
Winkel-Drehmomentdiagramm der Vorrichtung für eine Öffnungsbewegung,
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3 eine
schematische Seitenansicht der Vorrichtung,
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4 eine
Seitenansicht eines mit der Vorrichtung zu überprüfenden
Fensterflügels
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5 eine
Seitenansicht eines alternativen Fensterflügels,
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6 eine
Seitenansicht eines weiteren alternativen Fensterflügels
und
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7 eine
Vorderansicht des Fensterflügels nach 6.
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In
dem Winkel-Drehmomentdiagramm nach 1 ist der
Verlauf des tatsächlich vom Stellmotor der Vorrichtung 1 aufgebrachten
Drehmoments zum Drehen eines Fenstergriffs in einer Schließbewegung über
die jeweiligen Winkel und in dem Winkel-Drehmomentdiagramm nach 2 bei
der Öffnungsbewegung aufgetragen. Dabei ist der Abstand
zwischen den benachbarten Drehmomentspitzen abhängig vom
Spiel in den Beschlagsteilen, insbesondere in Eckumlenkungen, des
drehbaren Fenstergriffs. Die Größe des Spiels
kann über die jeweilige Winkeldifferenz zum Diagrammursprung
ermittelt werden. Jeder gemessene Spitzenwert des Drehmoments entspricht
einem Einriegelvorgang an einer Schließstelle oder gleichzeitig
an mehreren Schließstellen, falls die Fensterverriegelung über
mehrere Schließriegel verfügt. Die tatsächliche
Höhe der Drehmomentspitzen ist unter anderem abhängig
von der Ausbildung der Schließteilflanke, also ihrer Steigungs kurve,
die den Anpressweg bestimmt, der Art der Schließteilausbildung
der Verriegelungsbolzen, zum Beispiel als Rollenbolzen oder Starrbolzen,
sowie der Art der Dichtung, d. h., ob weich oder hart. Wird einer
der vorstehend beispielhaft genannten Parameter verändert, zum
Beispiel die Härte der Dichtung oder die Steilheit der
Schließteilflanken, wird selbstverständlich ein
anderes Winkel-Drehmomentdiagramm erhalten, wodurch unmittelbar
ein Rückschluss über den Einfluss des veränderten
Parameters auf die Gängigkeit des Bedienelements gezogen
werden kann.
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Dabei
ist die Reihenfolge, in der die Schließteile einriegeln,
abhängig von der Anordnung der Schließstellen
vor und nach Eckumlenkungen in der Bewegungsrichtung des Beschlags.
Aus den Winkelpositionen der Drehmomentspitzen kann in Abhängigkeit
vom Umfang des Getriebezahnrads zum Antrieb der Schubstange des
Beschlags ermittelt werden, wie viel Schlupf oder mechanisches Spiel
der Beschlag hat und wie weit die Schließteile oder Schließbolzen
tatsächlich einriegeln. Dieser Einriegelweg ist wichtig
für die Dichtigkeit und Einbruchssicherheit der Fenster.
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Es
ist für den Fachmann ersichtlich, dass durch mehrfache
Wiederholung ein Standardwert für ein konkretes Bedienelement
empirisch ermittelt werden kann, wodurch aus Abweichungen zu diesen Standardwerten,
insbesondere nach Montage beispielsweise auf einer Baustelle, aber
auch nach einem bestimmten Zeitraum Rückschlüsse
auf die Ursachen der Abweichung bzw. auf Hinweise zur Fehlerbehebung
und/oder auf Verschleiß gezogen werden können.
Derartige Standardwerte können vom Hersteller ermittelt
werden.
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In 1 erfolgt
zunächst ein Anstieg des Drehmomentes bis ein Winkel von
etwa 15° erreicht ist. Ab dieser Winkelstellung beginnt
eine signifikante Verschiebung einer Schließ stange 5,
bis Eckumlenkungen erreicht sind und anschließend eine
weitere Linearverschiebung der Schließstange 5 erfolgt.
