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Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung zum Auf- und Abwickeln einer Verdunkelungsvorrichtung, insbesondere eines Rollladens o. dgl., wobei die Antriebsvorrichtung mindestens einen Antriebsmotor und mindestens ein Getriebe aufweist, die vorzugsweise gemeinsam in einem Antriebsgehäuse angeordnet sind.
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Derartige Antriebsvorrichtungen sind hinlänglich bekannt und werden als sogenannte Gurtantriebe oder Rohrantriebe angeboten. Dabei treiben die Gurtantriebe die Wickelhülse bzw. das Wickelrohr, auf der der Rollladen aufgewickelt wird, mittelbar über ein Zugmittel, vorzugsweise einen Gurt, an. Ein solcher Gurtwickler für das Gurtband o. dgl. Zugelement einer Verdunkelungsvorrichtung, insbesondere eines Rollladens ist beispielsweise in der
DE 20 2007 002 474 U1 beschrieben.
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Die Rohrantriebe hingegen treiben die Wickelhülse bzw. das Wickelrohr unmittelbar an und sind üblicherweise im Zentrum der Wickelhülse bzw. des Wickelrohrs angeordnet. Z. B. zeigt die
DE 20 2006 013 201 U1 eine derartige mit ihrem Gehäuse in eine Wickelhülse bzw. in ein Wickelrohr einsetzbare rohrförmige Antriebsvorrichtung, die auch als Rohrmotor bezeichnet wird.
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Eine wesentliche Anforderung an alle Antriebsvorrichtungen ist die permanente Sicherung gegen den Absturz des Wickels aus Rollladenlamellen. Die bekannten motorisch betriebenen Gurtantriebe für Rollläden weisen in der Regel alle ein Schneckengetriebe mit Selbsthemmung als Absturzsicherung auf. Rohrmotoren sind mit mehreren Planetengetriebestufen ausgestattet und besitzen mehrheitlich eine permanent bremsende Dauerbremse als Absturzsicherung.
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Bei den Rohrmotoren richtet sich das Bremsmoment nach der maximalen Belastbarkeit des Antriebs. In der
EP 1 326 000 A2 ist beispielsweise eine Rohrmotor-Antriebsbaugruppe mit einer drehrichtungsabhängig wirkenden Bremse dargestellt und beschrieben, bei der die Bremse zwar das Antriebsmoment beim Heben senkt, jedoch beim Senken das Antriebsmoment erhöht, was sich negativ auf den Energiebedarf auswirkt.
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Die
DE 20 2009 018 179 U1 zeigt und beschreibt einen Rohrantrieb, bei dem keine Bremse, sondern ein selbsthemmendes Schneckengetriebe vorgesehen ist, wodurch der Energieverbrauch gegenüber einem Rohrantrieb mit einer Dauerbremse nur geringfügig reduziert werden kann.
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Daraus ergibt sich bei den genannten Antrieben als prinzipieller Nachteil zwangsläufig ein unangemessen hoher Energiebedarf für den Betrieb, insbesondere für den Hebevorgang. Für die Realisierung der Absturzsicherung des Wickels aus Rollladenlamellen muss das Antriebsmoment des Antriebsmotors entsprechend erhöht werden, was wiederum zu einem höheren Energieverbrauch führt.
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Ausgeführte Rollladenantriebe mit einem selbsthemmenden Schneckengetriebe nutzen die erhöhte Reibung des Schneckengetriebes als Absturzsicherung, die jedoch beim Heben des Wickels aus Rollladenlamellen auch wirksam wird. Die Reibung eines Schneckengetriebes ist abhängig von der jeweiligen Last. Üblicherweise ist die Stromaufnahme beim Heben dreimal höher als beim Senken. Ohne die Reibung des Schneckengetriebes beim Heben würde sich die Stromaufnahme beim Heben um ca. 65% reduzieren.
