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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stellantrieb für das automatische Bewegen von Verschlusselementen für Gebäudeöffnungen, insbesondere für Fensterflügel, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.
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Stellantriebe für das automatische Bewegen von Verschlusselementen für Gebäudeöffnungen, insbesondere für Fensterflügel, sind in mannigfaltiger Form bekannt und werden vielfach verwendet. Sie kommen insbesondere in gewerblich genutzten Gebäuden wie auch in öffentlichen Gebäuden zum Einsatz, um dort vermittels elektrischer Schaltkreise ferngesteuert entsprechende Gebäudeöffnungen öffnen bzw. verschließen und hierfür die Verschlusselemente, z.B. Fensterflügel, bewegen zu können. Aber auch in privaten Häusern und Wohnungen können derartige Stellantriebe zum Einsatz gelangen, insbesondere dort, wo entsprechende Verschlusselemente für Gebäudeöffnungen, z.B. Fensterflügel, aufgrund einer spezifischen Einbaulage nicht von Hand zu erreichen sind. Derartige Stellantriebe sind häufig als sogenannte Kettenantriebe ausgebildet, die in ihrem Inneren in sogenannten Kettenbahnhöfen einen Aufnahmeraum zum Aufnehmen einer in das Gehäuse des Stellantriebes einfahrenden Kette aufweisen, die die Kette vermittels des Antriebsmotors und über das Getriebe mit einer Antriebskraft beaufschlagen, um diese zum Bewegen des Verschlusselementes durch die Durchtrittsöffnung in dem Gehäuse ausfahren bzw. ausschieben zu können. Derartige Antriebsketten sind dabei in der Regel rückensteif, so dass sie beim Übertragen einer Druckkraft eigenstabil in der langgestreckten Position verbleiben und der Druckkraft nicht durch Aufrollen oder Einknicken ausweichen.
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Häufig wird nun bei derartigen Stellantrieben als problematisch angesehen, dass diese bei einem Ausfall der Versorgungsspannung aufgrund der hemmenden Wirkung des Getriebes und des mit diesem gekoppelten Antriebsmotors in der Regel blockieren, so dass ein mit dem jeweiligen Stellantrieb verbundenes Verschlusselement für Gebäudeöffnungen bei einem derartigen Ausfall der Versorgungsspannung nicht mehr bewegt werden kann, um die Gebäudeöffnung etwa zu verschließen oder zu öffnen (je nach dem, in welcher Position sich der Stellantrieb und das von diesem verfahrene Kraftübertragungsglied zum Zeitpunkt des Ausfalls der Versorgungsspannung befunden haben). Zwar gibt es in diesem Zusammenhang Lösungen, die vorsehen, in einem solchen Fall das Verschlusselement für die Gebäudeöffnung, z.B. den Fensterflügel, von dem Kraftübertragungsglied zu lösen, indem beispielsweise eine Steck- oder Schraubverbindung des freien Endes des Kraftübertragungsgliedes mit einer entsprechenden Anschlusskonsole an dem Verschlusselement gelöst wird. Allerdings ist ein solches Vorgehen aufwendig, da dies von Hand vorzunehmen ist und entsprechend eine ausführende Person sich Zugang zu dem Verschlusselement verschaffen und dort die erforderlichen mechanischen Tätigkeiten ausführen muss, um so das Kraftübertragungsglied von dem Verschlusselement zu lösen und damit den Stellantrieb von dem Verschlusselement zu entkoppeln.
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In der
DE 10 2011 001 156 A1 ist ein motorisch angetriebener und mit einer Selbsthemmung versehener Fensterschließer offenbart, bei dem durch Verschieben eines Zahnrades in einem Getriebestrang entgegen einer Federvorspannung der Antrieb von einem Kraftübertragungsglied abgekuppelt werden kann, um ein mit dem Fensterschließer bestücktes Fenster manuell öffnen zu können. Betätigt wird die Kupplung manuell über eine Zugschnur.
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Auch die
DE 298 04 227 U1 offenbart eine ähnliche Lösung. Dort ist in einem motorischen Kettenschubantrieb für das Öffnen und Schließen von Fenstern eine ausrückbare Getriebestufe vorgesehen, die von außerhalb eines Antriebsgehäuses über ein Stellelement, z.B. einen Nocken oder einen Druckknopf, manuell betätigt werden kann und die bei Betätigung des Stellelementes die ausrückbare Getriebestufe entgegen einer Federkraft ausrückt.
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Häufig werden die bekannten und gattungsgemäßen Stellantriebe zudem auch in Systeme für die Regelung der Raumklimatisierung eines Gebäudes mit eingebunden, indem diese an eine Steuerung für eine gezielte Belüftung bzw. Entlüftung angeschlossen werden. So können beispielsweise im Innenraum angeordnete Luftsensoren über die Qualität der Raumluft befinden und z.B. bei einem Übersteigen eines Schwellwertes für die Innenraumtemperatur eine automatische Belüftung durch Betätigen der Stellantriebe zum Öffnen der Gebäudeöffnungen durch entsprechendes Bewegen der Verschlusselemente veranlassen. Da heutzutage Gebäude durch hoch effektive Isolierungsmaßnahmen von äußeren Einflüssen (Wärmeeintrag, Wärmeaustrag, Zugluft) weitgehend entkoppelt sind, ist für den Erhalt eines angenehmen und für die in dem Gebäudeinnenraum befindlichen Personen zuträglichen Raumklimas eine entsprechende automatische Be- und Entlüftung von besonderer Bedeutung. Auch sind gattungsgemäße Stellantriebe vielfach in sogenannten RWA-Anlagen eingebunden, die im Brandfalle bzw. im Falle einer Rauchentwicklung, die über entsprechende Sensoren wahrgenommen wird, über eine entsprechende Steuerung ein automatisiertes Öffnen der Gebäudeöffnungen durch Verlagern der Verschlusselemente mittels der Stellantriebe Sorge zu tragen, so dass Rauch und entstehende Wärme abziehen können.
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Gerade für in derartigen Systemen eingebundene Stellantriebe und die so bestückten Gebäude bedeutet dann allerdings ein Spannungsausfall, bei dem beispielsweise die Stellantriebe insgesamt in einer Position verriegeln, in der die Verschlusselemente für die Gebäudeöffnungen in einer Schließstellung befindlich sind, die Gebäudeöffnungen also verschlossen sind, eine nicht unerhebliche Gefahr für die in dem Gebäude befindlichen Personen. Denn es kann auf diese Weise für die Belüftungssteuerung nicht für eine ausreichende Zufuhr von Frischluft gesorgt werden, so dass die Luft im Gebäudeinnenraum beispielsweise eine für die in dem Gebäude befindlichen Personen als unangenehm empfundene Temperaturschwelle erreichen kann, ohne dass durch einen Luftaustausch hier für eine Abkühlung gesorgt wird. Auch kann verbrauchte und im Sauerstoffgehalt reduzierte Luft nicht gegen Frischluft ausgetauscht werden, wenn durch einen Spannungsausfall die Stellantriebe versagen und keine Frischluftzufuhr gegeben ist. Auch für Stellantriebe in den sogenannten RWA-Anlagen bedeutet ein entsprechender Spannungsausfall einen gravierenden Einschnitt in die Funktionalität der entsprechenden Anlage. Denn dann kann zunächst im Grundsatz im Falle einer Rauchentwicklung bzw. einer starken Wärmeproduktion der Rauch bzw. kann die Wärme nicht durch Öffnen der Gebäudeöffnungen über von den Stellantrieben besorgtes Bewegen der Verschlusselemente in eine Offenstellung abgeführt werden. Hier wird häufig mit einer durch Akkumulatoren bereitgestellten Notstromversorgung gearbeitet, die z.B. nach den für Deutschland gültigen Vorschriften für einen Zeitraum von 72 Stunden gewährleistet werden muss. Allerdings gibt es auch Länder und nationale Vorschriften, die eine solche Notstromversorgung als Sicherheitskonzept nicht akzeptieren.
