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Die Erfindung betrifft einen Antrieb für einen Flügel einer Tür oder eines Fensters oder dergleichen, umfassend ein Antriebsgehäuse mit einer Gehäuseöffnung gegenüber der Umgebung, eine in dem Antriebsgehäuse angeordnete motorische Antriebseinrichtung, eine bevorzugt ebenfalls in dem Antriebsgehäuse angeordnete Steuerungseinrichtung zur Ansteuerung der motorischen Antriebseinrichtung, und ein mit der motorischen Antriebseinrichtung mechanisch verbundenes Getriebe, welches in dem Antriebsgehäuse angeordnet ist und ein von der motorischen Antriebseinrichtung erzeugtes Drehmoment von einem Antriebsglied auf ein Abtriebsglied überträgt.
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Antriebe der oben genannten Art können je nach Anwendung Fremdstoffen wie Spritzwasser oder andere Flüssigkeiten, Feuchtigkeit und/oder korrosiven Medien ausgesetzt sein. Zudem kann es bei bestimmten Anwendungen erforderlich sein, dass der Antrieb eine Reihe von Sicherheitsanforderungen erfüllt. Insbesondere sollte der Antrieb für bestimmte Anwendungen eine hohe IP (International Protection) Schutzklasse nach VDE 0470 bzw. EN 60529 erfüllen und den Anforderungen gemäß der Korrosionsschutzklasse nach DIN 1670 genügen. Darüber hinaus kann es Anforderungen zum Betrieb bei einer hohen Luftfeuchtigkeit geben.
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Kettenantriebe haben zudem das Problem, dass eine relativ große Öffnung für den Austritt der Kette aus dem Antriebsgehäuse notwendig ist. Über diese Öffnung können Fremdstoffe wie Flüssigkeiten, Feuchtigkeit und/oder korrosive Medien relativ leicht zu der motorischen Antriebseinrichtung und der Steuerungseinrichtung gelangen, sodass eine zuverlässige Funktion beeinträchtigt sein kann.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Antrieb der oben gennannten Art anzugeben, der einen verbesserten Schutz der motorischen Antriebseinrichtung und bevorzugt der Steuerungseinrichtung gegenüber Umgebungseinflüssen wie dem Eintrag von Feuchtigkeit oder Fremdstoffen aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch einen Antrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, und insbesondere dadurch, dass das Getriebe eine Magnetkupplung mit einem Innenelement und einem Außenelement und einem Spalttopf aufweist, wobei das Innenelement einen geringeren radialen Abstand zu einer Drehachse des Getriebes aufweist als das Außenelement und das Innenelement und das Außenelement jeweils mehrere wechselpolige Permanentmagneten aufweisen, welche jeweils kreisförmig und bevorzugt in einem gleichen radialen Abstand um die Drehachse angeordnet sind, und wobei der Spalttopf in radialer Richtung bezüglich der Drehachse zwischen dem Innenelement und dem Außenelement angeordnet ist und zusammen mit einer Wand des Antriebsgehäuses das Antriebsgehäuse in zwei gegeneinander abgedichtete Bereiche unterteilt, wobei ein erster Bereich die Gehäuseöffnung aufweist und ein zweiter Bereich die motorische Antriebseinrichtung und bevorzugt die Steuerungseinrichtung aufnimmt.
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Der erfindungsgemäße Antrieb löst das oben genannte Problem, indem auf einer Achse des Getriebes eine Magnetkupplung eingesetzt wird. Der Spalttopf der Magnetkupplung dichtet hierbei den zweiten Bereich des Antriebsgehäuses derart gegen Umgebungseinflüsse ab, dass die motorische Antriebseinrichtung und bevorzugt auch die Steuerungseinrichtung gegen den Eintrag von Feuchtigkeit oder Fremdstoffen geschützt sind.
