-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bewegung eines bewegbaren Gebäudeteils nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
-
Eine solche Vorrichtung dient insbesondere zum Öffnen und/oder Schließen eines Fensters, eines Fensterflügels, einer Türe o. dgl. in einem Gebäude. Es kann sich bei dem Gebäude sowohl um ein öffentliches Gebäude als auch um einen privaten Haushalt handeln.
-
Eine derartige Vorrichtung zur Bewegung eines bewegbaren Gebäudeteils weist einen Antrieb auf. Der Antrieb umfasst ein Getriebe und wirkt mittels des Getriebes mit einem Drehmomentübertragungsteil eines Beschlages des Gebäudeteils zur nichtmanuellen Bewegung des Gebäudeteils zusammen. Bei dem Drehmomentübertragungsteil kann es sich beispielsweise um einen Vierkant handeln, der herkömmlicherweise zur manuellen Bewegung des Gebäudeteils mittels eines Fenstergriffs dient. Es besteht der Bedarf, dass der Antrieb zur nichtmanuellen Bewegung des Gebäudeteils einen Einbruchschutz gewährleistet.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung zur Bewegung eines bewegbaren Gebäudeteils derart weiterzuentwickeln, dass diese Schutz gegen einen Einbruch bietet.
-
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung zur Bewegung eines bewegbaren Gebäudeteils durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
-
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bewegung eines bewegbaren Gebäudeteils ist eine mechanische Überlastsicherung im Getriebe vorgesehen, derart dass auf das Drehmomentübertragungsteil einwirkende und/oder aufgebrachte Missbrauchskräfte von der Überlastsicherung aufgenommen werden. Der Antriebsmechanismus wechselt somit bei Überschreiten eines durch die Missbrauchskraft eingebrachten gewissen Drehmoments in einen blockierenden Zustand und verhindert somit eine gewaltsame Bewegung des Gebäudeteils. Trotz deren Einfachheit gewährleistet die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bewegung eines bewegbaren Gebäudeteils eine hohe Sicherheit gegen Einbruch. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
In einfacher Art und Weise kann es sich bei dem Antrieb um einen elektromotorischen Antrieb handeln. Insbesondere kann der Antrieb einen Elektromotor umfassen. Zum Schutz kann ein Gehäuse für den Antrieb vorgesehen sein.
-
In funktions- sowie betriebssicherer Art und Weise kann das Getriebe aus einem wenigstens ein Zahnrad umfassenden Zahnradgetriebe bestehen. Zwecks Verwendung eines energiesparenden Antriebs mit geringer Leistung kann das Getriebe aus einer Aneinanderreihung von wenigstens zwei oder auch mehreren abgesetzten Stirnrädern bestehen. In kompakter Anordnung kann der Elektromotor ein erstes Zahnrad antreiben. Das erste Zahnrad kann wenigstens ein weiteres Zahnrad antreiben. Das weitere Zahnrad kann schließlich in ein mit dem Drehomentübertragungsteil zusammenwirkendes Abtriebszahnrad eingreifen.
-
In einer robusten Ausgestaltung kann es sich bei dem Getriebe um ein Kronenradgetriebe handeln. Bei einem solchen Getriebe kann das erste Zahnrad als ein Kronenrad ausgebildet sein. Der Elektromotor kann wiederum mittels eines Ritzels das erste Zahnrad antreiben. In ebenfalls robuster Ausgestaltung kann es sich bei dem Getriebe um ein Schneckengetriebe handeln. Bei einem solches Getriebe kann das erste Zahnrad als ein Schneckenrad ausgebildet sein. Der Elektromotor kann wiederum mittels einer Schnecke das erste Zahnrad antreiben.