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Entsprechend sehen einzelne Länder in ihren baurechtlichen Vorschriften vor, dass im Falle eines Ausfalls der Versorgungsspannung von gattungsgemäßen Stellantrieben ein automatisches Zwangsöffnen der Verschlusselemente der Gebäudeöffnungen losgelöst von jeglicher Spannungsversorgung erfolgen muss. Hierfür ist dann in der Praxis eine Entkopplung des Antriebsmotors von dem Kraftübertragungsglied in dem jeweiligen Stellantrieb zu besorgen. Ein solches Land, welches entsprechende Vorschriften baurechtlicher Art erlassen hat, ist z.B. Hongkong.
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Eine entsprechende Lösung für eine solche Entkopplung des Antriebsmotors von dem Kraftübertragungsglied im Falle eines Ausfalls der Versorgungsspannung wird in der Druckschrift
HK 1170369 A vorgeschlagen. Dort wird ein Stellantrieb der gattungsgemäßen Art mit einer Kraftübertragungskette als Kraftübertragungsglied vorgeschlagen, welches in dem Getriebe ein Getriebeglied vorsieht, in der Beschreibung des Ausführungsbeispiels ein Doppelkegelrad, welches in einer Richtung quer zu der Längsrichtung des Gehäuses verlagerbar ist. Dieses Getriebeelement wird bei anliegender Versorgungsspannung durch einen elektromagnetischen Aktuator entgegen der Kraft einer Schraubenfeder in eine eingekuppelte Position gezwungen, in der die beiden Kegelradseiten mit entsprechenden Kegelrädern in dem Getriebe zusammenwirken, um so den Kraftfluss durch das Getriebe zu gewährleisten. Fällt bei diesem vorbekannten Stellantrieb nun die Versorgungsspannung aus, so entfällt die Andruckkraft des elektromagnetischen Aktuators und das quer zur Gehäuselängsrichtung bewegbare Getriebeglied, das Doppelkegelrad, wird durch die Spannkraft der Feder aus dem Getriebe ausgekoppelt, unterbricht so den Kraftfluss des Getriebes.
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Bei dem aus der vorbekannten
HK 1170369 A hervorgehenden Stellantrieb ist zudem ein in Öffnungsrichtung des mit dem Stellantrieb versehenen Fensterflügels vorgespannter Öffnungszylinder vorgesehen, der nach einem Auskuppeln des quer zur Gehäuselängsrichtung bewegbaren Getriebegliedes aufgrund einer mechanischen (pneumatischen oder hydraulischen) Vorspannung in Öffnungsrichtung ein Öffnen des Fensterflügels erzwingt, dabei die Kraftübertragungskette, die nun von dem Antriebsmotor getrennt ist, aus dem Gehäuse des Stellantriebes zieht.
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Wenngleich die aus der
HK 1170369 A vorbekannte Lösung und Konstruktion grundsätzlich die Vorgaben einer Entkopplung des Antriebsmotors von dem Kraftübertragungsglied im Falle eines Spannungsausfalles erfüllen kann, weist die dort offenbarte Lösung gleichwohl noch Nachteile und Unzulänglichkeiten auf, die im Ergebnis einen Verbesserungsbedarf ergeben. So ist insbesondere der Umstand, dass das bewegbare und auskuppelbare Getriebeglied in Form des Doppelkegelrades in einer Richtung quer zu der Längsrichtung des Gehäuses des Stellantriebes bewegbar ist und bewegt wird, ungünstig. Denn in dieser Richtung ist, da die typischen Gehäuse für Stellantriebe vergleichsweise schmal gebaut werden, dies insbesondere auch vor dem Hintergrund des angestrebten Ziels eines verdeckten Einbaus derartiger Antriebe in den Profilen der Verschlusselemente, z.B. Fensterflügeln, bzw. in den Profilen der die Gebäudeöffnungen umgebenden Rahmen (z.B. Fensterrahmen) die Dimensionen der Gehäuse in dieser Querrichtung noch weiter zu reduzieren, nur wenig Raum und entsprechend Weglänge für ein Verlagern des Getriebegliedes vorhanden. Es ergibt sich also ein nur sehr geringer möglicher Verfahrweg dieses Getriebeelementes, so dass ein zuverlässiges Auskuppeln durch ein ausreichend weites Hinausfahren dieses Getriebegliedes aus dem Eingriff mit den angrenzenden Getriebegliedern (Kegelrädern) nicht mit ausreichender Sicherheit möglich ist. Auch können in diesem engen Bauraum nicht beliebig große und damit in der Andruckkraft beliebig starke elektromagnetische Aktuatoren untergebracht werden, die das Getriebeglied bei ordnungsgemäßer Spannungsversorgung in die eingekuppelte Position zwingen, und auch das federelastische Rückstellelement, die Schraubenfeder, kann nur eingeschränkt dimensioniert werden, so dass nicht gewährleistet werden kann, dass hier eine ausreichende Spannkraft ausgeübt wird, um im Falle eines Stromausfalls das bewegbare Getriebeglied zuverlässig und sicher zu entkoppeln und damit die Kraftkupplung zwischen dem Antriebsmotor und dem Kraftübertragungsglied (hier der Kraftübertragungskette) zu unterbrechen.
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Der in der
HK 1170369 A offenbarte Stellantrieb ist mit anderen Worten nicht hinreichend störunanfällig und zuverlässig, als dass er stets bei einem möglichen Stromausfall das Getriebeglied sicher und ausreichend zuverlässig entkoppelt, hier also den Kraftfluss und die Hemmung entlang des Getriebes zum Antrieb hin unterbricht. Zudem kann mit dem vorbekannten Stellantrieb ein sicheres Einkuppeln des Getriebegliedes zur Herstellung einer zuverlässigen Kraftübertragung von dem Antriebsmotor auf das Getriebe und weiter auf das Kraftübertragungsglied nicht immer gewährleistet werden.
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Hier wird mit der vorliegenden Erfindung angesetzt, der die Aufgabe zugrunde liegt, einen verbesserten Stellantrieb zu schaffen, der bei Ausfall einer Versorgungsspannung gesichert eine Entkopplung des Antriebsmotors von dem nachgeschalteten Getriebe und dem Kraftübertragungsglied gewährleistet bei einer gleichzeitigen Möglichkeit einer schlanken Bauform des Gehäuses des Stellantriebes, die insbesondere auch verdeckte Einbauten dieses Stellantriebes in Rahmenprofilen oder dgl. erlaubt.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Stellantrieb mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen eines solchen erfindungsgemäßen Stellantriebes sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 10 bezeichnet.
