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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Prüfung einer Gängigkeit eines Antriebselementes, das zur Halterung eines als Fenstergriff eines Gebäudefensters ausgeführten Bedienelements ausgebildet ist, wobei die Vorrichtung über einen Sensor verfügt, mit dem ein Winkel-Drehmomentdiagramm zur Bewegung des Fenstergriffs erfassbar ist und wobei die von einem mit dem Antriebselement verbundenen Stellmotor auf das Antriebselement ausgeübte Kraft über einen gesamten Bewegungsweg des Antriebselementes erfassbar ist.
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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, sodass 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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Die
US 5 627 767 A zeigt eine Prüfvorrichtung zur Datenerfassung bezüglich der Höhe einer Kraft, die erforderlich ist, um einen manuell bewegbaren Fenstergriff eines Kraftfahrzeuges in einem vorbestimmten Gängigkeitsbereich zu bewegen, wobei die manuelle Bewegung des Fenstergriffes mittels eines mechanischen Antriebes der mit einem Datenerfassungssystem in Wirkverbindung steht, erzeugt wird. Hierzu wird der Fenstergriff in eine motorisch angetriebene Aufnahme der Prüfvorrichtung eingespannt und mittels eines Schrittmotors verdreht.
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Im Weiteren ist aus der
WO 00/40 940 A1 ) ein Verfahren zur Ermittlung ob eine Einrichtung, die eine bewegbare Komponente, wie zum Beispiel einen Antriebsmechanismus eines Kraftfahrzeug-Fensters, aufweist, vorgegebene Bewegungskenndaten erfüllt, bekannt, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Herstellung einer Bewegungs-Signatur für die Komponente; Bewegung der Komponente über eine Distanz; Messung der Bewegungs-Signatur der Komponente; Feststellung, ob die gemessene Bewegungs-Signatur die geforderte vorgegebene Bewegungs-Signatur innerhalb akzeptierbarer Grenzen erfüllt.
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Darüber hinaus offenbart die
EP 1 022 097 A2 eine Vorrichtung, die zur Prüfung einer Gängigkeit eines Antriebselementes, das zur Halterung eines als Fenstergriff ausgebildeten Bedienelementes ausgeführt ist, verwendet werden kann.
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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, wobei die Vorrichtung mobil verwendbar und einfach im Aufbau ist.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Vorrichtung zur mobilen Verwendung als Vorsatz an einen Akkuschrauber oder eine Bohrmaschine als Stellmotor zu montieren 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. Die Vorrichtung ist transportabel ausgebildet, 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 anschließend 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 des Antriebselements überprüft werden kann. 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 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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Das Getriebe formt eine Drehbewegung des Antriebselementes in eine lineare Bewegung einer Schließstange 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. Das Getriebe ist entweder in den Fenstergriff oder den Flügelrahmen integriert.
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Die Schließstange ist 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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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 ist zum mobilen Einsatz derart ausgelegt, dass sie 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 mehrmals 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 Steigungskurve, 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 Schließstange 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 Weise 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 17 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 Eckumlenkung 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 des 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 5 trägt.
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Natürlich kann die Vorrichtung 1 nicht nur zum Überprüfen von drehbaren Fenstergriffen 3 eingesetzt werden, sondern insbesondere auch von Türgriffen oder Türschlössern.
