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Die Erfindung betrifft ein Fenster zur Verwendung als Rauch-Wärme-Abzugs- oder Lüftungsgerät, mit wenigstens einem einen zu öffnenden Fensterflügel bildenden umlaufenden Rahmen, wobei der Rahmen auf einem umlaufenden Sockel aufliegt und wobei der Rahmen gelenkig am Sockel befestigt ist und mit wenigstens einer Antriebseinheit zum Öffnen des wenigstens einen Fensterflügels.
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Rauch- und Wärmeabzugsanlagen (RWA) oder natürliche Rauch- und Wärmeabzugsgeräte (NRWG) dienen der Ableitung von Rauch und heißen Gasen aus Bauwerken im Falle eines Brandes. Sie weisen ein bewegliches Element – welches als Fensterflügel, Lichtkuppel oder auch als einfache Dachklappe ausgebildet sein kann – sowie ein Antriebselement zum Öffnen des beweglichen Elements und ein automatisches Auslöseelement, wie beispielsweise einen Rauch- oder Temperatursensor auf.
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Hinsichtlich der Antriebselemente sind besondere Anforderungen zu beachten, damit die Funktionssicherheit der automatischen Auslösung unter allen Gegebenheiten zuverlässig gewährleistet ist. So muss die Öffnung auch bei auftretenden Lasten, wie beispielsweise Wind- oder Schneelasten, zuverlässig funktionieren und das geöffnete bewegliche Element muss gegenüber Windlasten eine zuverlässige Standsicherheit aufweisen. Oft werden in der Praxis RWA-Geräte auch gleichzeitig als Lichtelemente oder zu Lüftungszwecken verwendet.
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Der Begriff „natürlich” bei NRWG wird immer dann verwendet, wenn durch die Konstruktion einer Rauch- und Wärmeabzugsanlage ein ‚natürlicher’ Rauchabzug erreicht wird, die RWA also ohne zusätzliche aktive Lüftungselemente arbeitet. Beide Formen der Rauch- und Wärmeabzuganlagen sorgen dafür, dass in einem Brandfall heiße Rauchgase schnell aus dem Gebäudeinneren herausgeführt werden, um einen rauchfreien Bereich in Bodennähe und insbesondere auch auf Fluchtwegen zu garantieren. Grundlage ist die europäische Norm EN 12101-2.
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Fenster der in Rede stehenden Art werden meist als Dachfenster auf horizontalen oder leicht geneigten Dachflächen verwendet, um gleichzeitig für den nötigen Lichteinfall in das Gebäude zu sorgen. Sie können die unterschiedlichsten Geometrien aufweisen und sind meist mehrere Quadratmeter groß. Die verwendeten Sockel sind oft aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) und in dieser Form auch als ‚Lichtkuppeln’ aus Wohn- oder Bürogebäuden bekannt. Sie können jedoch auch aus Metall bestehen. Bei größeren Gebäuden wie Hallen oder Fabrikgebäuden verwendet man häufiger sog. Lichtbänder, wobei eine Vielzahl einzelner Fenster nebeneinander angeordnet sind, um für den notwendigen Lichteinfall zu sorgen. Innerhalb dieser Lichtbänder können einzelne Bereiche als Fenster ausgebildet sein, die neben ihrer Funktion als Lüftungs- und Lichteinlasselement zusätzlich als RWA-Geräte dienen können.
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Aufgrund der Tatsache, dass die in Rede stehenden Fensteranlagen unterschiedlichste Größen und Formen aufweisen, sind die verwendeten Fenster meist Sonderanfertigungen und sind mit entsprechendem Herstellungsaufwand und -kosten verbunden.
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Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, ein gattungsgemäßes Fenster mit einem einfachen konstruktiven Aufbau zu versehen, der sämtliche geforderten Anforderungen an RWA-Geräte erfüllt und es dennoch erlaubt, äußerst flexibel auf die vorhandenen Größen und Formen von Sockeln zu reagieren. Dies gilt insbesondere dann, wenn bei bereits vorhandenen RWA-Geräten, bei denen lediglich das Fenster ausgetauscht werden soll, nachgerüstet oder modernisiert werden muss, ohne die vorhandenen Sockel austauschen oder modifizieren zu müssen.