Ab etwa 135° beginnen Schließteile zu wirken,
wobei von besonderer Wichtigkeit ist, dass ein Maximum des Drehmomentes
vor der 180° Stellung erreicht ist, da dann eine zuverlässige
Verriegelung stattgefunden hat.
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Nach 2 erfolgt
ebenfalls zunächst ein Anstieg des Drehmomentes bis ein
Winkel von etwa 15° erreicht ist und anschließend
beginnt eine signifikante Verschiebung der Schließstange 5 mit
einem Öffnen der Verriegelung.
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Die
Vorrichtung 1 nach 3 ist an
einem Fenster 2 angeordnet, um die Gängigkeit
des Fenstergriffs 3 des Fensters 2 zu überprüfen.
Hierzu kann die Vorrichtung 1 vom Fachmann in an sich beliebiger ausgebildet
werden, um mittels eines Stellmotors auf den als Drehgriff ausgebildeten
Fenstergriff 3 einzuwirken. Die Vorrichtung 1 verfügt über
einen Sensor, mit dem ein Winkel-Drehmomentdiagramm zur Bewegung
des Fenstergriffs 3 erfasst werden kann. Der Fenstergriff 3 wird
mehrmals hin- und herbewegt, um die tatsächlich benötigten
Kräfte oder Drehmomente zum Betätigen des Fenstergriffs 3 zu
ermitteln. Diese Standardwerte können später bei
einem montierten Fenstergriff 3 beispielsweise auf einer
Baustelle mit der Vorrichtung 1 überprüft
werden. Hierzu können die ermittelten Daten über
ein Kabel 4 oder drahtlos ausgelesen und vom Monteur vor
Ort oder zentral bei einem Hersteller erfasst und ausgewertet werden. Gegebenenfalls
kann auch eine Übertragung in umgekehrter Richtung von
einer Zentralstelle zu der Vorrichtung 1 vor Ort erfolgen.
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Die 4 und 5 zeigen
unterschiedliche Fensterflügel 4 eines Fensters 2,
bei dem eine Schließstange 5 in einer Längsseite 6 sowie
unter Zwischenanordnung einer Eckumlen kung in einer oberen Schmalseite 7 eines
Flügelrahmens 10 des als Gebäudefenster
ausgebildeten Fensters 2 geführt ist. Die linear
verlagerbare Schließstange 5 trägt mehrere
Verriegelungsbolzen 8 im Bereich der Längsseite 6 und
der oberen Schmalseite 7. Zur Umformung ist zwischen dem
schwenkbaren Fenstergriff 3 und der Schließstange 5 ein
Getriebe 9 vorhanden, das entweder im Flügelrahmen 10 oder
im Fenstergriff 3 untergebracht ist. Ist das Getriebe 9 im
Fenstergriff 3 installiert, dann geht von dem Getriebe 9 ein gabelförmiger
Betätiger 11 ab, der mit einem Mitnehmerzapfen 12 der
Schließstange 5 zusammenwirkt, um die Schließstange 5 zu
verlagern.
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Bei
dem Fensterflügel 4 nach den 6 und 7 ist
ein Drehkippbeschlag 13 mit einem hebelartigen Fenstergriff 14 vorgesehen,
der über ein Getriebe 16 eine vertikale und eine
horizontale Schließstange 15 betätigt,
um eine Dreh- oder eine Kippbewegung des Fensterflügels 4 zu
ermöglichen. Die Vorrichtung 1 kann zur Erstellung
eines Winkel-Drehmomentdiagramms beim Verschwenken des Fenstergriffs 14 zur
Beaufschlagung der frei liegenden Schließstangen 15 verwendet
werden. Selbstverständlich ist auch der zuvor erläuterte
Fenstergriff 3 mit der zugeordneten linear verlagerbaren
Schließstange 5 vorgesehen, die mehrere Verriegelungsbolzen 8 trägt.
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Natürlich
kann die Vorrichtung 1 nicht nur zum Überprüfen
von drehbaren Fenstergriffen 3 eingesetzt werden kann,
sondern insbesondere auch von Türgriffen oder Türschlössern.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004007400
B4 [0004]