DE202012001206U1

DE202012001206U1 - Betätigungsvorrichtung für ein Fenster oder eine Tür mit einem schwingungsgedämpft gelagerten Motor

Info

Publication number: DE202012001206U1
Application number: DE201220001206
Authority: DE
Original assignee: VKR Holding AS
Current assignee: VKR Holding AS
Priority date: 2012-02-06
Filing date: 2012-02-06
Publication date: 2012-03-08
Anticipated expiration: 2022-02-07

Abstract

Betätigungsvorrichtung (1) für ein Fenster, eine Tür oder eine Abschirmeinrichtung eines Fensters oder einer Tür, mit einem Gehäuse (3), das vorgesehen ist, um an einem Fenster oder einer Tür befestigt zu werden, mit einer Antriebswelle (18) zum Antreiben eines Betätigungsmechanismus (20), wobei auf der Antriebswelle (18) ein Zahnrad (19) drehfest angebracht ist, mit einem elastisch an dem Gehäuse (3) gehalterten Motor (9) mit einer sich durch den Motor erstreckenden Abtriebswelle (15), auf der ein Schneckenrad (17) befestigt ist, das mit dem Zahnrad (19) der Antriebswelle (18) kämmt, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der Abtriebswelle (15) ein Schwingungsbegrenzungselement (41) vorgesehen ist, das die Abtriebswelle (15) in radialer Richtung (29) entlang deren Umfang zumindest teilweise umgibt, sodass eine Innenfläche (43) des Schwingungsbegrenzungselements (41) der Abtriebswelle (15) gegenüber liegt, und dass zwischen der Abtriebswelle (15) und der Innenfläche (43) des Schwingungsbegrenzungselements (41) ein Spalt (45) vorgesehen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für ein Fenster, eine Tür oder eine Abschirmeinrichtung eines Fensters oder einer Tür, mit einem Gehäuse, das vorgesehen ist, um an einem Fenster oder einer Tür befestigt zu werden, mit einer Antriebswelle zum Antreiben eines Betätigungsmechanismus, wobei auf der Antriebswelle ein Zahnrad drehfest angebracht ist, mit einem elastisch an dem Gehäuse gehalterten Motor mit einer sich durch den Motor erstreckenden Abtriebswelle, auf der ein Schneckenrad befestigt ist, das mit dem Zahnrad der Antriebswelle kämmt.
Derartige Betätigungseinrichtungen werden insbesondere eingesetzt, um Fenster automatisch, beispielsweise zu Lüftungszwecken zu öffnen und wieder zu schließen, wobei es unerwünscht ist, wenn dies mit einer großen Geräuschentwicklung verbunden ist. Aber auch Abschirmeinrichtungen, wie Rollläden, Verdunkelungsrollos oder andere Einrichtungen zur Abschirmung von Sonnenlicht, können mit den erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtungen auf besonders geräuscharme Weise geöffnet und geschlossen oder in ihrer Winkellage gegenüber dem Fenster verändert werden.
Das Gehäuse kann dabei entweder an dem Rahmen oder dem Flügel eines Fensters oder einer Tür befestigt werden, je nach dem, ob die Betätigungsvorrichtung zum Betätigen eines Flügels gegenüber einem Rahmen oder zur Betätigung einer Abschirmeinrichtung gegenüber dem Flügel oder gegenüber dem gesamten Fenster bzw. der gesamten Tür eingesetzt wird. Zum Verschwenken des Flügels eines Fensters oder einer Tür gegenüber dem zugehörigen Rahmen wird das Gehäuse vorzugsweise auf der Innenseite des Rahmens befestigt. Zum Bewegen eines Rollos über ein Fenster oder eine Tür hingegen wird das Gehäuse bevorzugter Weise and der Außenseite des Flügels angebracht. Wird die Betätigungsvorrichtung zum Aus- und Einziehen eines Rollladens eingesetzt, so wird das Gehäuse vorzugsweise an der Außenseite des Rahmens befestigt.
Aus dem Stand der Technik, wie beispielsweise der DE 20 2008 013 570 U1 , ist eine Betätigungsvorrichtung für ein Fenster oder eine Tür bekannt mit einem Gehäuse, das vorgesehen ist, um an dem Rahmen eines Fensters oder einer Tür angebracht zu werden. In dem Gehäuse sind eine in einer Kettenebene geführte Kette, die an einem freien Ende mit dem Flügel eines Fensters oder einer Tür verbunden werden kann und die über ein Kettenrad angetrieben ist, sowie ein Motor aufgenommen, wobei der Motor über ein Getriebe das Kettenrad antreibt. Der Motor ist dabei schwingungsgedämpft im Gehäuse gelagert. Die Abtriebswelle des Motors ist über eine Klauenkupplung mit einer Welle des Getriebes verbunden, auf der ein Schneckenrad angebracht ist, das wiederum eine Zahnradanordnung antreibt, die mit dem Kettenrad verbunden ist. Zwar werden bei dieser Betätigungsvorrichtung Schwingungen und Vibrationen des Motors nicht in vollem Umfang auf das Gehäuse des Motors übertragen. Aufgrund der variierenden Belastung kommt es aber insbesondere im Bereich des Schneckenrads und des damit kämmenden Zahnrades zu Vibrationen und damit einer damit verbundenen Geräuschentwicklung.