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Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Fenster der eingangs genannten und zuvor näher beschriebenen Art dadurch, dass der Rahmen aus einzelnen Rahmenelementen besteht, welche alle ein identisches Hohlprofil aufweisen und dass alle Beschlagelemente wie Scharniere und Dichtungen eingreifend in Nuten bzw. in Vorsprüngen des Hohlprofils am Rahmen befestigt werden. Auf diese Weise ist es möglich, mit einem einzigen (endlosen) umlaufenden Rahmenprofil, das sich beliebig auf die jeweilige Größe einpassen lässt, ein solides Fensterelement zu schaffen, bei dem die weiteren Bestandteile wie Beschläge, Dichtungen, Stütztraversen oder dergleichen in die im Hohlprofil vorhandenen Nuten bzw. Vorsprünge durch Klemmung, Einschieben etc. befestigt werden können.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung bestehen die Rahmenelement aus Metall, bevorzugt aus einem Aluminium-Strangpressprofil. Dies hat eine besonders günstige Herstellung zur Folge und erlaubt nahezu beliebige Querschnittsformen.
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Um eine saubere Verbindung im Eckbereich der Rahmenelemente zu erreichen, sind die Rahmenelemente in weiterer Ausgestaltung der Erfindung an ihren Stoßstellen auf Gehrung geschnitten. Vorgefertigte Eckverbinder werden in die Hohlräume zweier zu verbindender Rahmenelementenden gesteckt und mit diesen verschraubt.
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Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht vor, dass die Beschlagelemente Scharniere mit einem Sockelscharnierteil und einem Rahmenscharnierteil umfassen. Bevorzugt verläuft dabei die Schwenkachse der Scharniere beabstandet zum Sockel, so dass bei einem aufgeschwenkten Fenster der gesamte lichte Öffnungsquerschnitt des Fensters freigegeben wird, um die Funktion als RWA-Gerät optimal zu erfüllen.
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Nach einer weiteren Lehre der Erfindung bestehen die verwendeten umlaufenden Dichtungen aus synthetischem Kautschuk (EPM oder EPDM). EPM ist ein Kautschuk, der durch eine Copolymerisation von Äthylen und Propylen hergestellt wird. Aus EPM entsteht durch die Verwendung eines dritten Monomeres EPDM (Äthylen-Propylen-Dien-Kautschuk), der als Dichtungsmaterial hervorragende Eigenschaften und aufgrund seiner Wetterbeständigkeit sehr lange Standzeiten aufweist und sich deshalb für diesen Zweck bestens eignet. Bevorzugt sind auch die umlaufenden Dichtungen in den Eckbereichen auf Gehrung gearbeitet und dort vulkanisiert miteinander verbunden. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung erstrecken sich die Dichtungselemente vom Sockel über die gesamte Rahmenhöhe und weisen in ihrem Inneren Hohlräume auf. Auf diese Weise wird eine zuverlässige Isolierung erreicht, da die – nun außen liegenden – Rahmenelemente keine Kältebrücken bilden können.
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In einer weiteren Ausbildung der Erfindung weist jeder Fensterflügel eine Füllung auf, wobei die Füllung bevorzugt aus einem lichtdurchlässigen Kunststoff besteht. Besonders bevorzugt ist die Füllung der Polycarbonatplatte oder -haube ausgebildet. Zur besseren Isolierung kann die Polycarbonathaube nach einer weiteren Lehre der Erfindung Hohlräume aufweisen, welche zur besseren thermischen Trennung mit Luft oder Aerogel gefüllt sein können.
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Um einen besonders zweckmäßigen Aufbau zu erreichen, entspricht die Füllung in ihrer Größe den Außenabmessungen des Rahmen, ist auf diesem aufgelegt und mit einem Klemmprofil, das sowohl einen Teil des Rahmens als auch die Füllung übergreift, auf der Oberseite des Rahmens befestigt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Füllung des Fensterflügels leicht konvex gewölbt ausgebildet sein. Dies ist besonders zweckmäßig, um, gerade bei größeren Fenstern, eine zuverlässige Ableitung von Regenwasser und bessere statische Verhältnisse zur Aufnahme von beispielweise Schneelasten zu bilden.