-
Zweckmäßigerweise kann das weitere, in das Abtriebszahnrad eingreifende Zahnrad für die Überlastsicherung verwendet werden. In einfacher sowie kostengünstiger Art und Weise kann das weitere Zahnrad derart gelagert sein, dass das weitere Zahnrad bei Einleitung einer überhöhten Missbrauchskraft auf das Drehmomentübertragungsteil aus der Lagerung springt sowie außer Eingriff mit dem ersten Zahnrad gelangt. Bei einer im Hinblick auf die Einbruchssicherheit besonders funktionssicheren, weiteren Ausgestaltung kann das außer Eingriff mit dem ersten Zahnrad stehende, weitere Zahnrad in Berührung mit dem Gehäuse, das für den Antrieb vorgesehen ist, gelangen. Dabei kann sich insbesondere wenigstens ein Zahn des weiteren Zahnrades in einer Seitenwand des Gehäuses für das Getriebe verkeilen, so dass das weitere Zahnrad blockiert ist und eine gewaltsame Bewegung des Gebäudeteils verhindert ist. In erweiterter Funktionalität kann das aufgrund des Einwirkens einer Missbrauchkraft außerhalb der Lagerung befindliche, weitere Zahnrad durch Einleitung einer Rückstellkraft in die Lagerung zurückführbar sein, insbesondere derart dass das weitere Zahnrad wieder in Eingriff mit dem ersten Zahnrad gelangt. Die den Einbruchsschutz vermittelnde Überlastsicherung kann also reversibel ausgestaltet sein.
-
Für eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bewegungsvorrichtung ist nachfolgendes festzustellen.
-
Es ist eine Überlastsicherung, insbesondere im Getriebe des Fenster-Antriebs, gegen eine Momenteinleitung entgegen der eigentlichen Betriebsrichtung beschrieben. Diese Momenteinleitung ergibt sich bei einem Einbruchsversuch und wird auch als Test für die Vorrichtung zur Bewegung eines bewegbaren Gebäudeteils vorgeschrieben.
-
Bei dieser Missbrauchs-Moment-Einleitung muss das Getriebe sperren. Demnach funktionieren gewöhnliche Mechanismen, wie eine Rutschkupplung oder eine Sollbruchstelle, in diesem Fall nicht.
-
Fenster in Gebäuden, welche eine Widerstandsklasse, insbesondere als Einbruchschutz, erfüllen, müssen diverse Tests bestehen, die einen Einbruchsversuch von außen nachstellen. Auch der Fenstergriff wird in die Prüfung mit einbezogen. In der DIN EN 1627 Türen, Fenster, Vorhangfassaden, Gitterelemente und Abschlüsse – Einbruchhemmung – Anforderungen und Klassifizierung sind u. a. die Widerstandsklassen aufgeführt, die für einbruchhemmende Bauteile gelten. Die konkreten Prüfverfahren für die Ermittlung der Widerstandsfähigkeit unter statischer und dynamischer Belastung sowie gegen manuelle Einbruchversuche sind in den ergänzenden Normen DIN EN 1628 bis DIN EN 1630 enthalten. Die Normen wurden im Rahmen der Umsetzung der nationalen zur europäischen Normenreihe DIN EN 1627 bis 1630 im September 2011 veröffentlicht.
-
Natürlich besteht der Wunsch, dass ein elektromechanischer Fenstergriff, der ein autonomes Lüften ermöglichen soll, ebenfalls diese Einbruchshemmung erfüllt. Denn gerade in der Abwesenheit der Bewohner soll automatisch gelüftet werden. Gleichzeitig muss aber ein Schutz gegen Einbruch gewährleistet sein. Angestrebt wird zumindest eine Einbruchshemmung der Klasse RC 2:
„Solche Bauteile verhindern das Aufbrechen mit einfachen Hebelwerkzeugen wie Schraubendreher, Zangen oder Keilen über eine Dauer von mindestens drei Minuten (diese Kategorie entspricht der früheren Bezeichnung WK 2).”
-
Eine Anforderung, die sich aus den vorgeschriebenen Tests (Normen DIN EN 1627 bis 1630) ergibt, ist die Nachfolgende. Es wird ein Test durchgeführt, bei dem ein Angriff von außen auf das Beschlag-System nachgestellt wird. Es wird eine Verschiebekraft von 1,5 kN auf einen Verschlusszapfen aufgebracht. Dadurch ergibt sich ein Drehmoment am Vierkant, welches durch den Fensterantrieb abgefangen werden muss. Das Verschluss-System darf sich dabei nicht mehr als 50% des Verriegelungsweges verschieben lassen.