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Erfindungsgemäß hat ein Stellantrieb für das automatische Bewegen von Verschlusselementen von Gebäudeöffnungen, insbesondere für Fensterflügel, also zunächst:
- a. ein entlang einer Längsrichtung langgestrecktes Gehäuse,
- b. einen in dem Gehäuse angeordneten Antriebsmotor,
- c. ein in das Gehäuse ein- und aus diesem durch eine Durchtrittsöffnung ausfahrbares Kraftübertragungsglied für die Übertragung einer Stellkraft auf ein Verschlusselement, und
- d. ein Getriebe zur Übertragung einer von dem Antriebsmotor erzeugten Antriebskraft auf das Kraftübertragungsglied.
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Weiterhin weist der Antriebsmotor eine Ausgangswelle auf und auf dieser angeordnet und festgelegt ein erstes Getriebeglied des Getriebes. Die Ausgangswelle ist dabei insbesondere in der Längsrichtung des Gehäuses orientiert. Das erste Getriebeglied steht bei einer Kraftübertragung von dem Motor über das Getriebe zu dem Kraftübertragungsglied mit einem zweiten Getriebeglied des Getriebes in Eingriff. Mit den vorstehend genannten Merkmalen stimmt der erfindungsgemäße Stellantrieb mit vorbekannten derartigen Stellantrieben überein. Der erfindungsgemäße Stellantrieb zeichnet sich nun dadurch aus, dass der Antriebsmotor in Längsrichtung des Gehäuses geführt zwischen einer ersten Position, in der das auf der Ausgangswelle des Antriebsmotors angeordnete erste Getriebeglied mit dem zweiten Getriebeglied zur Kraftübertragung in Eingriff steht, und einer zweiten Position, in der das erste Getriebeglied von dem zweiten Getriebeglied gelöst und die Kraftübertragung an dieser Stelle unterbrochen ist, verlagerbar angeordnet ist. Weiterhin ist vorgesehen, dass ein elektrisch betätigter Aktuator und ein Rückstellelement vorgesehen sind, wobei der elektrisch betätigte Aktuator, wenn dieser mit elektrischer Energie versorgt ist, den Antriebsmotor entgegen einer von dem Rückstellelement ausgeübten Rückstellkraft in der ersten Position hält, das Rückstellelement, wenn der elektrisch betätigte Aktuator nicht mit elektrischer Energie versorgt ist, mit seiner Rückstellkraft den Antriebsmotor in die zweite Position zwingt bzw. in die zweite Position bewegt.
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Von dem vorbekannten Stand der Technik, insbesondere demjenigen nach der
HK 1170369 A unterscheidet sich der erfindungsgemäße Stellantrieb in verschiedenen Punkten und konstruktiv anders gewählten Lösungen. So ist zunächst einmal die Stellrichtung, mit der durch Verlagern eines Elementes eine Entkopplung des Antriebsmotors von dem Kraftübertragungsglied erreicht wird, parallel zu der bzw. in Längsrichtung des Gehäuses orientiert, und nicht quer zu dieser verlaufend. Dadurch, dass die Gehäuselängsrichtung typischerweise einen größeren Raum bzw. eine größere Reserve für das Vorsehen entsprechender Freiräume für eine derartige Bewegung hergibt, kann ein entsprechend länger gewählter Bewegungsweg vorgesehen werden, der für eine zuverlässigere und sicherere Entkopplung des Antriebsmotors von dem Kraftübertragungsglied im Falle eines Stromlosfallens des elektrisch betätigten Aktuators gewährleistet. Zudem ist es aufgrund des größeren zu schaffenden Bauraumes auch möglich, ein eine größere Rückstellkraft aufbringendes, z.B. elastisches, Rückstellelement vorzusehen, welches im Falle des Stromlosfallens des elektrisch betätigten Aktuators mit größerer Zuverlässigkeit die Entkopplung des Antriebsmotors von dem Kraftübertragungselement gewährleistet. Auch kann, auch dies wiederum aufgrund des großzügiger möglich zu bemessenden Bauraumes der elektrisch betätigte Aktuator stärker dimensioniert und damit entsprechend mit mehr Andruckkraft ausgebildet werden, so dass dieser auch bei einem eine höhere Rückstellkraft ausübenden Rückstellelement einen ausreichenden und zuverlässig hohen Andruck ausübt, der bei entsprechend mit Spannung versorgtem elektrisch betätigten Aktuator eine sichere Kopplung der Kraftübertragung gewährleistet, ein ungewolltes Versagen dieser Kopplung verhindert.
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Weiterhin ist, anders als im Stand der Technik bekannt, bei der Erfindung vorgesehen, den Antriebsmotor an sich beweglich zu lagern und zwischen der ersten Position, in der die Kraftübertragung eingekoppelt ist, und der zweiten Position, in der die Kraftübertragung getrennt und der Antriebsmotor entkoppelt ist, hin und her zu bewegen. Das tatsächliche Fortbewegen des Antriebsmotors führt zusätzlich zu einer sichereren Entkopplung im Falle des Stromlosfallens des elektrisch betätigten Aktuators, da nicht lediglich ein Getriebeglied gelöst, sondern der gesamte Antriebsmotor als solcher verfahren und abgekoppelt wird.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann das Kraftübertragungsglied des Stellantriebes eine Kraftübertragungskette sein, insbesondere eine rückensteife derartige Kraftübertragungskette. Kraftübertragungsketten als Kraftübertragungsglieder haben den Vorteil, dass diese aufgrund der Möglichkeit diese aufzurollen bzw. umzubiegen, sehr kompakt in einem entsprechenden Aufnahmeraum, einem Kettenbahnhof, in dem Gehäuse des Stellantriebes platzsparend aufgenommen werden können. Es kommen aber auch andere Arten von Kraftübertragungsgliedern in Frage, z.B. eine Zahnstange oder dergleichen.
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Das Rückstellelement kann insbesondere ein elastisches Rückstellelement sein, welches eine Federkraft als Rückstellkraft auf den Antriebsmotor ausübt und diesen in Richtung der zweiten Position vorspannt. Dies hat den Vorteil, dass hier eine rein mechanische Lösung gegeben ist, die sehr ausfallresistent ist.
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Das Rückstellelement kann aber auch anders realisiert sein, z.B. durch einen mit dem elektrisch betätigten Aktuator verbindbaren Energiespeicher, der bei einem Ausfall der Versorgungsspannung mit dem elektrisch betätigten Aktuator in einer solchen Weise verbunden wird, dass dieser eine in die zweite Position wirkende Kraft auf den Antriebsmotor ausübt und den Antriebsmotor (10) in die zweite Position bewegt. Bei dieser Lösung übt das Rückstellelement die Rückstellkraft nicht etwa permanent aus, muss also der elektrisch betätigte Aktuator zum Bewegen des Antriebsmotors in die und Halten des Antriebsmotors in der ersten Position die Rückstellkraft nicht überwinden. Die Rückstellkraft fällt in diesem Fall erst dann an, wenn die normale Spannungsversorgung des elektrisch betätigten Aktuators ausfällt und der Aktuator selbst dann zusammen mit dem Energiespeicher das Rückstellelement bildet. Dabei kann der Aktuator insbesondere im Auslösefall von dem Energiespeicher in zu der normen Polung bei Anschluss an die Spannungsversorgung umgekehrter Polung versorgt werden, um so eine umgekehrt gerichtete Antriebskraft, die Rückstellkraft, auszuüben. Diese Lösung hat insbesondere den Vorteil, dass für das Halten des Antriebsmotors in der ersten Position ein geringerer Energiebedarf gegeben ist, da die Rückstellkraft nicht permanent überwunden werden muss. Auch eine Kombination der beiden vorstehend genannten Arten, das Rückstellelement zu bilden, ist möglich, also z.B. eine Unterstützung der Antriebskraft des in umgekehrter Richtung betriebenen Aktuators durch ein elastisches, vorgespanntes Rückstellelement.