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Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die Antriebseinheit einen elektrischen, oder – alternativ – einen pneumatischen Antrieb aufweist. Nach einer besonders bevorzugten Lehre der Erfindung weist das Fenster zum teilweisen Öffnen, also für die Lüftungsfunktion einen ersten Antrieb auf und zum vollständigen Freigeben der Fensteröffnung, in der Funktion als RWA-Gerät einen weiteren, separaten Antrieb. Bevorzugt sind die Antriebseinheiten an einer im Bereich der Fensteröffnung zwischen zwei sich gegenüberliegenden Sockelwänden befestigten Beschlagtraverse angebracht. Hierbei überspannt zweckmäßiger Weise die Beschlagtraverse die Fensteröffnung in ihrer Mitte, um ein gleichmäßiges Öffnen des Fensterflügels zu garantieren.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer lediglich bevorzugte Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen
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1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fensters geschlossen, in schematischer, perspektivischer Ansicht,
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2 das Fenster aus 1 in teilweise geöffneter Stellung,
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3 das Fenster aus 1 in ganz geöffneter Stellung,
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4 das erfindungsgemäße Fenster im Vertikalschnitt,
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5 das scharnierseitige Ende des Fensterflügels in vergrößerter Darstellung des Bereichs ‚V’ in 4,
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6 das freie Ende des Fensterflügels in vergrößerter Darstellung des Bereichs ‚VI’ in 4,
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7 ein zweites Ausführungsbeispiel, analog zur Darstellung in 5 und
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8 das erfindungsgemäße Fenster in ganz geöffneter Stellung mit schematischer Darstellung der Antriebskinematik.
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In den 1 bis 3 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fensters in perspektivischer Darstellung gezeigt, wobei das Fenster einen umlaufenden Rahmen 1 aufweist, welcher aus jeweils zwei identischen gegenüberliegenden Rahmenelementen 1A und 1B gebildet ist. Die einzelnen Rahmenelemente 1A und 1B sind an ihren Stoßstellen auf Gehrung geschnitten und mittels im Inneren der Hohlprofile angeordneten Eckverbindern miteinander verbunden. Der Rahmen 1 bildet dabei einen Fensterflügel 2 aus, welcher in den 2 und 3 besser erkennbar ist und der mittels Scharnieren 3 an einem Sockel 4 befestigt ist und der in der in 1 gezeigten Darstellung auf diesem aufliegt. Der Sockel 4 weist dabei zwei gegenüberliegende Anschlagelemente 5 auf, von denen aufgrund der Perspektive jedoch nur eines erkennbar ist, und dessen Funktion weiter unten näher beschrieben wird.
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In 2 ist eine teilweise geöffnete Stellung des Fensterflügels dargestellt, wie sie für den Lüftungsbetrieb erreicht werden kann. Um das Fenster auch als RWA-Gerät einsetzen zu können, ist eine vollständige Öffnung des Fensterflügels 2 erforderlich, dies ist in 3 dargestellt, wo der Fensterflügel 2 um einen Winkel von etwa 165° geöffnet dargestellt ist. Der besseren Übersicht halber wurde in den 1 bis 3 auf die Darstellung der Fensterfüllung und Antriebstechnik verzichtet.
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4 zeigt nun einen Vertikalschnitt durch das erfindungsgemäße Fenster, in dem erkennbar ist, dass der Fensterflügel 2 eine Füllung 6 aufweist, welche im dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel aus einer Polycarbonathaube besteht. Wie aus 4 ferner hervorgeht, ist die Polycarbonathaube leicht konvex gewölbt, dazu liegt sie auf einer entsprechend an ihrer Oberseite gewölbt ausgeführten Haubentraverse 7 auf. Auch in den Darstellungen der 1 bis 3 weist der Fensterflügel 2 entsprechende Haubentraversen 7 auf. Die Polycarbonatplatte ist so beweglich, dass sie durch die Traversenwölbung eine Haubenform einnimmt und an ihren Rändern dennoch überall auf dem Rahmen 1 aufliegt.
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Zur Verbindung der Füllung 6 mit dem Rahmen 1 wird die in ihren Abmessungen den Außenabmessungen des Rahmens entsprechende Füllung 6 auf den Rahmen 1 aufgelegt und mittels Klemmprofilen 8 auf dem Rahmen fixiert. Die Klemmprofile 8 greifen dabei, wie weiter unten näher erläutert werden wird, in umlaufende Nuten des Hohlprofils 1P des Rahmens 1 ein. Zusätzlich zur Klemmung kann die Füllung 6 in ihrem Randbereich auch mit dem Rahmen 1 verschraubt werden, um eine ausreichend feste Verbindung zu erreichen.
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In 4 erkennt man ferner eine umlaufende Dichtung 9, auf die ebenfalls in der Beschreibung der weiteren Figuren näher eingegangen wird.