-
Für den Fensterantrieb bedeutet dies, dass ein Drehmoment entgegen der eigentlich vorgesehenen Richtung vom Fenster in den Vierkant und von dort in den Antrieb eingeleitet wird. Der Antrieb muss dieses Drehmoment gegen den Fensterflügel abstützen.
-
Die große Herausforderung besteht darin, dass dieses Drehmoment um Faktoren größer ist, als das vom Antrieb erzeugte Drehmoment.
-
Eine mögliche Lösung wäre es, alle Getriebebauteile auf die deutlich höheren Anforderungen auszulegen. Ein selbsthemmendes Getriebe würde dann dafür sorgen, dass sich der Vierkant nicht dreht. Eine weitere Möglichkeit wäre ein zusätzlicher Aktor, beispielsweise ein Hubmagnet, welcher das Abtriebszahnrad sperrt. Dadurch könnte zwar das restliche Getriebe günstiger ausgelegt werden als bei der ersten beschriebenen Lösung. Der Aktor selbst würde jedoch wieder Kosten verursachen, und hinsichtlich eines möglichen Akkubetriebs zusätzliche Energie verbrauchen, was ebenfalls unerwünscht ist.
-
Daher wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, das eingeleitete Drehmoment möglichst „früh” im Getriebe durch eine mechanische Überlastsicherung abzufangen. Die Erfindung stellt einen Mechanismus vor, der in der genannten Anwendung ab einem gewissen Drehmoment in einen blockierenden Status wechselt, um das Drehmoment abzustützen. In einem Ausführungsbeispiel wird der Mechanismus reversibel gestaltet. Gegenstand des erfindungsgemäßen Fensterantriebs ist die generelle Anwendung in einem Fensterantrieb und die tatsächliche konstruktive Ausführung der Überlastsicherung.
-
Die meisten bekannten Überlast-Mechanismen kuppeln aus, beispielsweise eine Rutschkupplung, oder werden zerstört, beispielsweise eine Sollbruchstelle. In diesem Fall würde dies aber bedeuten, dass dann der Vierkant frei beweglich wäre und somit der angesprochene Verriegelungsweg von max. 50% überschritten werden würde. Das Fenster könnte somit von außen gewaltsam geöffnet werden. Der Mechanismus muss also bei Überschreiten eines gewissen Drehmoments in einen blockierenden Status wechseln. Wie dies in weiterer Ausgestaltung realisiert ist, wird nachfolgend beschrieben.
-
Das Getriebe besteht aus einer Aneinanderreihung von n abgesetzten Stirnrädern. Das letzte dieser abgesetzten Stirnrädern, welches auf das Abtriebszahnrad eingreift, wird für den Mechanismus der Überlastsicherung verwendet (siehe auch 5). Es wird so gelagert, dass es bei einer überhöhten Krafteinleitung, und zwar entlang des eingezeichneten Vektors (siehe 6), aus der Verankerung springt und entlang einer vorgegebenen Bahn, insbesondere einer Kreisbahn, nach rechts oder links ausweicht. Die Kraft F ergibt sich am Berührpunkt der beiden Zahnräder in Folge des Drehmoments. Dadurch berührt das Zahnrad die Seitenwand, wo sich ein Zahn verkeilt, oder auch mehrere Zähne verkeilen, so dass das Zahnrad blockiert (siehe 7).
-
Geschaffen ist bei der Erfindung somit eine Überlastsicherung für einen Fensterantrieb.
-
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere in Nachfolgendem:
- – Nur der Abtrieb und das letzte abgesetzte Zahnrad müssen dem Missbrauchsmoment standhalten. Somit erzielt man eine kostengünstige Dimensionierung der Überlastsicherung.
- – Es handelt sich um eine rein mechanische Lösung für die Überlastsicherung, welche einfach ausgestaltet ist.