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Um die Führung des zwischen der ersten Position und der zweiten Position in Längsrichtung des Gehäuses bewegbaren Antriebsmotors in dieser Längsrichtung zu besorgen, kann mit Vorteil wenigstens ein in Längsrichtung des Gehäuses angeordneter Führungsstift vorgesehen sein, auf dem wenigstens eine mit dem Antriebsmotor gekoppelte, insbesondere an diesem fest angeordnete, Führungshülse geführt ist. Dabei kann die Führung für die Längsbewegung des Antriebsmotors auch zwei oder mehr solcher in ihrer Längsrichtung parallel zur Längsrichtung des Gehäuses angeordnete Führungsstifte aufweisen, auf denen jeweils wenigstens eine mit dem Antriebsmotor verbundene bzw. gekoppelte Führungshülse geführt läuft. Zudem können je Führungsstift auch zwei oder mehr Führungshülsen vorgesehen sein, die z.B. an einer Vorder- sowie einer Hinterkante des Antriebsmotors festgelegt sind, um dadurch eine besonders zuverlässige Führung zu gewährleisten, bei der es nicht etwa zu Verklemmungen und einem dadurch hervorgerufenen Ausfall der Kupplungs- bzw. Entkupplungsfunktion kommen kann.
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Typischerweise wird bei dem erfindungsgemäßen Stellantrieb der elektrisch betätigte Aktuator mit der Versorgungsspannung des Antriebsmotors beaufschlagt werden. Denn dann gibt der Aktuator eine Bewegung des Antriebsmotors aus der ersten Position in die zweite Position durch das elastische Rückstellelement genau dann frei, wenn der Antriebsmotor ausfällt und eine motorische Verstellung des Kraftübertragungsgliedes und damit des mit diesem verbundenen Verschlusselementes der Gebäudeöffnung nicht mehr möglich ist. Grundsätzlich kann eine entsprechende Verschaltung durch eine Reihenschaltung des elektrisch betätigten Aktuators und des Antriebsmotors gewährleistet sein. Bevorzugt wird jedoch eine elektrische Parallelschaltung dieser beiden Elemente, die entsprechend auf diese Weise mit der Versorgungsspannung verbunden und beaufschlagt sind.
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Eine Möglichkeit, den elektrisch betätigten Aktuator zu bilden, ist die Verwendung eines elektromagnetischen Stellschalters. Dieser kann z.B. in Form eines Tauchmagneten gebildet sein.
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Eine andere Möglichkeit, den elektrisch betätigten Aktuator zu bilden, besteht darin, für diesen einen Federrückstellmotor vorzusehen. Dieser hat den Vorteil, dass er eine hohe Losbrechkraft aufbringen kann, was insbesondere dann, wenn auf dem zu bewegenden Gebäudeteil hohe Kräfte liegen, z.B. hohe Windlasten. Zudem kann eine solche Lösung in der Herstellung kostengünstig realisiert werden.
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Um den gewünschten vergleichsweise langen bzw. großen Stellweg des Antriebsmotors beim Verschieben zwischen der ersten Position und der zweiten Position entlang der Längsrichtung des Gehäuses zu erreichen, kann zwischen dem elektrisch betätigten Aktuator und dem Antriebsmotor eine Hebelanordnung vorgesehen sein, die insbesondere für eine Wegvergrößerung sorgt, um einen geringen Hub des elektromagnetisch betätigten Aktuators in einen entsprechend größeren Stellweg zwischen den beiden Positionen des Antriebsmotors umzusetzen.
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Alternativ kann, dies insbesondere dann, wenn der elektrisch betätigte Aktuator ein Federrückstellmotor ist, eine Pleuelstange vorgesehen sein, die eine von dem elektrisch betätigten Aktuator erzeugte Stellkraft und die eine von dem, insbesondere elastischen, Rückstellelement erzeugte Rückstellkraft auf den Antriebsmotor für eine Verlagerung des Antriebsmotors in Längsrichtung des Gehäuses zwischen der ersten und der zweiten Position bzw. umgekehrt überträgt.
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Das erste Getriebeglied, welches auf der Ausgangswelle des Motors angeordnet und festgelegt ist, kann gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsvariante der Erfindung eine Schnecke sein. Insbesondere ist die Ausgangswelle des Motors parallel zur Längsrichtung des Gehäuses bzw. in dieser Längsrichtung verlaufend orientiert und ist dann die Schnecke ebenfalls mit ihrer Längsrichtung in Längsrichtung des Gehäuses angeordnet. Eine solchermaßen angeordnete Schnecke lässt sich ohne Probleme durch Längsverschieben mit einem entsprechend gebildeten weiteren Getrieberad des Getriebes in Eingriff bringen bzw. von diesem durch Verschieben des Antriebsmotors und damit Längsverschieben der Schnecke lösen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsvariante kann in dem oder an dem Gehäuse des Stellantriebes ein Temperatursensor angeordnet sein, der im Falle eines festgestellten Überschreitens einer vorgegebenen Maximaltemperatur die Spannungsversorgung des elektrisch betätigten Aktuators unterbricht. Hierdurch kann, wenn der Temperatursensor hinsichtlich der Maximaltemperatur so eingestellt ist, dass diese Maximaltemperatur z.B. einen Brandfall repräsentiert, ein automatisches Auslösen des Stellantriebs für eine Zwangsöffnung des mit ihm betätigten Verschlusselementes erzielt werden. Der Temperatursensor kann dabei z.B. im einfachsten Fall ein temperaturempfindliches elektrisches Schaltelement, z.B. eine Schmelzsicherung, sein. Es kann hier aber auch ein mit einer Steuerung des Stellantriebs bzw. einer Anlagensteuerung, die mehrere solche Stellantriebe zusammengefasst verwaltet, verbundenes Sensorelement sein, auf dessen Ansprechen hin die Steuerung die Energieversorgung kappt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsvariante kann vorgesehen sein, dass der Stellantrieb einen temperaturausgelösten Sperrmechanismus aufweist, der bei Überschreiten einer Auslösetemperatur den Stellantrieb in einer Stellung mit ausgefahrenem Kraftübertragungsglied verriegelt. Durch einen solchen Sperrmechanismus, der zusätzlich zu der von einem an dem von dem Stellantrieb bewegten Verschlusselement angreifenden Zwangsöffnungsglied, das im Falle des Abkoppelns des Antriebsmotors von dem Getriebe und damit Freigeben des Kraftübertragungsgliedes die Öffnungskraft auf das Verschlusselement aufbringt, ausgeübten Öffnungskraft den Stellantrieb sperrt und ein erneutes Einlaufen des Kraftübertragungsgliedes verhindert, kann eine zusätzliche Sicherung des Offenhaltens der so zwangsgeöffneten Gebäudeöffnung für den Rauchabzug gewährleistet werden. Dies ist insbesondere bei solchen Verschlusselementen von Vorteil, die im geöffneten Zustand eine Auflast auf das Kraftübertragungsglied erbringen, wie z.B. Dachfenstern, relevant, da, insbesondere bei einer Erhöhung der Temperatur, ein Versagen des Zwangsöffnungsgliedes ansonsten zu einem ungewollten Schließen der Gebäudeöffnung führen könnte. Hierzu kann der Sperrmechanismus z.B. ein federvorgespanntes, temperaturausgelöstes Sperrglied enthalten, das bei Auslösung in das Getriebe fährt und durch Angreifen an einem der Zahnräder dieses blockiert.