Hierzu offenbart die U.S. 6,890,279 , den Motor einer Betätigungsvorrichtung, an dessen Abtriebswelle ein Schneckenrad unmittelbar befestigt ist, um eine Achse schwenkbar im Gehäuse zu haltern, die senkrecht zu Abtriebswelle verläuft, wobei eine Feder den Motor in Richtung einer Endstellung vorspannt. Allerdings hat sich auch diese Betätigungsvorrichtung neben dem vergleichsweise komplizierten Aufbau für die schwenkbare Lagerung des Motors als nicht hinreichend leise erwiesen.
Für ein wirksam arbeitendes Schneckengetriebe ist es jedoch erforderlich, dass das Schneckenrad, nur mit einem Maximalspiel mit dem entsprechenden Zahnrad des Getriebes eingreift.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Betätigungsvorrichtung bereitzustellen, die möglichst geringe Geräusche verursacht und gleichzeitig ein für einen wirksamen Eingriff ausreichend geringes Spiel zwischen dem Schneckenrad und dem mit dem Schneckenrad eingreifenden Zahnrad zulässt.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass entlang der Abtriebswelle ein Schwingungsbegrenzungselement vorgesehen ist, das die Abtriebswelle in radialer Richtung entlang deren Umfang zumindest teilweise umgibt, sodass eine Innenfläche des Schwingungsbegrenzungselements der Abtriebswelle gegenüber liegt, und dass zwischen der Abtriebswelle und der Innenfläche des Schwingungsbegrenzungselements ein Spalt vorgesehen ist.
Das Schwingungsbegrenzungselement kann an verschiedenen Positionen entlang der Abtriebswelle außerhalb des Motors angeordnet sein. Auch mehrere Schwingungsbegrenzungselemente entlang der Abtriebswelle sind denkbar. Das Schwingungsbegrenzungselement erstreckt sich vorzugsweise an mindestens einem Ort entlang der Abtriebswelle vollständig um die Abtriebswelle herum. Der dabei zwischen der Abtriebswelle und der Innenfläche des Schwingungsbegrenzungselements gebildete Spalt weist in radialer Richtung gesehen entlang des Umfangs der Abtriebswelle gleiche Abmessungen auf. Dabei ist die Innenfläche des Schwingungsbegrenzungselements in einer Ebene senkrecht zur Abtriebswelle vorzugsweise konzentrisch um den Mittelpunkt der Abtriebswelle angeordnet.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die Abtriebswelle senkrecht zu ihrer Erstreckungsrichtung kreisförmig gebildet ist und das Schwingungsbegrenzungselement in dieser Ebene eine kreisförmige Innenfläche aufweist, wobei der Mittelpunkt der kreisförmigen Innenfläche des Schwingungsbegrenzungselements mit dem Mittelpunkt der Abtriebswelle in dieser Ebene zusammenfällt.
Die Innenfläche des Schwingungsbegrenzungselements kann senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Abtriebswelle jedoch auch eine von der Kreisform abweichende Form aufweisen, oder der Spalt zwischen der Abtriebswelle und der Innenfläche des Schwingungsbegrenzungselements kann auch entlang des Umfangs der Abtriebswelle variieren.
Vorzugsweise ist der Spalt zwischen der Innenfläche des Schwingungsbegrenzungselements und der Abtriebswelle an der engsten Stelle derart breit ausgebildet, dass die schwingende Abtriebswelle die Innenfläche des Schwingungsbegrenzungselements im Normalbetrieb der Betätigungsvorrichtung nicht berührt und im Überlastbetrieb an dieser Stelle an der Innenfläche des Schwingungsbegrenzungselements anschlägt. Für den Fall eines entlang des Umfangs der Abtriebswelle gleichmäßig breiten Spalts kann dieser beispielsweise 0,05 bis 0,2 mm, vorzugsweise 0,1 mm, betragen, und für den Fall eines ungleichmäßig breiten Spalts beträgt der Spalt an seiner schmalsten Stelle 0,05 bis 0,2 mm, vorzugsweise 0,1 mm. Die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung beschriebenen Ausgestaltung und Abmessung des Spalts bezieht sich stets auf eine ruhende, nicht schwingende Abtriebswelle.
Auf diese Weise werden die im Normalbetrieb der Betätigungsvorrichtung auftretenden Schwingungen der Abtriebswelle – welche noch kein kritisches Spiel zwischen dem Schneckenrad und dem ersten Zahnrad der Zahnradanordnung zur Folge haben – zugelassen, sodass es nicht dazu kommt, dass das gesamte Gehäuse der Betätigungseinrichtung schwingt. Dagegen werden im Überlastbetrieb der Betätigungsvorrichtung – z. B. bei Schnee auf dem Fenster – auftretende Schwingungen oder eine entsprechende einseitige Auslenkung, welche für den Eingriff zwischen dem Schneckenrad und dem ersten Zahnrad der Zahnradanordnung in der Weise kritisch wäre, dass die Kraftübertragung zwischen Schneckenrad und Zahnrad nicht mehr gegeben wäre, durch das Anschlagen der Abtriebswelle an der Innenfläche des Schwingungsbegrenzungselements verhindert.
Somit wird einerseits im Normalbetrieb der Betätigungsvorrichtung durch die Möglichkeit des freien Schwingens der Abtriebswelle eine erhebliche Geräuschreduktion gegenüber dem Stand der Technik erreicht und andererseits wird zu jedem Betriebszustand, insbesondere während des Überlastbetriebs, ein wirksamer Eingriff des Schneckenrads der Abtriebswelle mit dem ersten Zahnrad der Zahnradanordnung gewährleistet, wodurch die Betätigungsvorrichtung bei jedem Betriebszustand arbeitet.