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In 4 ist ferner erkennbar, dass an den beiden gegenüberliegenden Anschlagelementen 5 an den inneren Wänden des Sockels 4 eine Beschlagtraverse 10 befestigt ist, welche die freie Fensteröffnung überspannt und zur Aufnahme der Antriebe dient. An der Beschlagtraverse 10 ist an dem dem Scharnier 3 abgewandten Ende ein erster Antrieb 11 befestigt, von dem in 4 nur der obere Teil sichtbar ist. In dem Antrieb 11 kann sich beispielsweise eine Drehspindel oder ein Teleskoparm befinden, deren/dessen oberes Ende an einem Traversenschloss 7A der Haubentraverse angreift. Zum Ausgleich der Schwenkbewegung des Flügels 2 ist der erste Antrieb 11 mittels eines Drehlagers 12 schwenkbar an der Beschlagtraverse 10 befestigt. Der erste Antrieb 11 hat dabei nur einen begrenzten Öffnungshub, welcher ausreicht, den Fensterflügel 2 in eine teilgeöffnete Stellung zu verfahren, wie sie beispielsweise in 2 dargestellt ist. Bevorzugt ist der erste Antrieb 11 ein elektrischer oder pneumatischer Antrieb.
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Damit das erfindungsgemäße Fenster auch als RWA-Gerät einsetzbar ist, ist eine vollständige Öffnung des Fensterflügels 2 erforderlich, so dass der gesamte lichte Querschnitt der Öffnung des Sockels 4 freigegeben wird. Bevorzugt ist die Konstruktion des Rahmens 1 in ihren äußeren Abmessungen größer als die Oberkante des Sockels 4 und liegt der Fensterflügel 2 im Wesentlichen nur mit seiner umlaufenden Dichtung 9 auf dem Sockel 4 auf.
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Aus 4 geht auch hervor, dass die Schwenkachse S der Scharniere 3 beabstandet zum Sockel 4 verläuft. Dies hat eine besondere Konstruktion der Antriebseinheit für die Funktion des Fensters als RWA-Gerät zur Folge. Im Brandfall erfolgt die Auslösung des Öffnungsvorganges durch einen entsprechenden Sensor, beispielsweise ein Thermo-Auslosegerät. Dies sorgt zunächst dafür, dass innerhalb des Traversenschlosses 7A die Verbindung zwischen Haubentraverse 7 und erstem Antrieb 11 gelöst wird. Zum Öffnen im Brandfall dient dann ein zweiter Antrieb 13, welcher bevorzugt als Pneumatikzylinder ausgebildet ist. Die Öffnungskinematik wird weiter unten anhand der 8 beschrieben.
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In den 5 und 6 sind die beiden Endbereiche des Fensterflügels 2 aus 4 in vergrößerter Darstellung gezeigt. 5 zeigt dabei das scharnierseitige Ende. Man erkennt deutlich, dass das Scharnier 3 aus einem am Sockel 4 befestigten Sockelscharnierteil 3A und einem um die Schwenkachse S schwenkbaren Rahmenscharnierteil 3B besteht, wobei das Rahmenscharnierteil 3B zwei rechtwinklig abstehende Schenkel mit umgebogenen Enden aufweist. Die nicht näher bezeichneten Enden greifen zur festen Verbindung mit dem Hohlprofil 1P in entsprechende Nuten ein, wie deutlich aus 5 hervorgeht. Die Scharniere 3 müssen also nur auf das Rahmenprofil 1P aufgeschoben werden und können dann an ihrem endgültigen Bestimmungsort fest mit dem Rahmen 1 verschraubt werden.
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Der Sockel 4 in 4 oder 5 ist als GFK-Sockel ausgeführt. Zwischen der doppelschaligen Ausbildung befindet sich ein Dämmmaterial 4A zur thermischen Isolierung. Der Sockel 4 weist darüber hinaus ein umlaufendes Profilblech 4B auf, welches mit der Oberseite des Sockels 4 verbunden ist, zur Innenseite einen nach oben abstehenden Schenkel aufweist und zur Außenseite schräg nach unten abgekantet ist. Auf diesem Profilblech 4B ist der Fensterflügel 2 mittels der Scharniere 3 verschraubt.