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Ein wie oben beschriebenes Zwangsöffnungsglied ist z.B. häufig eine Gasdruckfeder, die konstruktiv unabhängig von dem Stellantrieb an dem Verschlusselement angreift und dieses in eine Offenstellung zwingt. Das Zwangsöffnungsglied kann aber auch in den Stellantrieb direkt integriert sein und wirkverbunden mit dem Kraftübertragungsglied dieses zum Öffnen des Verschlusselementes aus dem Gehäuse des Stellantriebes drücken.
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Im Normalbetrieb des Stellantriebes ist in der Regel eine stufenlose Einstellung eines Öffnungsgrades des Verschlusselementes zwischen einer geschlossenen und einer maximal geöffneten Stellung möglich, um z.B. einen gewünschten Lüftungsgrad einstellen zu können.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung kann der Stellantrieb einen mit dem elektrisch betätigten Aktuator verbundenen Energiespeicher aufweisen, der im Falle eines Ausfalls der Versorgungsspannung den elektrisch betätigten Aktuator für eine Überbrückungszeit weiter mit elektrischer Energie versorgt. Eine solche Versorgung des elektrisch betätigten Aktuators mir elektrischer Energie (also der Versorgungsspannung) über eine Überbrückungszeit kann insbesondere in Ländern mit instabilen Versorgungsnetzen, verhindern, dass ausgelöst durch kurzzeitige Spannungsaus- oder -abfälle, der Stellantrieb durch Lösen des Antriebsmotors von dem Getriebe auskuppelt und das mit diesem verbundene Verschlusselement zwangsgeöffnet wird. Dabei ist die Überbrückungszeit selbstverständlich so kurz zu wählen, dass diese zwar typische auftretende Ausfallzeiten bei kurzen Netzunterbrechungen abdeckt, jedoch nicht etwa eine in einem Brandfall erforderliche Zwangsöffnung des mit dem Stellantrieb zu betätigenden Verschlusselements zu lange zurückhält. Im einfachsten Fall kein ein solcher Energiespeicher ein elektrische Kondensator sein, dessen Kapazität entsprechend der für die Aufrechterhaltung der Spannungsversorgung des elektrisch betätigten Aktuators für die Überbrückungszeit bemessen ist und der im Normalbetrieb von der anliegenden Versorgungsspannung aufgeladen wird. Denkbar ist aber auch eine andere Lösung, z.B. über einen Akkumulator, wobei dann auch eine Anbindung an eine Steuerung des Stellantriebes erfolgen kann, die die Überbrückungsversorgung steuert, z.B. im Falle eines anliegenden Brandalarmsignals diese ganz unterbindet. Der Energiespeicher, der der oben geschilderten Funktion dient, kann dabei insbesondere auch derselbe sein, der in einer zuvor bereits beschriebenen Weiterbildung als Bestandteil des Rückholelements (bzw. eines Rückholmechanismus) vorgesehen sein kann. Dann allerdings ist eine Steuerungsintelligenz erforderlich, die vorgibt, welcher Funktion die Energie aus dem Energiespeicher zufließen soll, der Aufrechterhaltung der Spannungsversorgung des elektrisch betätigten Aktuators für das Halten des Antriebsmotors in der ersten Position oder aber der Versorgung des Rückstellelements (z.B. des in umgekehrter Richtung betriebenen elektrisch betätigten Aktuators) für ein Verfahren des Antriebsmotors in die zweite Position.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Figuren.
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Dabei zeigen:
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1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Stellantriebes mit teilweise aus dem Gehäuse desselben ausgefahrener Kraftübertragungskette in einem möglichen Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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2 eine dreidimensionale Ansicht des Stellantriebes gemäß 1;
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3 eine von der Seite genommene Schnittansicht des Antriebes gemäß 1 in einer ersten Ausgestaltungsvariante mit in seiner ersten Position, in der eine Kraftübertragung zu dem Getriebe gewährleistet ist, befindlichem Antriebsmotor;
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4 eine der 3 vergleichbare Schnittansicht des Antriebes nach der ersten Ausgestaltungsvariante, jedoch mit durch das Rückstellelement aus der ersten Position in die zweite Position, in der der Antriebsmotor kraftübertragungsmäßig von dem weiteren Getriebe getrennt ist, befindlichem Antriebsmotor;
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5 eine der 3 vergleichbare, von der Seite genommene Schnittansicht des Antriebes gemäß 1 in einer zweiten Ausgestaltungsvariante mit in seiner ersten Position, in der eine Kraftübertragung zu dem Getriebe gewährleistet ist, befindlichem Antriebsmotor;
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6 eine der 5 vergleichbare Schnittansicht des Antriebes nach der zweiten Ausgestaltungsvariante, jedoch mit durch das Rückstellelement aus der ersten Position in die zweite Position, in der der Antriebsmotor kraftübertragungsmäßig von dem weiteren Getriebe getrennt ist, befindlichem Antriebsmotor;
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7 eine der 5 vergleichbare Schnittansicht des Antriebes nach der zweiten Ausgestaltungsvariante mit dem Antriebsmotor in der ersten Position, jedoch genommen entlang einer tiefer in der Zeichenebene liegenden Schnittebene, so dass das Innenleben des hier als elektrisch betätigter Aktuator dienenden Federrückstellmotors sichtbar ist;
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8 eine entlang der Schnittlinie D-D in 7 genommene Schnittansicht;
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9 eine dreidimensionale Ausschnittansicht des Antriebes in der zweiten Ausgestaltungsvariante mit in der ersten Position befindlichem Antriebsmotor und offenem Gehäuse des Federrückstellmotors; und
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10 eine Ansicht wie in 9, jedoch mit in der zweiten Position befindlichem Antriebsmotor.
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In den Figuren ist ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, welches nachstehend unter Rückgriff auf diese Figuren beschrieben wird. Dabei sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es soll hierbei verstanden werden, dass die Figuren keine vollständigen Konstruktionszeichnungen darstellen, sondern lediglich Prinzipskizzen, die die relevanten und für die Erfindung wichtigen Elemente darstellen und zeigen.