Außerdem werden keine besonderen Anforderungen an den Aufbau der elastischen Lagerung des Motors gestellt, sodass dieser in einfacher Weise durch elastische Elemente, die zwischen Motor und Gehäuse angeordnet sind, im Gehäuse gelagert werden kann. Es ist nicht erforderlich die Bewegung des Motors relativ zu dem Gehäuse auf eine bestimmte Richtung oder Schwenkachse zu beschränken.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Betätigungsmechanismus eine Zahnradanordnung auf, die von der Antriebswelle angetrieben wird, wobei der Betätigungsmechanismus ferner ein Zugelement aufweist, dessen eines Ende in das Gehäuse aufgenommen ist und dessen anderes Ende mit dem Flügel eines Fensters oder einer Tür oder mit einer Abschirmeinrichtung verbunden ist, wobei die Antriebswelle über die Zahnradanordnung das Zugelement bewegt. Das Zugelement kann dabei eine Kette, wie üblicherweise zum Verschwenken eines Flügels gegenüber einem Rahmen eines Fensters oder einer Tür eingesetzt, ein Seil, wie gewöhnlich zum Ein- oder Ausziehen von Rollos verwendet, oder ein Riemen sein, wie er normalerweise zum Hochziehen oder Runterlassen von Rollläden eingesetzt wird. Aber auch andere Zugelemente sind erfindungsgemäß denkbar. Das Zugelement wird von der Zahnradanordnung über ein Antriebsrad bewegt, wobei das Antriebsrad im Falle einer Kette als Zugelement ein Kettenrad und im Falle eines Seils oder Riemens als Zugelement eine Antriebsrolle sein kann.
In einer alternativen Ausführungsform weist der Betätigungsmechanismus eine Aufnahmewelle auf, die vorgesehen ist, um eine Abschirmeinrichtung aufzuwickeln und die von der Antriebswelle direkt oder über die Zahnradanordnung drehend angetrieben wird. In diesem Fall ist kein Zugmittel zum Bewegen der Abschirmeinrichtung vorgesehen, sondern die Abschirmeinrichtung wird durch eine Drehbewegung der Aufnahmewelle auf diese aufgewickelt oder von dieser abgewickelt. Die Aufnahmewelle greift mit einem Abtriebszahnrad der Zahnradanordnung ein und wird von diesem drehend angetrieben. Die Zahnräder der Zahnradanordnung wiederum werden von der Antriebswelle angetrieben.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Schwingungsbegrenzungselement benachbart zu dem Schneckenrad an der Abtriebswelle angeordnet. Eine Anordnung des Schwingungsbegrenzungselements möglichst nahe an dem Schneckenrad ist besonders vorteilhaft, da das Spiel des Schneckenrads gegenüber dem ersten Zahnrad so am wirksamsten begrenzt werden kann. Dabei kann das Schwingungsbegrenzungselement sowohl entfernt von dem Motor als auch unmittelbar benachbart zu dem Motor an einer Seite des Schneckenrads entlang der Abtriebswelle angeordnet sein. Beide dieser Anordnungen sind möglich und begrenzen die Schwingung auf effektive Weise.
Für eine Anordnung des Schneckenrads zwischen dem Schwingungsbegrenzungselement und dem Motor spricht, dass die Schwingungsamplitude der Abtriebswelle zunimmt, je weiter die Abtriebswelle von dem Motor entfernt ist. Daher kann diese Anordnung die Schwingungen besonders effektiv begrenzen. Für die Anordnung des Schwingungsbegrenzungselements zwischen dem Schneckenrad und dem Motor spricht, dass sich bei dieser Anordnung die Abtriebswelle nicht über das Schneckenrad hinaus erstrecken muss und somit eine Raumersparnis möglich wird.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die Abtriebswelle derart durch den Motor hindurch, dass sie auf zwei gegenüberliegenden Seiten aus dem Motor hinausragt, wobei das Schwingungsbegrenzungselement auf der von dem Schneckenrad abgewandten Seite des Motors an der Abtriebswelle angeordnet ist. Auch eine solche Anordnung ist möglich und besonders sinnvoll, wenn auf der dem Schneckenrad zugewandten Seite des Motors wenig Platz zur Anordnung eines Schwingungsbegrenzungselements zur Verfügung steht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind mehrere Schwingungsbegrenzungselemente vorgesehen, wobei jedes Schwingungsbegrenzungselement an einer Position entlang der Abtriebswelle angeordnet ist, die aus einer Position, in der das Schneckenrad entlang der Abtriebswelle zwischen dem Schwingungsbegrenzungselement und dem Motor angeordnet ist, einer Position, in der das Schwingungsbegrenzungselement entlang der Abtriebswelle zwischen dem Schneckenrad und dem Motor angeordnet ist, und einer Position ausgewählt ist, in der das Schwingungsbegrenzungselement auf der von dem Schneckenrad abgewandten Seite des Motors an der Abtriebswelle angeordnet ist.