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Rollladenantriebe mit Dauerbremse zeigen infolge der Dauerbremse eine fast identische Stromaufnahme beim Heben und Senken des Rollladens. Der weit überwiegende Teil der Stromaufnahme ist damit der Absturzsicherung geschuldet. Einzelne Rollladenantriebe sind mit schaltbaren Bremsen ausgestattet, bei denen die Bremse beim Heben des Rollladens gelöst wird und nur beim Senken des Rollladens die Bremse mit Federn betätigt wird. Das Bremsmoment entspricht auch hier der maximalen Belastbarkeit des Rollladenantriebs. In der Regel ist hierbei der Leistungsbedarf für das Senken des Rollladens höher als für das Heben des Rollladens. Bei allen Rohrmotoren ist die mögliche Energieersparnis höher als bei den üblichen Gurtantrieben mit einem Schneckengetriebe.
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Der Leistungsbedarf bei allen bekannten Rollladenantrieben ist mehr als unangemessen hoch und entspricht nicht mehr den Erfordernissen der heutigen Zeit. Die aktuell erreichten Wirkungsgrade sind beispiellos schlecht. Insbesondere ist durch den schlechten Wirkungsgrad die Verwendung von solarbetriebenen Antrieben sehr problematisch bis unmöglich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung der angegebenen Gattung zu schaffen, bei der der Leistungsbedarf sowie der Energieverbrauch drastisch reduziert und somit den Erfordernissen der heutigen Zeit angepasst sind, wobei eine Selbsthemmung der Antriebsvorrichtung als Absturzsicherung in vollem Umfang gegeben bzw. erhalten bleibt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Antriebsvorrichtung mit den Kennzeichnungsmerkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung weist zwei den Rollladen bewegende parallele Antriebsstränge auf, wobei der erste Antriebsstrang ein Schneckengetriebe mit Selbsthemmung und der zweite Antriebsstrang ein reibungsarmes Getriebe beinhaltet. Beide Antriebsstränge sind getrennt voneinander antreibbar, wobei mindestens über den ersten Antriebsstrang der Rollladen abwickelbar bzw. schließbar und mindestens über den zweiten Antriebsstrang der Rollladen aufwickelbar bzw. öffenbar ist. Das Abwickeln bzw. Schließen des Rollladens erfolgt vorzugsweise lediglich über den selbsthemmenden ersten Antriebsstrang, wobei das Aufwickeln bzw. das Öffnen des Rollladens ausschließlich über den reibungsarmen zweiten Antriebsstrang erfolgt. Beim Aufwickeln bzw. Öffnen des Rollladens steht stets und unmittelbar der erste Antriebsstrang mit seiner Selbsthemmung als Absturzsicherung für den Rollladen zur Verfügung.
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In dem ersten Antriebsstrang kann ein Freilauf vorgesehen sein, wobei über den ersten Antriebsstrang lediglich beim Abwickeln bzw. Schließen des Rollladens ein Drehmoment übertragen wird. Beim Aufwickeln bzw. Öffnen des Rollladens wird der erste Antriebsstrang über den Freilauf freigeschaltet und ein Drehmoment über den reibungsarmen zweiten Antriebsstrang übertragen.
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Es kann aber auch sowohl in dem ersten Antriebsstrang wie auch im zweiten Antriebsstrang ein Freilauf vorgesehen sein. Dabei wird über den ersten Antriebsstrang lediglich beim Abwickeln bzw. Schließen des Rollladens ein Drehmoment übertragen und über den zweiten Antriebsstrang lediglich beim Öffnen bzw. Aufwickeln des Rollladens ein Drehmoment übertragen. Beide Freiläufe sorgen hierbei für ein Freischalten des nicht benötigten Antriebsstranges.
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Beide Antriebsstränge können gemeinsam über den Antriebsmotor angetrieben sein, wobei aber auch jeder Antriebsstrang einen gesonderten Antriebsmotor aufweisen kann.