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In den Figuren sind in verschiedenen Ansichten ein erstes Ausführungsbeispiel (1 bis 4) und ein zweites Ausführungsbeispiel (1, 2, und 5 bis 10) für einen erfindungsgemäß gestalteten Stellantrieb gezeigt, wobei dieser Stellantrieb in den zeichnerischen Darstellungen für beide Ausführungsbeispiele gleich mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist. Der Stellantrieb 1 ist für beide Ausgestaltungsformen in einer Außenansicht, wie sie in den 1 und 2 gezeigt ist, gleich, weshalb diese Darstellungen auf beide Ausführungsbeispiele gleichermaßen zutreffen. Der Stellantrieb 1 wird nachfolgend zunächst mit den Komponenten beschrieben, die für beide Ausführungsformen vorhanden sind und in gleicher Weise wirken. Die nun folgende Beschreibung betrifft daher beide Ausführungsformen und gilt insoweit auch für alle Figuren. Der Stellantrieb 1 umfasst in jedem Fall ein langgestrecktes Gehäuse 2, in dem ein Kraftübertragungsglied in Form einer Kraftübertragungskette 3 und weitere Komponenten des Stellantriebes 1 aufgenommen und von dem Gehäuse umschlossen sind. Die Kraftübertragungskette 3 kann angetrieben durch einen Antrieb (dies wird nachstehend näher beschrieben) aus dem Gehäuse 2 aus- und in dieses eingefahren werden, wobei hierfür eine Durchtrittsöffnung 4 in dem Gehäuse 2 vorgesehen ist, die die Kraftübertragungskette 3 durchragt. Eine elektrische Anschlussleitung 5 ist an einer Stirnseite in das Gehäuse geführt, wobei diese elektrische Anschlussleitung Adern für die Versorgung mit einer Betriebsspannung enthält und darüber hinaus Adern für Steuersignale enthalten kann. Jedenfalls ist über die Anschlussleitung 5 die Versorgungsspannung in das Gehäuse geführt zur dortigen Verteilung an die weiteren Komponenten wie später beschrieben.
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Erkennbar ist das Gehäuse 2, wie bereits erwähnt, langgestreckt gebildet mit seiner größten Ausdehnung entlang einer Längsrichtung L.
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An der Kraftübertragungskette 3 ist an einem freien, durch die Durchtrittsöffnung 4 hervorstehenden Ende ein Anschlagkopf 6 festgelegt, mit dem dieses freie Ende der Kraftübertragungskette 3 an einer entsprechenden Befestigungskonsole an einem Verschlusselement für eine Gebäudeöffnung, insbesondere einem Fensterflügel, festgelegt bzw. dort angeschlagen werden kann.
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In den Querschnittsdarstellungen gemäß 3 und 4 (für das erste Ausführungsbeispiel) und in den Ansichten 5 bis 10 (für das zweite Ausführungsbeispiel) ist das Innenleben in dem Gehäuse 2 des Stellantriebes 1 für diese Ausführungsformen näher dargestellt. Zu erkennen ist hier, dass für beide Ausführungsformen die – in den Figuren vereinfacht und verkürzt dargestellte – Kraftübertragungskette 3, bei der es sich um eine rückensteife Kette handelt, umgelenkt und in das Gehäuse 2 eingefahren wird. Dabei wird die Kraftübertragungskette 3 in einen Bereich des Gehäuses, der auch als Kettenbahnhof 7 bezeichnet wird, eingefahren und dort in zusammengeklapptem Zustand aufgenommen und verstaut. Zum Ein- bzw. Ausfahren der Kraftübertragungskette 3 greift in diese in einem Umlenkabschnitt 8 ein sternförmig gebildetes Kettenantriebsrad 9 ein, welches mit den sternförmig abstehenden Mitnehmerarmen in die einzelnen Kettenglieder eingreift, die Kettenbolzen, die die Kettenglieder verbinden, hintergreift und so die Kraftübertragungskette beim Ein- bzw. Ausfahren in die jeweilige Richtung entsprechend der Drehrichtung des Kettenantriebsrades schiebt.
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Zu erkennen sind in den Figuren ferner ein in beiden Ausführungsbeispielen gleichermaßen vorhandener Antriebsmotor 10, bei dem es sich um einen Elektromotor handelt, sowie ein Getriebe 11, über welches die von dem Antriebsmotor 10 erzeugte Antriebskraft bis zu dem Kettenantriebsrad 9 zum Antrieb desselben und damit Verlagern der Kraftübertragungskette 3 übertragen wird. Der Antriebsmotor 10 hat eine parallel zu der Längsrichtung L des Gehäuses 2 verlaufende Ausgangswelle 12, auf der eine Schnecke 13 angeordnet ist. Diese Schnecke 13 bildet ein Getriebeelement des Getriebes 11.
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Der Antriebsmotor 10 ist, wie ein Vergleich jeweils der 3 und 4, der 5 und 6 sowie der 9 und 10 zeigt, in beiden Ausgestaltungsvarianten in Längsrichtung des Gehäuses 2 verlagerbar. Dazu ist der Antriebsmotor 10 über mit diesem fest verbundene Gleithülsen 14 auf in Längsrichtung L des Gehäuses 2 verlaufenden Führungsstiften bzw. Führungsstangen 15 geführt.
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In den 3, 5 und 7 bis 9 ist der Antriebsmotor 10 jeweils in einer ersten Position dargestellt, in der die auf seiner Ausgangswelle 12 angeordnete Schnecke 13 mit einem Schneckenrad 16, welches ein weiteres Getriebeglied des Getriebes 11 ist, kämmt, in der also die vom Antriebsmotor 10 erzeugte Antriebskraft in das Getriebe 11 eingekoppelt und über dieses auf das Kettenantriebsrad 9 zum Bewegen der Kraftübertragungskette 3 übertragen wird.
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In den 4, 6 und 10 ist der Antriebsmotor 10 dagegen in einer zweiten, zurückgezogenen Position dargestellt, in der die Schnecke 13 von dem Schneckenrad 16 vollständig gelöst ist und in der damit die Kraftübertragung von dem Antriebsmotor 10 über das Getriebe 11 auf das Kettenantriebsrad 9 unterbrochen, der Antriebsmotor 10 also von der Kraftübertragungskette 3 entkoppelt ist.
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Dabei wird bei einer Bewegung des Antriebsmotors 10 aus der zweiten, zurückgezogenen Position in die erste, eingekoppelte Position beim Einkoppelvorgang selbst der Antriebsmotor 10 in seiner Rotationsbewegung so gesteuert, dass die Schnecke 13 sicher und ohne zu verkanten oder zu verhaken in das Schneckenrad 16 einfädelt. Dabei unterstützt die auf die Schnecke 13 übertragene Antriebsbewegung des Antriebsmotors 10 dann, wenn die Schnecke 13 mit dem Schneckenrad 16 in Eingriff gekommen ist, die weitere Bewegung des Antriebsmotors in die erste Position, kann diese Bewegung sogar ggf. ohne weitere Unterstützung bewirken. Das Erreichen der ersten Position kann mittels geeigneter Sensoren, z.B. Magnetfeldsensoren im Zusammenspiel mit an den beteiligten Elementen angeordneten Magneten, nachgehalten und einer elektronischen Steuerung rückgemeldet werden.
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Die Stell- bzw. Verlagerungsbewegung des Antriebsmotors 10 wird in beiden Ausführungsbeispielen im Übrigen durch einen elektrisch betätigten Aktuator bzw. durch ein Rückstellelement bewirkt.