Es können also auch zwei oder drei Schwingungsbegrenzungselemente vorgesehen sein, wobei jedes an einem anderen der zuvor beschriebenen drei verschiedenen Positionen angeordnet ist. Auf diese Weise kann eine noch effektivere Begrenzung der Schwingung erreicht werden bzw. können einzelne Schwingungsbegrenzungselemente kleiner dimensioniert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Innenfläche des Schwingungsbegrenzungselements entsprechend der Mantelfläche eines Kreiszylinders ausgebildet und in der Ebene senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Abtriebswelle mit einem gleichmäßig breiten Spalt von der Abtriebswelle beabstandet. Mit anderen Worten weist die Innenfläche des Schwingungsbegrenzungselements in der Ebene senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Abtriebswelle einen konzentrisch um die Abtriebswelle bzw. deren Mittelpunkt in dieser Ebene angeordnete Kreisform auf. Eine solche Anordnung ist besonders sinnvoll, wenn die radialen Schwingungen der Abtriebswelle gleichmäßig in allen Richtungen entlang des Umfangs der Abtriebswelle auftreten. Alternativ ist es hier auch möglich, dass die Innenfläche des Schwingungsbegrenzungselements in der Ebene senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Abtriebswelle entsprechend mehrerer Teilkreisabschnitte ausgebildet ist, wobei ein gleichmäßig großer Spalt zwischen der Innenfläche des Schwingungsbegrenzungselements und der Abtriebswelle vorgesehen ist.
In noch einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Innenfläche des Schwingungsbegrenzungselements in der Ebene senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Abtriebswelle entsprechend einem Rechteck, vorzugsweise entsprechend einem Quadrat, ausgebildet, und der Spalt zwischen jeder Seite des Rechtecks und der Abtriebswelle weist eine gleich große Minimalweite auf. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn jede Seite der rechteckigen Innenflächen des Schwingungsbegrenzungselements einen Vorsprung aufweist, wobei zwischen jedem Vorsprung und der Abtriebswelle ein gleich großer Spalt vorgesehen ist. Der Vorsprung kann z. B. aus elastischem Material gebildet sein und/oder vorgesehen sein, um durch den Kontakt mit der Abtriebswelle im Laufe der Zeit abgerieben und ersetzt zu werden. Diese Ausgestaltung des Schwingungsbegrenzungselements erscheint besonders sinnvoll, wenn die Schwingungen der Abtriebswelle vermehrt in zwei senkrecht zueinander stehenden Richtungen auftreten. In diesen Richtungen sollten dann die Vorsprünge angeordnet werden.
In einer alternativen Ausführungsform weist das Schwingungsbegrenzungselement zwei parallel gegenüberliegende Flächen auf, wobei zwischen jeder Fläche und der Abtriebswelle ein Spalt mit gleich großem Minimalabstand vorgesehen ist. Eine solche Ausgestaltung des Schwingungsbegrenzungselements ist besonders einfach sowie besonders einfach an der Abtriebswelle anzuordnen. Sie erscheint sinnvoll, wenn die radialen Schwingungen der Abtriebswelle vorwiegend in einer Richtung bzw. einer Ebene erfolgen. Die Flächen sollten dann senkrecht zu dieser Richtung bzw. Ebene angeordnet werden.
Zwischen dem Motor und dem Gehäuse sind in einer bevorzugten Ausführungsform elastische Lagerelemente vorgesehen, die derart ausgebildet sind, dass der Motor sowohl in axialer als auch in radialer Richtung der Abtriebswelle elastisch an dem Gehäuse gehaltert ist. Da die Schwingung des Motors nicht nur radiale, sondern auch axiale Anteile aufweist, sind solche Lagerelemente besonders bevorzugt, die den Motor bezüglich der Abtriebswelle nicht nur in radialer Richtung, sondern auch in axialer Richtung elastisch an dem Gehäuse abstützen. Auf diese Weise ist eine besonders effektive Geräuschreduktion möglich.
Dabei können die elastischen Lagerelemente Metallfedern aufweisen. Metallfedern sind besonders einfache und kostengünstige elastische Lagerelemente und können mit beliebiger Steifigkeit versehen werden.
Alternativ ist es auch möglich, wenn die elastischen Lagerelemente elastischen Schaum oder Silikon aufweisen. Elastische Lagerelemente aus Schaum oder Silikon können in ihrer Form auf eine besonders effektive Anordnung an dem Motor abgestimmt werden und somit z. B. um weite Teile des Motors herum angeordnet werden, um eine größere Angriffsfläche der Lagerelemente an dem Motor zu erreichen, die mehr Schwingungen absorbieren kann. Dabei ist es ferner besonders bevorzugt, wenn die elastischen Lagerelemente ringförmig und der Motor zylinderförmig ausgebildet ist, wobei die ringförmigen Lagerelemente an den ringförmigen Kanten zwischen der Mantelfläche und der Grundfläche des zylinderförmigen Motors angeordnet sind. Auf diese Weise stützen die ringförmigen elastischen Lagerelemente den Motor effektiv in radialer und axialer Richtung gegenüber dem Gehäuse ab, wobei eine große Angriffsfläche der Lagerelemente an dem Motor erreicht wird.