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Beim Öffnen bzw. Aufwickeln des Rollladens ist vorzugsweise die Drehzahl des Antriebsmotors des ersten Antriebsstrangs derart geregelt, dass der Antriebsmotor des ersten Antriebsstrangs kein nennenswertes Drehmoment überträgt. Durch diese Regelung kann bei je einem Antriebsmotor pro Antriebsstrang auf jegliche Freiläufe verzichtet werden. Beim Abwickeln bzw. Schließen des Rollladens ist das Schneckengetriebe des ersten Antriebsstrangs wirksam und der Antriebsmotor des zweiten Antriebsstrangs läuft ohne Last leer mit. Beim Aufwickeln bzw. Öffnen des Rollladens arbeitet der Antriebsmotor des zweiten Antriebsstrangs, wobei der Antriebsmotor des ersten Antriebsstrangs leer mitläuft und das Schneckengetriebe im Rahmen des Getriebespiels derart nachführt, dass keine Reibung im Schneckentrieb auftritt. Durch das Fehlen jeglicher Freiläufe wird der gesamte Aufwand reduziert und durch die Regelung wird die Sicherheit der Antriebsvorrichtung gegen Absturz des Rollladens erhöht.
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Der Drehmomentbedarf beim Aufwickeln bzw. Öffnen des Rollladens ergibt sich nur aus dem aktuellen Lastmoment des jeweilig zu hebenden Rollladens, da die Selbsthemmung beim Aufwickeln bzw. Öffnen des Rollladens unwirksam wird. Das aktuelle Lastmoment des Rollladens hängt von der aktuellen Öffnungsstellung des Rollladens ab. Das Lastmoment ist am größten, wenn die Rollladenlamellen eines geschlossenen Rollladens gerade alle gelüftet sind. Das Bremsmoment im Stillstand ist durch die Selbsthemmung des ersten Antriebsstrangs immer etwas größer als das aktuelle Lastmoment des Rollladens. Beim Abwickeln bzw. Schließen des Rollladens ergibt sich ein Antriebsmoment, das geringer ist als das aktuelle Bremsmoment und möglichst geringer ist als das aktuelle Lastmoment des Rollladens.
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Die Antriebsvorrichtung kann entweder als elektrischer Gurtwickler für das Gurtband o. dgl. Zugelement der Verdunkelungsvorrichtung oder als elektrischer Rohrmotor für die Wickelhülse der Verdunkelungsvorrichtung ausgebildet sein.
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Nachfolgend werden anhand der z. T. schematischen Zeichnung bevorzugte Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtungen näher erläutert.
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Es zeigen
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1 einen Längsschnitt einer in eine Wickelhülse eingesetzten und als Rohrmotor ausgebildeten Antriebsvorrichtung ohne Freilauf,
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2 einen Längsschnitt einer in eine Wickelhülse eingesetzten und als Rohrmotor ausgebildeten Antriebsvorrichtung mit einem Freilauf im ersten Antriebsstrang,
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3 stark vereinfacht die als elektrischer Gurtwickler ausgebildete Antriebsvorrichtung mit einem Antriebsmotor und einem Freilauf im ersten Antriebsstrang,
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4 stark vereinfacht die als elektrischer Gurtwickler ausgebildete Antriebsvorrichtung mit einem Antriebsmotor und einem Freilauf im ersten Antriebsstrang sowie einem Freilauf im zweiten Antriebsstrang,
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5 stark vereinfacht die als elektrischer Gurtwickler ausgebildete Antriebsvorrichtung mit zwei Antriebsmotoren ohne Freilauf und
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6 stark vereinfacht die als elektrischer Gurtwickler ausgebildete Antriebsvorrichtung mit zwei Antriebsmotoren und einem Freilauf im ersten Antriebsstrang.