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In dem ersten Ausführungsbeispielen, das in den 3 und 4 genauer zu erkennen ist, weist dieser elektrisch betätigte Aktuator die Form eines Hubmagneten 17 auf. Das, in diesem Beispiel elastische, Rückstellelement ist hier in diesem Hubmagneten 17 angeordnet. Der Hubmagnet 17 ist an einem zu dem Gehäuse 2 ortsfest angeordneten Magnethalter 18 festgelegt. Er weist einen Elektromagneten und einen in dessen Inneren in dem von dem Elektromagneten bei Beaufschlagung mit Spannung erzeugten Magnetfeld angeordneten magnetisierbaren bzw. magnetischen Tauchkern auf, der mit einer Stellstange 19 verbunden ist. Die Stellstange 19 ist über einen Mitnehmerzapfen 20 mit einem ersten Hebelelement 21 einer Kniehebelanordnung 22 gekoppelt, indem dieser Mitnehmerzapfen 20 in einem Langloch 23 des ersten Hebelelementes 21 geführt ist. Das erste Hebelelement 21 ist mit einem ersten freien Ende gelenkig mit dem Magnethalter 18 verbunden. Mit einem zweiten freien Ende ist das erste Hebelelement 21 mit einem zweiten Hebelelement 24 gelenkig verbunden und bildet so die Kniehebelanordnung 22. Das zweite Hebelelement 24 ist mit einem zweiten freien Ende mit dem Antriebsmotor 10 gelenkig verbunden. Auf diese Weise wird durch eine Vor- bzw. Rückbewegung der Stellstange 19 des Hubmagneten 17 eine Vor- und Rückbewegung des Antriebsmotors 10 geführt durch die Führungsstangen 15 in Längsrichtung L des Gehäuses 2 bewirkt, wobei durch die Hebelübertragung über die Kniehebelanordnung 22 ein vergleichsweise geringer Hub der Stellstange 19 des Hubmagneten 17 in einen größeren Hub bzw. eine größere Bewegungsspanne des Antriebsmotors 10 übersetzt wird.
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Der Hubmagnet 17 ist, ebenso wie der Antriebsmotor 10, mit der Versorgungsspannung beaufschlagt. Liegt an dem Hubmagneten 17 entsprechend die Versorgungsspannung an, so zwingt das von dem Elektromagneten erzeugte Magnetfeld den Festmagneten und mit diesem die Stellstange 19 in die in 3 gezeigte Position und zwar unter elastischem Verformen des elastischen Rückstellelementes und entgegen der von diesem aufgebrachten Rückstellkraft. Auf diese Weise wird bei anliegender Versorgungsspannung der Antriebsmotor 10 in der ersten Position, wie sie in 3 dargestellt ist, gehalten, so dass dort die Schnecke 13 mit dem Schneckenrad 16 kämmt, die von dem Antriebsmotor 10 erzeugte Antriebskraft über das Getriebe 11 und das Kettenrad 9 auf die Kraftübertragungskette 3 zum Bewegen der Letztgenannten übertragen wird. Ist diese Position des Antriebsmotors 10 eingenommen, wird die dem Hubmagneten 17 zugeführte Leistung so weit reduziert, dass die Position sicher gehalten wird, gleichwohl aber der Energieverbrauch auf ein erforderliches Minimum reduziert werden kann.
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Fällt der Hubmagnet 17 hingegen stromlos, so bricht das Magnetfeld des Elektromagneten zusammen, entfällt die magnetische Kraft, mit der die Stellstange 19 in die in 3 gezeigte Position gedrückt wird, und das im Inneren des Hubmagneten 17 angeordnete elastische Rückstellelement zwingt die Stellstange 19 in die in 4 gezeigte, in der Darstellung gegenüber der 3 nach rechts verschobene Position. Über die Kniehebelanordnung 22 wird dann der Antriebsmotor 10 aus der in 3 dargestellten ersten Position in die in 4 dargestellte zweite Position gezogen und verlagert, und zwar in Längsrichtung L des Gehäuses 2, wobei dann die Schnecke 13 außer Eingriff mit dem Schneckenrad 16 gerät, die Kraftübertragung über das Getriebe 11 unterbunden und der Antriebsmotor 10 so von der Kraftübertragungskette 3 entkoppelt ist. In dieser Position kann die Antriebskette 3 dann frei bewegt werden, da die ansonsten durch die Kombination aus kurzgeschlossenem Antriebsmotors 10 und Schnecke 13 bewirkte Hemmung entfällt.
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Alternativ oder zusätzlich zu dem den Hubmagneten 17 in die zweite Position zwingenden elastischen Rückstellelement kann auch ein Energiespeicher vorgesehen sein, der bei einem Ausfall der an dem Hubmagneten 17 anliegenden Versorgungsspannung diesen in umgekehrter Polung mit Spannung versorgt und so die Rückholbewegung zum Verlagern des Antriebsmotors 10 aus der ersten in die zweite Position ausführt, ggf. weiter unterstützt durch das elastische Rückstellelement. Das Rückstellelement ist dann durch den Energiespeicher im Zusammenwirken mit dem in umgekehrter Richtung gepolten Hubmagneten 17 zu sehen, ggf. ergänzt um das elastische Rückstellelement.
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In dem in den 5 bis 10 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel ist der elektrisch betätigte Aktuator anders realisiert, nämlich durch einen Federrückstellmotor 25. Dieser umfasst in einem gemeinsamen Motorgehäuse angeordnet einen Elektromotor 26, ein Getriebe 27, in das der Elektromotor 26 seine Ausgangskraft bzw. sein Ausgangsdrehmoment einkoppelt und dass zu einer Reduzierung der Drehzahl vorgesehen ist, und ein elastisches Rückstellelement in Form einer Spiralfeder 30. Das letzte Getriebeglied des Getriebes 27, das in der 7 horizontal angeordnet gezeigte Zahnrad 28, ist auf einer Welle 29 angeordnet, um die die Spiralfeder 30 gewunden ist, so dass sich letztere bei einer Rotation der Welle 29 ausgehend von einer Ruhelage spannt. Wird also durch den Elektromotor 26 und das Getriebe 27 die Welle 29 aus der Ruhelage heraus gedreht, so wird die Spiralfeder 30, die das elastische Rückstellelement bildet, gespannt. Fällt der Elektromotor 26 dann aber stromlos, so relaxiert die Spiralfeder 30 und zwingt so die Welle 29 zurückzudrehen in ihre Ausgangsposition und Ruhelage. Alternativ kann das Element 29 auch als fest eingepresste Achse ausgeführt und das Zahnrad 28 auf diesem gleitgelagert werden. Dann ist die Spiralfeder 30 für die Aufbringung der Rückstellkraft mit dem Zahnrad 28 direkt zu koppeln.
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An dem Zahnrad 28 ist in einer exzentrischen Position des Zahnrades 28 mit einem ersten Ende eine Pleuelstange 31 festgelegt. Mit einem zweiten Ende ist die Pleuelstange 31 mit dem Antriebsmotor 10 verbunden. Dabei ist die Pleuelstange 31 so bemessen und angeordnet, dass sie in der Ruhestellung der Welle 29 und damit des an dieser festgelegten Zahnrades 28, also letztlich des Federrückstellmotors 25 insgesamt (wenn also die Spiralfeder 30 weniger gespannt ist), die in den 6 und 10 gezeigte Stellung einnimmt, in der sie quer zu der Längsrichtung L des Gehäuses 2 des Stellantriebes 1 verläuft und in der sie den Antriebsmotor 10 in einer zurückgezogenen Stellung hält, in der die mit dessen Ausgangswelle 12 verbundene Schnecke 13 nicht mehr an dem Schneckenrad 16 angreift, sondern von diesem und damit auch von dem Getriebe 11 abgekoppelt ist. Durch Aktivieren des Federrückstellmotors 25 (bei anliegender Spannung) dreht dieser solange, bis das Zahnrad 28 sich in der in 8 gut zu erkennenden Position befindet und die Pleuelstange 31 sich im Wesentlichen parallel zu der Längsrichtung L des Gehäuses 2 erstreckt, wie dies in den 5 und 7 bis 9 dargestellt ist. Dadurch wird der Antriebsmotor 10 in der Längsrichtung L in Richtung des Getriebes 11 verschoben, so dass die Schnecke 13 an dem Schneckenrad 16 angreift und so die Antriebskraft des Antriebsmotors 10 in das Getriebe 11 eingekoppelt und auf die Kraftübertragungskette 3 übertragen werden kann. In der ersten Position des Antriebsmotors 10 liegt die Pleuelstange 31 in einer im Wesentlichen parallel zu dem Gehäuse 2 orientierten Ausrichtung und ist gleichermaßen in einem oberen Totpunkt ihrer Bewegungsmöglichkeit orientiert. In dieser Stellung nimmt sie die von dem Verschlusselement aufgebrachte, feder- und eigengewichtsbedingte Vorspannungen und auch mögliche Soglasten, die an dem Verschlusselement wirken können auf, ohne dabei ein nennenswertes Drehmoment auf das Zahnrad 28 auszuüben bzw. in dieses einzuleiten. So werden das Getriebe 27 und der Elektromotor 26 des Federrückstellmotors 25 entlastet und geschont.