Alternativ ist es möglich, wenn der Motor zylinderförmig ausgebildet ist und wenn die elastischen Lagerelemente den Motor entlang seiner gesamten Mantelfläche umgeben. Auf diese Weise können die Lagerelemente entlang der gesamten Mantelfläche des Motors angreifen, wodurch ein maximaler Umfang an Schwingungen von den Lagerelementen absorbiert werden können. Dabei ist es dann bevorzugt, wenn die ringförmigen Lagerelemente in radialer und axialer Richtung der Abtriebswelle elastische Vorsprünge aufweisen. Diese elastischen Vorsprünge greifen dann an dem Gehäuse an, wodurch eine weitere Nachgiebigkeit der Lagerelemente erreicht wird und Schwingungen von dem Motor in noch geringerem Maße an das Gehäuse übertragen werden können bzw. noch stärker absorbiert werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse vorgesehen, um an dem Rahmen eines Fensters oder einer Tür befestigt zu werden, wobei das Zugelement eine Kette aufweist, die vorgesehen ist, mit einem Ende mit dem Flügel eines Fensters oder einer Tür verbunden zu werden, die in einer Kettenebene geführt in dem Gehäuse aufgenommenen ist und die eine Vielzahl von Kettengliedern aufweist, wobei die Kettenglieder in der Kettenebene beweglich miteinander verbunden sind, wobei die Kette von einem Kettenrad angetrieben wird, wobei die Kette in einer in der Kettenebene liegenden Austrittsrichtung durch eine Kettenaustrittsöffnung aus dem Gehäuse geführt wird und wobei der Motor über ein Getriebe das Kettenrad antreibt. Das Getriebe umfasst das auf der Abtriebswelle montierte Schneckenrad, die Antriebswelle mit dem auf ihr befestigten Zahnrad und die Zahnradanordnung. Das Kettenrad wird also von einem Abtriebszahnrad der Zahnradanordnung angetrieben. Die Zahnradanordnung wird von der Antriebswelle angetrieben. Die Antriebswelle wird von der Abtriebswelle des Motors angetrieben, wobei das auf der Antriebswelle angebrachte Zahnrad mit dem auf der Abtriebswelle montierten Schneckenrad kämmt.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Fenster oder eine Tür mit einem Rahmen und einem Flügel sowie mit einer Betätigungsvorrichtung zum angetriebenen Verschwenken des Flügels gegenüber dem Rahmen, wobei die Betätigungsvorrichtung nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet ist.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand einer mehrere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung darstellenden Zeichnung erläutert. Die Zeichnung zeigt in
1 eine perspektivische Darstellung eines Teils eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung,
2 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführung der elastischen Lagerung des Motors in der Betätigungsvorrichtung aus 1,
3 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführung der elastischen Lagerung des Motors in der Betätigungsvorrichtung aus 1,
4a eine perspektivische Darstellung des Motors der Betätigungsvorrichtung aus 1 mit ringförmigen elastischen Lagerelementen,
4b eine perspektivische Darstellung des Motors der Betätigungsvorrichtung aus 1 mit elastischen Lagerelementen, die den Motor entlang seiner gesamten Mantelfläche umgeben, und
5a–5c schematische Darstellungen von Ausführungsformen der Schwingungsbegrenzungselemente in der Betätigungsvorrichtung aus 1.
In 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung 1 für ein Fenster oder einen Tür dargestellt. Die Betätigungsvorrichtung 1 weist ein Gehäuse 3 auf, das an dem Rahmen eines Fensters oder einer Tür befestigt werden kann. In dem Gehäuse ist ein Zugelement 4 in Form einer Kette 5, deren eines Ende an dem Flügel eines Fensters oder einer Tür befestigt werden kann, um den Flügel gegenüber dem Rahmen zu bewegen, aufgenommen. Die Kette 5 ist in dem Gehäuse 3 in einer Kettenebene 7 geführt und weist eine Vielzahl von Kettengliedern 8 auf, die in der Kettenebene 7 schwenkbar miteinander verbunden sind. Ferner sind ein Motor 9, ein Getriebe 11 und ein Kettenrad 13 zum Antrieb der Kette 5 im Gehäuse 3 vorgesehen, wobei das Kettenrad 13 mit der Kette 5 eingreift und eine Drehbewegung des Kettenrades 13 zu einer Bewegung der Kette 5 in der Kettenebene 7 führt.
Der Motor 9 ist vorzugsweise zylinderförmig ausgebildet, in noch genauer beschriebener Weise elastisch an dem Gehäuse 3 gehaltert und weist eine sich durch ihn hindurch erstreckende Abtriebswelle 15 auf. Auf der Abtriebswelle 15 ist ein Schneckenrad 17 befestigt, das mit einem auf einer Antriebswelle 18 befestigten ersten Zahnrad 19 des Getriebes 11 kämmt. Die Antriebswelle 18 treibt einen Betätigungsmechanismus 20, d. h. eine Zahnradanordnung 21 mit einem Abtriebszahnrad 23 und einem Kettenrad 13 an, wobei das Abtriebszahnrad 23 an dem das Kettenrad 13 derart angebracht ist, dass beide um dieselbe Achse rotieren. Somit kann die Drehbewegung der Abtriebswelle 15 von der Antriebswelle 18 und der Zahnradanordnung 21 des Getriebes 11 auf das Kettenrad 13 übertragen werden, sodass dieses von dem Motor 9 angetrieben wird. Bei einer Drehung des Kettenrades 13 wird die Kette 5 durch eine Kettenaustrittsöffnung 25 entlang einer in der Kettenebene 7 liegenden Austrittsrichtung 27 aus dem bzw. in das Gehäuse 3 bewegt.
Wie in 2 dargestellt, ist der zylinderförmige Motor 9 in Bezug auf die Abtriebswelle 15 sowohl in radialer Richtung 29 als auch in axialer Richtung 31 elastisch an dem Gehäuse 3 gelagert. Die elastische Lagerung kann durch elastische Lagerelemente 33 erfolgen, die als Metallfedern 35 (2) oder, wie in 3 gezeigt, als elastischer Schaum oder Silikon-Elemente 37 ausgebildet sein können.