- – Falls gewünscht kann die Überlastsicherung reversibel gestaltet sein, d. h. sie wechselt bei umgekehrter Belastung zurück in die Ausgangslage.
- – Der Antrieb besteht die Prüfung für die Einbruchshemmung der Klasse RC 2, und zwar bei gleichzeitig vergleichsweise geringem Aufwand. Dadurch bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bewegung eines bewegbaren Gebäudeteils einen erhöhten Kaufanreiz.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
-
1 ein Fenster mit einem Griff für ein Gebäude,
-
2 einen Ausschnitt des Fensters aus 1, wobei der Griff entfernt ist,
-
3 ein Detail aus 2 in vergrößerter Darstellung,
-
4 einen Ausschnitt des Fensters wie 2, wobei anstelle des Griffs ein Antrieb angeordnet ist,
-
5 den Antrieb, der mit einer Überlastsicherung versehen ist, aus 4 in schematischer Ansicht,
-
6 den Antrieb aus 5, wobei die Überlastsicherung ausgelöst wird, und
-
7 den Antrieb aus 5, nachdem die Überlastsicherung ausgelöst ist.
-
In 1 ist ein herkömmliches Fenster 1 für ein Gebäude mit einem bewegbaren Fensterflügel 2 zu sehen. Der Fensterflügel 2 besitzt einen Rahmen 3 mit einer darin angebrachten Glasscheibe 4. Zum Öffnen und/oder Schließen des Fensters 1 dient ein am Rahmen 3 angeordneter Griff 5 als Handhabe für den Benutzer. Der Griff 5 ist mittels Schrauben in Schraublöcher 6 am Rahmen 3 befestigt und wirkt auf einen Vierkant 7 als Drehmomentübertragungsteil zum Fensterbeschlag ein, wie in 2 und 3 zu sehen ist.
-
Anstelle des herkömmlichen Griffs 5 ist nun ein Antrieb 8 am Rahmen 3 befestigt, wie in 4 gezeigt ist. Der Antrieb 8 wirkt mit einem Drehmomentübertragungsteil, und zwar dem Vierkant 7 zur automatisierten, also nichtmanuellen Bewegung des Fensterflügels 2 zusammen. Bei dem Antrieb 8 handelt es sich gemäß 5 um einen elektromotorischen Antrieb mit einem Elektromotor 10, wobei der Elektromotor 10 über ein Getriebe 11 mit dem Vierkant 7 des Fensterbeschlages zusammenwirkt. Der Elektromotor 10 ist mitsamt dem Getriebe 11 in einem in etwa die Form des Griffs 5 aufweisenden Gehäuse 12 angeordnet.
-
Wie weiter in 5 zu sehen ist, besteht das Getriebe 11 aus einem wenigstens ein Zahnrad 13 umfassenden Zahnradgetriebe. Genauer besteht das Zahnradgetriebe 11 aus einer Aneinanderreihung von wenigstens zwei abgesetzten Stirnrädern 13, 14. Der Elektromotor 10 des Antriebs 8 treibt ein erstes Zahnrad 13 an. Das erste Zahnrad 13 treibt wiederum wenigstens ein weiteres Zahnrad 14 an. Das weitere Zahnrad 14 greift schließlich in ein mit dem Drehmomentübertragungsteil 7 zusammenwirkendes Abtriebszahnrad 15 ein.
-
In einer Ausgestaltung, die in 5 zu sehen ist, handelt es sich bei dem Getriebe 11 um ein Kronenradgetriebe. Das erste Zahnrad 13 ist dann als ein Kronenrad ausgebildet. Der Elektromotor 10 treibt mittels eines Ritzels 16 das erste Zahnrad 13 an. In einer anderen Ausgestaltung, die jedoch nicht weiter gezeigt ist, handelt es sich bei dem Getriebe 11 um ein Schneckengetriebe. Das erste Zahnrad 13 ist dann als ein Schneckenrad ausgebildet. Der Elektromotor 10 treibt in diesem Fall mittels einer Schnecke das erste Zahnrad 13 an.