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Die in den 1 bis 6 dargstellten Antriebsvorrichtungen 1 sind zum Auf- und Abwickeln bzw. Heben und Senken einer Verdunkelungsvorrichtung, insbesondere eines Rollladens, einer Jalousie, einer Markise o. dgl. vorgesehen und weisen mindestens einen elektrischen Antriebsmotor 2 und mindestens ein Getriebe 3 auf. Die Antriebsvorrichtung kann entweder als elektrischer Rohrmotor 4 (siehe 1 und 2) für die Wickelhülse 5 des Rollladens o. dgl. oder als elektrischer Gurtwickler 6 (siehe 3 bis 6) für das Gurtband o. dgl. Zugelement (nicht dargestellt) des Rollladens o. dgl. ausgebildet sein.
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Die Antriebsvorrichtungen 1 (1 bis 6) weisen jeweils zwei den jeweiligen Rollladen bewegende parallele Antriebsstränge 7, 8 auf, wobei der erste Antriebsstrang 7 ein Schneckengetriebe 3a mit Selbsthemmung und der zweite Antriebsstrang 8 ein reibungsarmes Getriebe 3b, vorzugsweise Planetengetriebe beinhaltet. Beide Antriebsstränge 7, 8 sind getrennt voneinander antreibbar, wobei mindestens über den ersten Antriebsstrang 7 der Rollladen abwickelbar bzw. schließbar und mindestens über den zweiten Antriebsstrang 8 der Rollladen aufwickelbar bzw. öffenbar ist.
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Der Rohrmotor 4 (1 und 2), der wie der Gurtwickler 6 stark vereinfacht dargestellt ist und bei dem zur Verwendung eines reibungsarmen Zahnradgetriebes 3b nur achsparallele Wellen zum Einsatz kommen, besteht im Wesentlichen aus einem in die Wickelhülse 5 bzw. das Wickelrohr des Rollladens einsetzbaren Antriebsgehäuse 9, in dem der zweite Antriebsstrang 8 mit einem Antriebsmotor 2b mit daran anschließendem Getriebe 3b integriert ist. Mit einer Abtriebswelle 10 des Getriebes 3b wird die Wickelhülse 5 des Rollladens o. dgl. über einen Mitnehmer 11 angetrieben.
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Auf der der Abtriebswelle 10 abgewandten Seite des Rohrmotors 4 ist der erste Antriebsstrang 7 vorgesehen, wobei das Schneckenrad 12 des aus Schneckenrad 12 und Schnecke 13 gebildeten Schneckengetriebes 3a in dem Antriebsgehäuse 9 gelagert ist und die Schnecke 13 über einen weiteren Antriebsmotor 2a die Wickelhülse 5 des Rollladens direkt antreibt. Beim Abwickeln bzw. Schließen des Rollladens ist das Schneckengetriebe 3a des ersten Antriebsstrangs 7 wirksam und der Antriebsmotor 2b des zweiten Antriebsstrangs 8 läuft ohne Last leer mit. Beim Aufwickeln bzw. Öffnen des Rollladens arbeitet der Antriebsmotor 2b des zweiten Antriebsstrangs, wobei der Antriebsmotor 2a des ersten Antriebsstrangs 7 leer mitläuft und das Schneckengetriebe 3a im Rahmen des Getriebespiels derart nachführt, dass keine Reibung im Schneckentrieb 3a auftritt (1).
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Alternativ kann zwischen dem Schneckenrad 12 und der Wickelhülse 5 des Rollladens ein Freilauf 14 vorgesehen sein, mittels dem über den ersten Antriebsstrang 7 lediglich beim Abwickeln bzw. Schließen des Rollladens ein Drehmoment übertragen wird. Beim Aufwickeln bzw. Öffnen des Rollladens wird der erste Antriebsstrang 7 über den Freilauf 14 freigeschaltet und ein Drehmoment über den reibungsarmen zweiten Antriebsstrang 8 übertragen (2).