Die elastischen Lagerelemente 33 können z. B. auch ringförmig ausgebildet sein und an den ringförmigen Kanten zwischen der Mantelfläche und den Grundflächen des zylinderförmigen Motors 9 angeordnet sein, wie dies in 4a dargestellt ist. Alternativ können die elastischen Lagerelemente 33 auch den Motor 9 entlang seiner gesamten Mantelfläche umgeben, wie in 4b gezeigt ist. In jedem Fall können die elastischen Lagerelemente 33 in radialer und axialer Richtung 29, 31 der Abtriebswelle 15 elastische Vorsprünge 39a, 39b aufweisen, über welche der Motor 9 an dem Gehäuse 3 angebracht ist.
Wie ebenfalls in 2 gezeigt, ist entlang der Abtriebswelle 15 auf der von dem Motor 9 abgewandten Seite des Schneckenrads 17 benachbart zu dem Schneckenrad 17 ein Schwingungsbegrenzungselement 41 vorgesehen. Das Schwingungsbegrenzungselement 41 umgibt die Abtriebswelle 15 in radialer Richtung 29 entlang deren Umfang zumindest teilweise. Die der Abtriebswelle 15 gegenüberliegende Innenfläche 43 des Schwingungsbegrenzungselements 41 ist dabei derart von der Abtriebswelle 15 beabstandet, dass zwischen der Innenfläche 43 und der Abtriebswelle 15 ein Spalt 45 vorgesehen ist.
Das Schwingungsbegrenzungselement 41 bzw. der Spalt 45 sowie die Innenfläche 43 davon können auf verschiedene Weise ausgebildet sein, wie dies in den 5a bis 5d dargestellt ist. So kann die Innenfläche 43 des Schwingungsbegrenzungselements 41 in der Ebene senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Abtriebswelle 15 als konzentrischer Kreis 47 gegenüber der Abtriebswelle 15 ausgebildet sein. Die Innenfläche 43 ist somit entsprechend der Mantelfläche eines Kreiszylinders ausgebildet, sodass der Spalt 45 in dieser Ebene eine Ringform aufweist, wobei der Abstand zwischen Innen- und Außendurchmesser des Rings konstant ist (siehe 5a), der Spalt 45 also gleichmäßig breit ist. In diesem Fall ist der Umfang der Abtriebswelle 15 vollständig von dem Schwingungsbegrenzungselement 41 umgeben.
In 5b ist eine ähnliche Ausgestaltung des Schwingungsbegrenzungselements 41 dargestellt. In diesem Fall ist die Innenfläche 43 des Schwingungsbegrenzungselements 41 in der Ebene senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Abtriebswelle 15 in Form mehrerer Teilkreisabschnitte 49a, 49b gebildet, wobei auch hier der Spalt 45 zwischen den Teilkreisabschnitten 49a, 49b gleichmäßig groß ist.
In 5c ist eine weitere alternative Ausgestaltung des Schwingungsbegrenzungselements 41 dargestellt. Hier weist die Innenfläche 43 des Schwingungsbegrenzungselements 41 in der Ebene senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Abtriebswelle 15 eine rechteckige, insbesondere eine quadratische Form 51 auf, und der Spalt 45 zwischen jeder Seite des Rechtecks und der Abtriebswelle 15 hat eine gleich große Minimalweite. Außerdem weist jede Seite der rechteckigen Innenflächen 43 einen Vorsprung 53a–53d, vorzugsweise aus elastischem Material, auf, wobei der Spalt zwischen den Vorsprüngen 53a–53d und der Abtriebswelle 15 jeweils gleich groß ist.
Eine sehr einfache alternative Ausgestaltung des Schwingungsbegrenzungselements 41 ist in 5d gezeigt. Dabei weist das Schwingungsbegrenzungselement 41 zwei senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Abtriebswelle 15 auf beiden Seiten der Abtriebswelle 15 sich gegenüberliegende parallele Flächen 55a, 55b auf. Zwischen jeder Fläche 55a, 55b und der Abtriebswelle 15 ist dabei ein Spalt 45 mit gleich großem Minimalabstand vergesehen.
Der Abstand der Innenfläche 43 des Schwingungsbegrenzungselements 41 wird auf die während des Betriebs der Betätigungsvorrichtung 1 an der Abtriebswelle 15 auftretenden Schwingungen abgestimmt. Der Spalt 45 zwischen der Innenfläche 43 des Schwingungsbegrenzungselements 41 und der Abtriebswelle 15 ist an der engsten Stelle derart breit ausgebildet, dass die schwingende Abtriebswelle 15 die Innenfläche 43 des Schwingungsbegrenzungselements 41 im Normalbetrieb der Betätigungsvorrichtung 1 nicht berührt, im Überlastbetrieb jedoch an dieser anschlägt. Ein Abstand zwischen der Innenfläche 43 des Schwingungsbegrenzungselements 41 und der Abtriebswelle 15 kann an der engsten Stelle vorzugsweise 0,05 bis 0,2 mm betragen und beträgt im vorliegenden Fall 0,1 mm. Im Fall einer senkrecht zur Abtriebswelle 15 um die Abtriebswelle 15 herum konzentrisch kreisförmigen Innenfläche 43 des Schwingungsbegrenzungselements 41 ist der Durchmesser des durch die Innenfläche 43 gebildeten Kreises 47 somit um 0,2 mm größer als der Außendurchmesser der Abtriebswelle 15 an dieser Stelle.