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Der Spalttopf weist insbesondere eine kreisrunde Querschnittsform auf und bildet einen einseitig offenen Hohlzylinder, dessen eines Ende verschlossen ist und dessen anderes Ende eine Öffnung aufweist. Die Zylinderwand des Spalttopfs ist insbesondere parallel zu der Drehachse ausgerichtet und zwischen dem Innenelement und dem Außenelement angeordnet. Der Spalttopf ist also über das Innenelement gestülpt ist und liegt mit seinem die Öffnung umgebenden Rand an der Wand des Antriebsgehäuses dicht an, wodurch der zweite Bereich des Antriebsgehäuses mit der motorischen Antriebseinrichtung gegenüber dem ersten Bereich des Antriebsgehäuses abgedichtet ist.
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Die Magnetkupplung bietet dadurch einen Schutz der motorischen Antriebseinrichtung und gegebenenfalls der Steuerungseinrichtung vor Umgebungseinflüssen wie hoher Luftfeuchtigkeit oder dem Eintrag von Flüssigkeiten und/oder Fremdstoffen. Ein Vergießen der motorischen Antriebseinrichtung und gegebenenfalls der Steuerungseinrichtung als Schutz gegen Umgebungseinflüsse ist nicht notwendig. Auch sind keine aufwendigen abdichtenden Maßnahmen an der Gehäuseöffnung erforderlich, um die motorische Antriebsvorrichtung vor Umgebungseinflüssen zu schützen.
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Der erfindungsgemäße Antrieb kann damit hohe Anforderungen bezüglich der IP-Schutzklasse, der Korrosionsschutzklasse und bezüglich des Betriebs bei einer hohen Luftfeuchtigkeit erfüllen, ohne dass die motorische Antriebseinrichtung selbst Anforderungen an die IP-Schutzklasse erfüllen muss, was den Einsatz kostengünstigerer motorischer Antriebseinrichtungen ermöglicht.
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Mittels der Magnetkupplung kann eine sehr gute Abdichtung realisiert werden, wodurch Antriebe, insbesondere Kettenantriebe, für Anwendungen mit höchsten Anforderungen an Spritzwasserschutz und korrosiven Umgebungen realisiert werden können, ohne dass zusätzliche Schutzmaßnahmen für die motorische Antriebseinrichtung und gegebenenfalls die Steuerungseinrichtung getroffen werden müssen.
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Da eine Übertragung des Drehmoments zwischen dem Innenelement und dem Außenelement der Magnetkupplung kontaktlos über eine gegenseitige magnetische Anziehung beziehungsweise Abstoßung der jeweiligen wechselpoligen Permanentmagnete erfolgt, weist der Antrieb darüber hinaus einen geringen Verschleiß im Betrieb auf und ist wartungsarm zu betreiben.
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Der erfindungsgemäße Antrieb bietet somit einen Schutz der motorischen Antriebseinrichtung und gegebenenfalls der Steuerungseinrichtung vor Umgebungseinflüssen und gewährleistet deren sicheren, wartungsarmen und kostengünstigen Betrieb.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Magnetkupplung zusätzlich ein Dichtungselement auf, welches zwischen dem Spalttopf und der Wand des Antriebsgehäuses angeordnet ist. Das Dichtungselement kann beispielsweise aus einem elastischen Kunststoff gefertigt sein. Das Dichtungselement erhöht die Abdichtung der motorischen Antriebseinrichtung im zweiten Bereich des Antriebsgehäuses. Insbesondere bei Anwendungen, bei denen größere Temperaturunterschiede zwischen der Wand des Antriebsgehäuses und dem Spalttopf und daraus resultierende thermische Spannungen zwischen diesen beiden Dichtpartnern auftreten können, kann sich der Einsatz eines zusätzlichen Dichtungselements zwischen dem Spalttopf und der Wand des Antriebsgehäuses als vorteilhaft erweisen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die motorische Antriebseinrichtung und/oder die Steuerungseinrichtung frei von Vergussmasse gehalten, da mit der erfindungsgemäßen Verwendung einer Magnetkupplung eine derart gute Abdichtung realisiert werden kann, dass Antriebe, insbesondere Kettenantriebe, für Anwendungen mit höchsten Anforderungen an den Schutz vor Flüssigkeit und korrosiven Umgebungen realisiert werden können, ohne dass die motorische Antriebseinrichtung und die Steuerungseinrichtung mit Vergussmasse umhüllt werden müssen. In dieser Hinsicht stellten bisher insbesondere zu betätigende Schalter an der motorische Antriebseinrichtung und/oder an der Steuerungseinrichtung ein Problem dar, da diese nicht vergossen werden können und somit durch Vergussmasse nicht ausreichend geschützt werden können.