-
Zur Verhinderung eines Einbruchs ist eine in 6 näher dargestellte, mechanische Überlastsicherung 9 im Getriebe 11 vorgesehen. Mit Hilfe der Überlastsicherung 9 wird eine bei einem Einbruchsversuch auf das Drehmomentübertragungsteil 7 einwirkende und/oder aufgebrachte Missbrauchskraft 18 von der Überlastsicherung 9 aufgenommen. In einfacher Art und Weise lässt sich das weitere, in das Abtriebszahnrad 15 eingreifende Zahnrad 14 für die Überlastsicherung 9 verwenden. Hierfür ist das weitere Zahnrad 14 an einer linear beweglichen Lagerung 19 gelagert. Bei Einleitung und/oder Aufbringung einer überhöhten Missbrauchskraft 18 auf das Drehmomentübertragungsteil 7 wirkt diese Missbrauchskraft 18 mittels des Abtriebszahnrades 15 als eine Verstellkraft 20 auf das weitere Zahnrad 14 gemäß 6 (Ansatzpunkt der Kraft F auf die linear bewegliche Lagerung) zurück, so dass aufgrund der linear beweglichen Lagerung 19 das weitere Zahnrad 14 aus der Lagerung 19 springt. Dabei bewegt sich das weitere Zahnrad 14 in Richtung 21, wie in 7 zu sehen ist (Ausweichen der Zahnradstufe bei Einleitung der Kraft F), wobei das weitere Zahnrad 14 außer Eingriff mit dem ersten Zahnrad 13 gelangt, so dass die Bewegung des Fensterflügels 2 unterbunden ist. Weiter kann dadurch das außer Eingriff mit dem ersten Zahnrad 13 stehende, weitere Zahnrad 14 in Berührung mit einer lediglich schematisch angedeuteten Seitenwand 17 des Gehäuses 12 für den Antrieb 8 gelangen, wodurch sich wenigstens ein Zahn des weiteren Zahnrades 14 in der Seitenwand 17 verkeilt, so dass das weitere Zahnrad 14 zusätzlich blockiert ist.
-
Damit ein Austausch des Antriebs 8 nach einem Einbruchversuch unnötig ist, kann die Lagerung 19 für das weitere Zahnrad 14 reversibel ausgestaltet sein, so dass das aufgrund des Einwirkens einer Missbrauchkraft 18 außerhalb der Lagerung 19 befindliche weitere Zahnrad 14 durch Einleitung einer Rückstellkraft in die Lagerung 19 zurückführbar ist. Dabei gelangt dann das weitere Zahnrad 14 wieder in Eingriff mit dem ersten Zahnrad 13. Somit ist dann der Antrieb 8 wiederum zur Bewegung des Fensterflügels 2 funktionsfähig.
-
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Die Erfindung umfasst weiterhin auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der Patentansprüche. So kann die Erfindung nicht nur für Fenster 1 beziehungsweise Fensterflügel 2 eines Gebäudes eingesetzt werden sondern kann auch als Vorrichtung zur Bewegung eines sonstigen bewegbaren Gebäudeteils, beispielsweise einer Türe o. dgl. Verwendung finden
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Fenster
- 2
- Fensterflügel
- 3
- Rahmen
- 4
- Glasscheibe
- 5
- Griff
- 6
- Schraubloch
- 7
- Vierkant/Drehmomentübertragungsteil
- 8
- Antrieb
- 9
- Überlastsicherung
- 10
- Elektromotor
- 11
- Getriebe/Zahnradgetriebe
- 12
- Gehäuse
- 13
- Zahnrad/Stirnrad
- 14
- (weiteres) Zahnrad/Stirnrad
- 15
- Abtriebszahnrad
- 16
- Ritzel
- 17
- Seitenwand (von Gehäuse)
- 18
- Missbrauchskraft
- 19
- bewegliche Lagerung
- 20
- Verstellkraft
- 21
- Richtung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- DIN EN 1627 [0014]
- DIN EN 1628 bis DIN EN 1630 [0014]
- DIN EN 1627 bis 1630 [0014]
- DIN EN 1627 bis 1630 [0016]