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Zur Abdichtung ist auf der inneren Oberseite des Rahmenprofils 1P eine umlaufende Dichtung 9 vorhanden, welche bevorzugt aus synthetischem Kautschuk (EPM oder EPDM) besteht. Die umlaufenden einzelnen in den Rahmenelementen 1A und 13 verklemmten Dichtungen 9 sind in ihren Eckbereichen auf Gehrung gearbeitet und dort vulkanisiert, so dass eine zuverlässige Abdichtung im gesamten Bereich des Fensterflügels 2 vorhanden ist. Im dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen die Dichtungen 9 Hohlräume auf, um eine verbesserte Isolationswirkung zu erzielen.
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Das Ende der Haubentraverse 7 ist mittels einer Kunststoffplatte 73 und nicht näher bezeichneten Hammerkopfschrauben in einer inneren umlaufenden Nut am Rahmen 1 befestigt. Hierdurch wird eine thermisch entkoppelte Verbindung geschaffen, um das Auftreten von Kondenswasser im Inneren des Fensterflügels 2 zu vermeiden. Man erkennt ferner, dass die als Füllung 6 dienende Polycarbonathaube eine Vielzahl von Hohlräumen 6A aufweist, welche mit Luft oder Aerogel gefüllt sein können, um eine optimale Isolation zu erreichen.
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6 zeigt nun das „freie” Ende des Fensterflügels 2, wobei die Verbindung zwischen Fensterflügel 2 und Sockel 4 nur über die Dichtung 9 erfolgt. Der erste Antrieb 11 sorgt dabei für eine definierte Schließstellung.
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7 zeigt nun ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fensters, wobei der Fensterflügel 2 identisch mit dem in 5 dargestellten ist, und lediglich ein anderer Sockel 4' Verwendung findet. Alternativ zum GFK-Sockel 4 kann der Sockel 4' zur Verwendung mit dem erfindungsgemäßen Fensterflügel auch aus Aluminium oder Stahl bestehen. Dabei weist ein entsprechender Sockel 4' bevorzugt entsprechende Abkantungen auf, um mit einer Mineralfaserdämmung 4A' gefüllt werden zu können.
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Durch die vergleichende Darstellung in den 5 und 7 wird deutlich, dass sich das erfindungsgemäße Fenster insbesondere auch zum Nachrüsten auf bereits fest verbauten Sockeln 4 oder 4' eignet, da durch den einfachen konstruktiven Aufbau des Fensters stets eine optimale Anpassung des Fensterflügels 2 an die Geometrie des Sockels 4 bzw. 4' möglich ist.
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Schließlich ist in 8 dargestellt, wie das Fenster in einem Brandfall auch als RWA-Gerät nutzbar ist. Der Fensterflügel 2 ist dabei in geöffneter Stellung (ca. 165°) gezeigt, wobei erkennbar ist, dass der zweite Antrieb 13 am Ende eines am Tragelement 14 gelenkig verbundenen Schwenkarms 15 mittels eines Drehlagers 16 schwenkbar angeordnet ist. Um eine schnelle Öffnung zu gewährleisten, ist der zweite Antrieb 13 bevorzugt als pneumatischer Antrieb ausgebildet.
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Ein im Inneren des Antriebs 13 ausfahrbarer Teleskoparm 13A ist an seinem Ende mit dem Traversenschloss 7A befestigt. Nach der Auslösung und Entriegelung des ersten Antriebs 11 führt das Ausfahren des Teleskoparms 13 zu einer Öffnungsbewegung des Fensterflügels 2, wobei der zweite Antrieb 13 zunächst innerhalb des Schwenkarms 15 verbleibt und mit diesem gemeinsam etwa 90° ausgeschwenkt wird. Das weitere Ausfahren des Teleskoparms 13A lässt dann den Antrieb 13 um das Drehlager 16 schwenken, so dass die in 8 dargestellte Öffnungsstellung erreicht werden kann.
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Es wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung keinesfalls auf das zuvor näher beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern dass die Erfindung beliebige andere Ausgestaltungen umfasst, welche von der Lehre der bevorzugten Ausbildungen der Patentansprüche Gebrauch machen. Mit der Erfindung wird ein konstruktiv einfacher Aufbau eines Fensters beansprucht, das sowohl für den normalen Lüftungsbetrieb als auch als RWA-Gerät im Brandfall einsetzbar ist. Durch seine extreme Anpassungsfähigkeit lassen sich beliebige Fenstergeometrien ausbilden und eignen sich die erfindungsgemäßen Fenster auch hervorragend für die Nachrüstung vorhandener Anlagen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- europäische Norm EN 12101-2 [0004]