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist das Außenelement eine Verzahnung auf, die in ein vorgelagertes Zahnrad eingreift und das Innenelement eine Verzahnung, die in ein nachgelagertes Zahnrad eingreift, wobei das von der motorischen Antriebseinrichtung erzeugte Drehmoment durch die Magnetkupplung von dem Außenelement auf das Innenelement übertragen wird. Insbesondere ist das Außenelement mechanisch mit einem Antriebsglied der motorischen Antriebseinrichtung verbunden. Ein von der motorischen Antriebseinrichtung erzeugtes Drehmoment wird durch die in das vorgelagerte Zahnrad eingreifende Verzahnung auf das Außenelement übertragen, welches das Drehmoment mittels magnetischer Wechselwirkung an das Innenelement überträgt. Das vom Innenelement aufgenommene Drehmoment kann durch die in das nachgelagerte Zahnrad eingreifende Verzahnung auf das Abtriebsglied übertragen werden. In dieser Ausführungsform ist das Außenelement zusammen mit der motorischen Antriebseinrichtung im zweiten Bereich des Antriebsgehäuses angeordnet, wobei das Außenelement und die motorische Antriebseinrichtung durch den Spalttopf und die Wand gegen die Gehäuseöffnung abgedichtet und somit gegen Umgebungseinflüsse geschützt sind.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform weist das Innenelement eine Verzahnung auf, die in ein vorgelagertes Zahnrad eingreift und das Außenelement eine Verzahnung, die in ein nachgelagertes Zahnrad eingreift, wobei das von der motorischen Antriebseinrichtung erzeugte Drehmoment durch die Magnetkupplung von dem Innenelement auf das Außenelement übertragen wird. Bei dieser Ausführungsform ist das Innenelement mechanisch mit einem Antriebsglied der motorischen Antriebseinrichtung verbunden. Ein von der motorischen Antriebseinrichtung erzeugtes Drehmoment wird durch die in das vorgelagerte Zahnrad eingreifende Verzahnung auf das Innenelement übertragen, welches das Drehmoment mittels magnetischer Wechselwirkung an das Außenelement überträgt. Das vom Außenelement aufgenommene Drehmoment kann durch die in das nachgelagerte Zahnrad eingreifende Verzahnung auf das Abtriebsglied übertragen werden. In dieser Ausführungsform ist demnach das Innenelement zusammen mit der motorischen Antriebseinrichtung in dem zweiten Bereich des Antriebsgehäuses angeordnet, wobei das Innenelement und die motorische Antriebseinrichtung durch den Spalttopf und die Wand gegen die Gehäuseöffnung abgedichtet und dadurch gegen Umgebungseinflüsse geschützt sind.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung greift das Abtriebsglied in ein Kettenglied einer Kette eines Kettenantriebs ein, wobei die Kette durch die Gehäuseöffnung aus dem Antriebsgehäuse herausgeführt ist. Die Größe der Kettenglieder der Kette kann die Ausbildung einer relativ großen Gehäuseöffnung für den Austritt der Kette aus dem Antriebsgehäuse notwendig machen. Über diese Gehäuseöffnung können Fremdstoffe wie Flüssigkeiten, Feuchtigkeit und/oder korrosive Medien in das Innere des Gehäuses gelangen. Die Magnetkupplung mit dem abdichtenden Spalttopf verhindert nun, dass die Fremdstoffe aus dem ersten Bereich des Antriebsgehäuses mit der Gehäuseöffnung in den zweiten Bereich des Antriebsgehäuses gelangen können, welcher die motorische Antriebseinrichtung und gegebenenfalls die Steuerungseinrichtung aufnimmt. Die motorische Antriebseinrichtung ist dadurch gegen Umgebungseinflüsse geschützt. Der Kettenantrieb weist somit eine hohe Betriebssicherheit auf, insbesondere in Umgebungen, die Spritzwasser ausgesetzt sind oder in Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit.