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Auch hier, dies wird aus der obenstehenden Beschreibung deutlich, kann nur bei anliegender Spannungsversorgung ein Verfahren der Kraftübertragungskette 3 durch den Antriebsmotor 10 erfolgen, bzw. durch die Selbsthemmung des Getriebes 11 und des Antriebsmotors 10 die Kraftübertragungskette 3 in einer Position gehalten werden. Wenn die Spannungsversorgung des Antriebsmotors 10, mit der auch der Elektromotor 16 des Federrückstellmotors 25 beaufschlagt ist, ausfällt, wird durch die Kraft der Spiralfeder 30 der Federrückstellmotor 25 in seine Ruheposition zurückgefahren, über die dadurch induzierte Rückholbewegung der Pleuelstange 31 der Antriebsmotor 10 in Längsrichtung L von dem Getriebe 11 weg verfahren und die Schnecke 13 so von dem Schneckenrad 16 und dem Getriebe 11 abgekoppelt.
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Hierbei ist auch zu erwähnen, dass der Federrückstellmotor im Hinblick auf das Rückstellelement durch eine wie oben genannte Maßnahme des Vorsehens eines Energiespeichers, aus dem im Falle eines Ausfalls der regulären Versorgungsspannung, die an dem Motor anliegt, eine Spannung in umgekehrter Polung an den Elektromotor 26 angelegt wird, so dass dieser in umgekehrten Drehsinn dreht und das Getriebe 27 und darüber die Pleuelstange 31 so bewegt, dass der Antriebsmotor 10 aus der ersten Position in die zweite, zurückgezogene Position gezogen wird. Dabei kann dann die Spiralfeder 30 noch unterstützen. Ggf. kann die Spiralfeder 30 aber auch ganz entfallen, die Rückstellkraft allein aus einem wie geschildert aus einem Energiespeicher gespeisten, umgekehrt gepolten Betrieb des Elektromotors 26 abgeleitet wird. Dann ist der Aktuator kein Federrückstellmotor mehr, sondern lediglich ein in zwei entgegengesetzte Richtungen betriebener Motor.
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Für beide oben genannten Ausführungsbeispiele und auch allgemein für diese Konstruktionsvariante ist im Hinblick auf die Verwendung der Schnecke 13 am Ausgang des Antriebsmotors 10 und des Schneckenrades 16 am Eingang des Getriebes 11 anzumerken, dass diese Schnecke 13 im Falle eines Zurückziehens des Antriebsmotors 10 aus der ersten in die zweite Position, wenn der Antriebsmotor 10 ohne Versorgungsspannung steht und die Schnecke 13 somit stillsteht, wie eine Zahnstange auf das Schneckenrad 16 einwirkt und so dieses in Rotation versetzt, das Getriebe 11 also mit einem Anfangsbewegungsimpuls versorgt. Dieser aktive Puls ist besonders von Vorteil, da diese hilft, das z.B. durch einen Schmierstoffabriss bei marktüblichen Getrieben stets erforderliche Losbrechmoment aufzubringen. So wird ein Element das im Falle eines Ausfalls der Spannungsversorgung das mit dem Stellantrieb 1 versehene Verschlusselement zwangsöffnen soll, z.B. eine Gasdruckfeder, entlastet, muss diese Anfangskraft für das Losbrechmoment nicht auch noch aufbringen.
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Die Eingriffsseite der Schnecke 13 am Schneckenrad 16 wird insbesondere so konstruiert und gewählt werden, ist dies in den gezeigten Ausführungsbeispielen auch, dass an dem Anschlagkopf 6 wirksame Zugkräfte axiale Druckkräfte der Schnecke 13 in Richtung von der ersten zu der zweiten Position des Antriebsmotors 10 bewirken. Dadurch sind die Wirkrichtungen eines Zwangsöffnungsgliedes zum Öffnen des mit dem Stellantrieb 1 ausgerüsteten Verschlusselements (z.B. einer Gasdruckfeder) und des Rückstellelements zum Abkoppeln der Schnecke 13 vom Getriebe 11 in gleich gerichtet und wirken so gegenseitig unterstützend.
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An dieser Stelle ist noch einmal deutlich geworden, welchen Vorteil insbesondere die Verlagerung des Antriebsmotors 10 insgesamt in Längsrichtung des Gehäuses mit sich bringt gegenüber einer Verlagerung eines Getriebeelementes in einer Richtung quer zu der Gehäuselängsrichtung, bei der längst nicht der hier ausgenutzte Raum bzw. eine entsprechende Verlagerungsstrecke zur Verfügung steht, so dass eine zuverlässige Entkopplung nicht gewährleistet werden kann und insbesondere eine heute vielfach geforderte schmale Bauform des Gehäuses nicht möglich ist.
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An dieser Stelle ist noch zu erwähnen, dass bei einem erfindungsgemäß gebildeten Stellantrieb selbstverständlich, wie z.B. auch in der
HK 1170369 A dargestellt, ein zusätzliches mechanisches Spannelement vorgesehen sein kann, welches bei einem Ausfall der Versorgungsspannung und einer Entkopplung des Antriebes
10 von der Kraftübertragungskette
3 ein Verschlusselement, insbesondere einen Fensterflügel, in die Offenstellung bewegt zum Öffnen der Gebäudeöffnung.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stellantrieb
- 2
- Gehäuse
- 3
- Kraftübertragungskette
- 4
- Durchtrittsöffnung
- 5
- elektrische Anschlussleitung
- 6
- Anschlagkopf
- 7
- Kettenbahnhof
- 8
- Umlenkabschnitt
- 9
- Kettenantriebsrad
- 10
- Antriebsmotor
- 11
- Getriebe
- 12
- Ausgangswelle
- 13
- Schnecke
- 14
- Gleithülse
- 15
- Führungsstift/Führungsstange
- 16
- Schneckenrad
- 17
- Hubmagnet
- 18
- Magnethalter
- 19
- Stellstange
- 20
- Mitnehmerzapfen
- 21
- Hebelelement
- 22
- Kniehebelanordnung
- 23
- Langloch
- 24
- Hebelelement
- 25
- Federrückstellmotor
- 26
- Elektromotor
- 27
- Getriebe
- 28
- Zahnrad
- 29
- Welle
- 30
- Spiralfeder
- 31
- Pleuelstange
- L
- Längsrichtung