Wie in 2 gezeigt ist, sind neben der Anordnung des Schwingungsbegrenzungselements 41 auf der von dem Motor 9 abgewandten Seite des Schneckenrads 17 noch weitere Positionen zur Anordnung des Schwingungsbegrenzungselements 41 möglich. So kann das Schwingungsbegrenzungselement 41 beispielsweise entlang der Abtriebswelle 15 zwischen dem Schneckenrad 17 und dem Motor 9 angeordnet werden. Außerdem kann das Schwingungsbegrenzungselement 41 auf der von dem Schneckenrad 17 abgewandten Seite des Motors 9 an der Abtriebswelle 15 vorgesehen sein. Ebenfalls denkbar und für manche Anwendungen sinnvoll kann es sein, mehrere Schwingungsbegrenzungselemente 41a–41c an mehreren der drei zuvor genannten Positionen, d. h. entlang der Abtriebswelle 15 auf beiden Seiten des Schneckenrads 17 sowie auf der vom Schneckenrad 17 abgewandten Seite des Motors 9, vorzusehen.
Die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung arbeitet wie folgt.
Um den Flügel eines Fensters oder einer Tür gegenüber dem Rahmen in angetriebener Weise zu verschwenken, wird zunächst das Gehäuse 3 der Betätigungsvorrichtung 1 an dem Rahmen und dann ein Ende der Kette 5 an dem Flügel angebracht. Wenn die Betätigungsvorrichtung 1 nun betätigt wird, d. h. wenn der Motor 9 die Abtriebswelle 15 in Drehbewegung versetzt, treibt das an der Abtriebswelle 15 vorgesehene Schneckenrad 17 ein erstes Zahnrad 19 der Zahnradanordnung 21 an und überträgt die Drehbewegung der Abtriebswelle 15 auf die Zahnradanordnung 21 des Getriebes 11. Ein Abtriebszahnrad 23 der Zahnradanordnung 21 überträgt die Drehbewegung nun auf das Kettenrad 13, welches die Kette 5 in Austrittsrichtung 27 aus der Kettenaustrittsöffnung 25 hinaus fördert, wodurch der Flügel gegenüber dem Rahmen bewegt wird.
Aufgrund der elastischen Lagerung des Motors 9 an dem Gehäuse 3 werden die während des Betriebs des Motors 9 auftretenden Schwingungen nicht an das Gehäuse 3 weitergegeben, sodass keine unangenehmen Geräusche auftreten bzw. diese stark reduziert werden. Mit dem Motor 9 zusammen wird auch die mit dem Motor 9 verbundene Abtriebswelle 15 zu Schwingungen angeregt. Die Abtriebswelle 15 schwingt in erster Linie in radialer Richtung 29. Im Normalbetrieb des Motors 9, d. h. wenn keine ungewöhnlich hohen Lasten, wie z. B. durch Schnee auf dem Fenster verursacht, überwunden werden müssen, schwingt die Abtriebswelle 15 innerhalb des zwischen der Innenfläche 43 des Schwingungsbegrenzungselements 41 und der Abtriebswelle 15 vorgesehenen Spalts 45, ohne die Innenfläche 43 zu berühren. Auf diese Weise werden auch an dem Schwingungsbegrenzungselement 41 keine zusätzlichen Geräusche verursacht. Der Eingriff des Schneckenrads 17 der Abtriebswelle 15 mit dem ersten Zahnrad 19 der Zahnradanordnung 21 erfolgt bei Schwingungen dieser Amplitude, ohne dass ein kritisches Spiel zwischen dem Schneckenrad 17 und dem ersten Zahnrad 19 auftritt, wodurch die Wirksamkeit der Kraftübertragung beeinträchtigt würde.
In dem Fall, dass übermäßig hohe Lasten, die auf das Fenster wirken, überwunden werden müssen, sodass der Motor 9 im Überlastbetrieb arbeitet, treten derart hohe Schwingungsamplituden an der Abtriebswelle 15 auf, dass die Abtriebswelle 15 an der Innenfläche 43 des Schwingungsbegrenzungselements 41 anschlägt, sodass das Schwingungsbegrenzungselement 41 die Schwingungsamplitude auf ein Maß begrenzt, in welchem stets noch ein wirksamer Eingriff zwischen dem Schneckenrad 17 und dem ersten Zahnrad 19 erfolgt.
In einem anderen Ausführungsbeispiel ist die Betätigungsvorrichtung 1 zum Bewegen einer Abschirmeinrichtung vor einem Fenster oder einer Tür ausgebildet. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Betätigungsvorrichtung 1 anstelle der Kette 5 als Zugelement 4 ein Seil auf, dessen eines Ende in das Gehäuse 3 aufgenommen ist und das von einer von dem Getriebe 11 angetriebenen Betätigungswelle in das Gehäuse 3 hinein und aus dem Gehäuse 3 hinaus bewegt wird. Das andere Ende des Seils ist mit einer Abschirmeinrichtung, insbesondere einem Rollo oder einem Rollladen, verbunden und bewegt diese gegenüber dem Fenster oder der Tür zwischen einer geschlossenen Stellung, in der einfallendes Sonnenlicht abgeschirmt wird, und einer geöffneten Stellung, in der das einfallende Sonnenlicht durch das Fenster oder die Tür in das Gebäude gelassen wird.
Das Seil kann alternativ auch mit einer Aufnahmewelle, auf welcher das Rollo oder der Rollladen aufgewickelt ist bzw. aufgewickelt werden kann, derart verbunden sein, dass die Aufnahmewelle durch eine Zugbewegung des Seils in Drehbewegung versetzt wird, wodurch die Abschirmeinrichtung aus- oder eingerollt wird. Statt eines Seils kann auch ein Riemen als Zugelement 4 vorgesehen sein.