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Die Erfindung wird nachfolgend lediglich beispielhaft anhand der Figuren erläutert.
- 1 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebs in einer perspektivischen Ansicht,
- 2 zeigt einen Abschnitt der Ausführungsform der 1 ohne die äußere Wand des Antriebsgehäuses in einer perspektivischen Ansicht,
- 3 zeigt einen Längsschnitt durch einen Abschnitt der Ausführungsform der 1, und
- 4 zeigt einen Querschnitt der Magnetkupplung der Ausführungsform der 1.
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1 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebs 10 für einen Flügel einer Tür oder eines Fensters oder dergleichen in einer perspektivischen Ansicht. Der Antrieb 10 ist als Kettenantrieb ausgebildet und umfasst eine Kette 16, welche durch eine Gehäuseöffnung 14 aus einem Antriebsgehäuse 12 des Antriebs 10 herausgeführt ist. In der gezeigten Ausführungsform umfasst das Antriebsgehäuse 12 ein Außengehäuse 12a und eine innerhalb des Außengehäuses 12a angeordnetes Innengehäuse 12b, wobei die Gehäuseöffnung 14 in dem Außengehäuse 12a und in dem Innengehäuse 12b ausgebildet ist.
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Die Darstellung der 2 zeigt einen Abschnitt der Ausführungsform der 1 in einer perspektivischen Ansicht ohne das Außengehäuse 12a des Antriebsgehäuses 12. Der Kettenantrieb 10 umfasst eine in dem Antriebsgehäuse 12 angeordnete motorische Antriebseinrichtung 18, eine ebenfalls in dem Antriebsgehäuse 12 angeordnete Steuerungseinrichtung 20 zur Ansteuerung der motorischen Antriebseinrichtung 18, und ein mit der motorischen Antriebseinrichtung 18 mechanisch verbundenes Getriebe 22 (3). Die motorische Antriebseinrichtung 18 und das Getriebe 22 sind innerhalb des Innengehäuses 12b des Antriebsgehäuses 12 angeordnet. Das Getriebe 22 ist dazu ausgebildet, ein von der motorischen Antriebseinrichtung 18 erzeugtes Drehmoment von einem nicht gezeigten Antriebsglied auf ein Abtriebsglied 50 (3) zu übertragen. Ein übertragenes Drehmoment wird dadurch von dem Antriebsglied an die Kette 16 übertragen. Hierzu greift das Abtriebsglied 50 mit einer Verzahnung 51 in ein Kettenglied 16a der Kette 16 ein und treibt die einzelnen Kettenglieder 16a der Kette 16 zu einer translatorischen Bewegung an.
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Das Getriebe 22 wird mit Verweis auf die 3 und 4 beschrieben, die jeweils detailliertere Darstellungen des Getriebes 22 präsentieren. Dabei zeigt die 3 einen Längsschnitt durch einen Abschnitt der Ausführungsform der 1. Das Getriebe 22 weist eine Magnetkupplung 24 auf, welche entlang einer Drehachse D des Getriebes 22 angeordnet ist und ein Innenelement 26, ein Außenelement 28 und einen Spalttopf 30 aufweist.