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Auch der Gurtwickler 6 (3 bis 6), bei dem ebenfalls zur Verwendung eines reibungsarmen Zahnradgetriebes 3b nur achsparallele Wellen zum Einsatz kommen, besteht im Wesentlichen aus einem Antriebsgehäuse (nicht dargestellt), in dem mindestens ein Antriebsmotor 2 mit daran anschließendem Getriebe 3b integriert ist. Ferner ist am bzw. im Antriebsgehäuse eine Steuerungseinrichtung mit Bedien- und Anzeigeelementen in der Stirnseite des Antriebsgehäuses vorgesehen (ebenfalls nicht dargestellt).
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Bei den in 3 und 4 dargestellten Antriebsvorrichtungen 1 wirkt der Antriebsmotor 2 auf beide Antriebsstränge 7, 8 und treibt hierbei über Zahnräder 15, 16 einerseits das Getriebe 3b des zweiten Antriebsstranges 8 und andererseits über ein Kegelradgetriebe 17 das Schneckengetriebe 3a des ersten Antriebsstranges 7 an. Auf der Abtriebswelle 10 des Getriebes 3b des zweiten Antriebsstranges 8 ist ein Ritzel 18 vorgesehen, das ein Zahnrad 19 einer auf der hinteren Seite des Antriebsgehäuses des Gurtwicklers 6 vorgesehenen Wickeleinrichtung 20 für das Gurtband antreibt. Die Wickeleinrichtung 20 besteht beispielsweise aus einer auf einer Lagerhülse des Zahnrades 19 gelagerten Wickeltrommel 21 mit seitlichen Gurtführungsscheiben 22, wobei das Zahnrad 19 eines der Gurtführungsscheiben 22 bildet. In dem ersten Antriebsstrang 7 ist zwischen der Abtriebswelle 23 des Schneckengetriebes 3a und ggf. eines weiteren reibungsarmen Getriebes 3b auch hier ein Freilauf 14 vorgesehen, wobei auf der Abtriebswelle 10 des weiteren Getriebes 3b ein weiteres Ritzel 24 vorgesehen ist, das ebenfalls auf das Zahnrad 19 der auf der hinteren Seite des Antriebsgehäuses des Gurtwicklers 6 vorgesehenen Wickeleinrichtung 20 für das Gurtband wirkt.
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Durch den Freilauf der Antriebsvorrichtung 1 nach 3 wird, wie bereits bei den Rohrmotoren 4 beschrieben, über den ersten Antriebsstrang 7 lediglich beim Abwickeln bzw. Schließen des Rollladens ein Drehmoment übertragen. Beim Aufwickeln bzw. Öffnen des Rollladens wird der erste Antriebsstrang 7 über den Freilauf 14 freigeschaltet und ein Drehmoment über den reibungsarmen zweiten Antriebsstrang 8 übertragen.
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Die in 4 dargestellte Antriebsvorrichtung 1 weist einen weiteren Freilauf 14 auf, der zwischen dem Zahnrad 16 und dem Getriebe 3b des zweiten Antriebstrangs 8 vorgesehen ist. Dadurch können Drehmomente beim Abwickeln bzw. Schließen des Rollladens und beim Aufwickeln bzw. Öffnen des Rollladens jeweils über einen einzelnen Antriebsstrang 7, 8 übertragen werden, wobei der nicht benötigte Antriebsstrang 7, 8 freigeschaltet ist.
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Die in 5 und 6 dargestellten Antriebsvorrichtungen 1 weisen in Abwandlung zu den in 3 und 4 dargestellten Antriebsvorrichtungen 1 in jedem Antriebsstrang 7, 8 einen gesonderten Antriebsmotor 2 auf, wobei in der Antriebsvorrichtung 1 nach 5 kein Freilauf vorgesehen ist. Wie bei dem Rohrmotor 4 nach 1 bereits beschrieben, ist beim Abwickeln bzw. Schließen des Rollladens das Schneckengetriebe 3a des ersten Antriebsstrangs 7 wirksam und der Antriebsmotor 2b des zweiten Antriebsstrangs 8 läuft ohne Last leer mit. Beim Aufwickeln bzw. Öffnen des Rollladens arbeitet der Antriebsmotor 2b des zweiten Antriebsstrangs, wobei der Antriebsmotor 2a des ersten Antriebsstrangs 7 leer mitläuft und das Schneckengetriebe 3a im Rahmen des Getriebespiels derart nachführt, dass keine Reibung im Schneckentrieb 3a auftritt.