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Das Innenelement 26 und das Außenelement 28 erstrecken sich um die Drehachse D des Getriebes 22 herum, wobei das Innenelement 26 einen geringeren radialen Durchmesser aufweist als das Außenelement 28 und mit einem Endabschnitt 26a in einen Endabschnitt 28a des Außenelements 28 eintaucht. Wie in den Ansichten der Magnetkupplung 24 in den 3 und 4 gezeigt, weisen das Innenelement 26 und das Außenelement 28 in ihren ineinandergreifenden Endabschnitten 26a, 28a jeweils mehrere wechselpolige Permanentmagnete 32, 34 auf. Die Permanentmagnete 32 des Innenelements 26 und die Permanentmagnete 34 des Außenelements 28 sind jeweils kreisförmig und in einem gleichen radialen Abstand um die Drehachse angeordnet und liegen einander gegenüber.
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Der Spalttopf 30 ist in radialer Richtung bezüglich der Drehachse D zwischen dem Innenelement 26 und dem Außenelement 28 angeordnet und weist eine kreisrunde Querschnittsform auf. Der Spalttopf 30 bildet einen einseitig offenen Hohlzylinder, dessen eines Ende verschlossen ist und dessen anderes Ende eine Öffnung 36 aufweist. Die Zylinderwand 38 des Spalttopfs 30 ist parallel zu der Drehachse D ausgerichtet und im Bereich der Permanentmagnete 32, 34 zwischen dem Innenelement 26 und dem Außenelement 28 angeordnet.
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Im Bereich seiner Öffnung 36 weist der Spalttopf 30 einen nach radial außen abragenden, umlaufenden Randabschnitt 40 auf. Der Spalttopf 30 ist also hutförmig ausgebildet.
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Der Spalttopf 30 ist derart um das das Innenelement 26 angeordnet, dass der die Öffnung 36 des Spalttopfs 30 umgebende Randabschnitt 40 an einer Wand des Innengehäuses 12b anliegt. Bei der hier beschriebenen Ausführungsform wird diese Wand durch eine Trägerplatte 44 gebildet, die unmittelbar und dichtend an weitere Wandabschnitte 45 des Innengehäuses 12b anschließt. Zudem weist die Magnetkupplung 24 zusätzlich ein Dichtungselement 42 auf, welches zwischen dem Randabschnitt 40 des Spalttopfs 30 und der Trägerplatte 44 angeordnet ist. Der Spalttopf 30 unterteilt somit zusammen mit dem Dichtungselement 42 und der Trägerplatte 44 das Antriebsgehäuse 12 in zwei gegeneinander abgedichtete Bereiche, wobei ein erster Bereich 46 die Gehäuseöffnung 14 aufweist und ein zweiter Bereich 48 die motorische Antriebseinrichtung 18 und die Steuerungseinrichtung 20 aufnimmt. Die motorische Antriebseinrichtung 18 und die Steuerungseinrichtung 20 befinden sich demnach in einem gegenüber der Gehäuseöffnung 14 abgedichteten Bereich und sind somit gegen Umgebungseinflüsse geschützt. Zusätzliche Maßnahmen zum Schutz der motorischen Antriebseinrichtung 18 und der Steuerungseinrichtung 20 vor Umgebungseinflüssen sind nicht notwendig. Insbesondere können die motorische Antriebseinrichtung 18 und die Steuerungseinrichtung 20 frei von Vergussmasse gehalten werden.