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Die Antriebsvorrichtung 1 nach 6 hingegen weist in dem ersten Antriebsstrang 7 zwischen der Abtriebswelle 23 des Schneckengetriebes 3a und ggf. eines weiteren reibungsarmen Getriebes 3b einen Freilauf 14 auf. Auch hier wird über den ersten Antriebsstrang 7 lediglich beim Abwickeln bzw. Schließen des Rollladens ein Drehmoment übertragen. Beim Aufwickeln bzw. Öffnen des Rollladens wird der erste Antriebsstrang 7 über den Freilauf 14 freigeschaltet und ein Drehmoment über den reibungsarmen zweiten Antriebsstrang 8 übertragen.
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Gegenüber den üblichen und bekannten Rohrantrieben wird eine Reduzierung des Energieverbrauchs von weit über 70% erreicht, wobei gegenüber den Rollladenantrieben mit einem selbsthemmenden Schneckengetriebe eine Energieersparnis von weit über 50% erreicht wird. Auch gegenüber den bekannten Rollladenantrieben mit schaltbaren Bremsen wird noch eine Energieersparnis von weit über 30% erreicht. Neben der Reduzierung des Energieverbrauchs, der nunmehr einen Solarantrieb ermöglicht, wird auch eine Reduzierung der installierten Leistung in ähnlichem Umfang erreicht. Die Reduzierung der installierten Leistung erlaubt eine kleiner dimensionierte Elektronik, Mechanik und Kühlung, so dass trotz eines zusätzlichen Aufwands keinerlei höhere Kosten entstehen.
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Nachfolgend werden hinsichtlich des geringeren Energiebedarfs die verschiedenen bekannten Rollladenantriebskonzepte und die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung direkt miteinander verglichen, wobei sowohl der Hebe- als auch der Senkvorgang betrachtet werden. Stellvertretend für den Energieverbrauch werden in diesem Zusammenhang nur die äquivalenten Drehmomente der verschiedenen Antriebskonzepte betrachtet. Vor diesem Hintergrund kann man zusammenfassend die Rollladenantriebe wie folgt unterteilen:
- 1. Antrieb mit einem selbsthemmenden Schneckengetriebe (sämtliche bekannten Gurtwickler sowie Antriebseinrichtung nach DE 20 2009 018 179 U1 ): Das Bremsmoment beim Senken entspricht der aktuellen Last und wirkt auch beim Heben.
- 2. Antrieb mit einer federbelasteten Dauerbremse (überwiegende Anzahl der Rohrantriebe): Das Bremsmoment beim Senken entspricht der maximalen Last, wobei das maximale Bremsmoment auch beim Heben wirkt.
- 3. Antrieb mit einer schaltbaren, federbelasteten Bremse (Rohrmotor-Antriebsbaugruppe nach EP 1 326 000 A2 ): Das Bremsmoment beim Senken entspricht der maximalen Last und wirkt nicht beim Heben.
- 4. Antrieb mit zwei parallelen Antriebssträngen (erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung): Das Bremsmoment beim Senken ist geringer als die aktuelle Last und wirkt nicht beim Heben.
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Es zeigt sich klar, dass der Energiebedarf der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung am Geringsten ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202007002474 U1 [0002]
- DE 202006013201 U1 [0003]
- EP 1326000 A2 [0005, 0041]
- DE 202009018179 U1 [0006, 0041]