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Zur Übertragung des von der motorischen Antriebseinrichtung 18 erzeugten Drehmoments von dem Antriebsglied auf das Abtriebsglied 50 weist das Getriebe 22 in der beschriebenen Ausführungsform neben der Magnetkupplung 24 zwei vorgelagerte Zahnräder 52, 54 und ein nachgelagertes Zahnrad 56 sowie ein drehfest auf derselben Achse wie das erste vorgelagerte Zahnrad 52 angeordnetes Ritzel 55 auf. Die beiden vorgelagerten Zahnräder 52, 54 sind in dem zweiten Bereich 48 des Antriebsgehäuses 12 zwischen dem Antriebsglied und der Magnetkupplung 24 angeordnet, während das nachgelagerte Zahnrad 56 in dem ersten Bereich 46 zwischen der Magnetkupplung 24 und dem Abtriebsglied 50 angeordnet ist.
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Zur Aufnahme des Drehmoments weist das Außenelement 28 der Magnetkupplung 24 in der beschriebenen Ausführungsform eine Verzahnung 58 auf, die in das angrenzende vorgelagerte Zahnrad 54 eingreift, welches seinerseits mit dem Ritzel 55 kämmt. Das Innenelement 26 der Magnetkupplung 24 weist eine Verzahnung 60 auf, die wiederum in das nachgelagerte Zahnrad 56 eingreift. Das Außenelement 28 ist somit mechanisch mit dem Antriebsglied der motorischen Antriebseinrichtung 18 verbunden, wodurch ein von der motorischen Antriebseinrichtung 18 erzeugtes Drehmoment durch die in das vorgelagerte Zahnrad 54 eingreifende Verzahnung 58 auf das Außenelement 28 übertragen werden kann. Die Übertragung des Drehmoments von dem Außenelement 28 auf das Innenelement 26 erfolgt über die magnetische Anziehung bzw. Abstoßung der auf dem Innenelement 26 und dem Außenelement 28 wechselpolig angeordneten Permanentmagnete 32, 34. Das von dem Innenelement 26 aufgenommene Drehmoment kann durch die in das nachgelagerte Zahnrad 56 eingreifende Verzahnung 60 auf das Abtriebsglied 50 und die Kette 16 übertragen werden, wobei das Abtriebsglied 50 hierfür eine mit dem Zahnrad 56 kämmende Außenverzahnung 50a aufweist.
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Alternativ kann die Anordnung auch umgekehrt erfolgen, wobei das Innenelement 26 eine Verzahnung aufweist, die in ein vorgelagertes Zahnrad eingreift, das Außenelement 28 eine Verzahnung aufweist, die in ein nachgelagertes Zahnrad eingreift, und das von der motorischen Antriebseinrichtung 18 erzeugte Drehmoment durch die Magnetkupplung 24 von dem Innenelement 26 auf das Außenelement 26 übertragen wird.
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Bezugszeichen
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- 10
- Kettenantrieb
- 12
- Antriebsgehäuse
- 12a
- Außengehäuse
- 12b
- Innengehäuse
- 14
- Gehäuseöffnung
- 16
- Kette
- 16a
- Kettenglied
- 18
- motorische Antriebseinrichtung
- 20
- Steuerungseinrichtung
- 22
- Getriebe
- 24
- Magnetkupplung
- 26
- Innenelement
- 26a
- Endabschnitt
- 28
- Außenelement
- 28a
- Endabschnitt
- 30
- Spalttopf
- 32
- Permanentmagnet
- 34
- Permanentmagnet
- 36
- Öffnung des Spalttopfs
- 38
- Zylinderwand
- 40
- Randabschnitt des Spalttopfs
- 42
- Dichtungselement
- 44
- Trägerplatte
- 45
- Wandabschnitt des Innengehäuses
- 46
- erster Bereich des Antriebsgehäuses
- 48
- zweiter Bereich des Antriebsgehäuses
- 50
- Abtriebsglied
- 50a
- Außenverzahnung
- 51
- Verzahnung
- 52
- vorgelagertes Zahnrad
- 54
- vorgelagertes Zahnrad
- 55
- Ritzel
- 56
- nachgelagertes Zahnrad
- 58
- Verzahnung
- 60
- Verzahnung