In noch einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel kann die Aufnahmewelle auch ohne den Einsatz eines Zugelements direkt durch das Getriebe, d. h. unmittelbar durch die Antriebswelle 18 oder durch die von der Antriebswelle 18 drehend angetriebenen Zahnradanordnung 21, in eine Drehbewegung versetzt werden, wodurch die Abschirmeinrichtung in Form beispielsweise eines Rollladens auf der Aufnahmewelle aufgewickelt oder von dieser abgewickelt werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202008013570 U1 [0004]
US 6890279 [0005]

Claims

Betätigungsvorrichtung (1) für ein Fenster, eine Tür oder eine Abschirmeinrichtung eines Fensters oder einer Tür, mit einem Gehäuse (3), das vorgesehen ist, um an einem Fenster oder einer Tür befestigt zu werden, mit einer Antriebswelle (18) zum Antreiben eines Betätigungsmechanismus (20), wobei auf der Antriebswelle (18) ein Zahnrad (19) drehfest angebracht ist, mit einem elastisch an dem Gehäuse (3) gehalterten Motor (9) mit einer sich durch den Motor erstreckenden Abtriebswelle (15), auf der ein Schneckenrad (17) befestigt ist, das mit dem Zahnrad (19) der Antriebswelle (18) kämmt, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der Abtriebswelle (15) ein Schwingungsbegrenzungselement (41) vorgesehen ist, das die Abtriebswelle (15) in radialer Richtung (29) entlang deren Umfang zumindest teilweise umgibt, sodass eine Innenfläche (43) des Schwingungsbegrenzungselements (41) der Abtriebswelle (15) gegenüber liegt, und dass zwischen der Abtriebswelle (15) und der Innenfläche (43) des Schwingungsbegrenzungselements (41) ein Spalt (45) vorgesehen ist.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsmechanismus (20) eine Zahnradanordnung (21) aufweist, die von der Antriebswelle (18) angetrieben wird, dass der Betätigungsmechanismus (20) ferner ein Zugelement (4) aufweist, dessen eines Ende in das Gehäuse (3) aufgenommen ist und dessen anderes Ende mit dem Flügel eines Fensters oder einer Tür oder mit einer Abschirmeinrichtung verbunden ist, wobei die Antriebswelle (18) über das Zahnradanordnung (21) das Zugelement (4) bewegt.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsmechanismus (20) eine Aufnahmewelle aufweist, die vorgesehen ist, um eine Abschirmeinrichtung aufzuwickeln und die von der Antriebswelle (18) direkt oder über die Zahnradanordnung (21) drehend angetrieben wird.
Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwingungsbegrenzungselement (41) benachbart zu dem Schneckenrad (17) auf der zu dem Schneckenrad weisenden Seite des Motors (9) auf der Abtriebswelle (15) befestigt ist.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneckenrad (17) entlang der Abtriebswelle (15) zwischen dem Schwingungsbegrenzungselement (41) und dem Motor (9) angeordnet ist.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwingungsbegrenzungselement (41) entlang der Abtriebswelle (15) zwischen dem Schneckenrad (17) und dem Motor (9) angeordnet ist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (15) sich derart durch den Motor (9) hindurch erstreckt, dass sie auf zwei gegenüberliegenden Seiten aus dem Motor (9) hinausragt, und dass das Schwingungsbegrenzungselement (41) auf der von dem Schneckenrad (17) abgewandten Seiten des Motors (9) an der Abtriebswelle (15) angeordnet ist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Schwingungsbegrenzungselemente (41a–41c) vorgesehen sind, wobei die Schwingungsbegrenzungselement (41a–41c) an einer Position entlang der Abtriebswelle (15) angeordnet sind, die ausgewählt sind aus einer Position, in der das Schneckenrad (17) entlang der Abtriebswelle (15) zwischen dem Schwingungsbegrenzungselement (41) und dem Motor (9) angeordnet ist, einer Position, in der das Schwingungsbegrenzungselement (41) entlang der Abtriebswelle (15) zwischen dem Schneckenrad (17) und dem Motor (9) angeordnet ist, und einer Position, in der das Schwingungsbegrenzungselement (41) auf der von dem Schneckenrad (17) abgewandten Seiten des Motors (9) an der Abtriebswelle (15) angeordnet ist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche (43) des Schwingungsbegrenzungselements (41) entsprechend der Mantelfläche eines Kreiszylinders ausgebildet ist und in der Ebene senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Abtriebswelle (15) mit einem gleichmäßig breiten Spalt (45) von der Abtriebswelle (15) beabstandet ist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche (43) des Schwingungsbegrenzungselements (41) in der Ebene senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Abtriebswelle (15) entsprechend mehrerer Teilkreisabschnitte (49a, 49b) ausgebildet ist und dass ein gleichmäßig großer Spalt (45) zwischen der Innenfläche (43) des Schwingungsbegrenzungselements (41) und der Abtriebswelle (15) vorgesehen ist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche (43) des Schwingungsbegrenzungselements (41) in der Ebene senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Abtriebswelle (15) entsprechend einem Rechteck, vorzugsweise entsprechend einem Quadrat (51), ausgebildet ist und dass der Spalt (45) zwischen jeder Seite des Rechtecks und der Abtriebswelle (15) eine gleich große Minimalweite aufweist.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass jede Seite der rechteckigen Innenflächen (43) des Schwingungsbegrenzungselements (41) einen Vorsprung (53a–53d) aufweist und dass zwischen jedem Vorsprung (53a–53d) und der Abtriebswelle (15) ein gleich großer Spalt (45) vorgesehen ist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwingungsbegrenzungselement (41) zwei parallel gegenüberliegende Flächen (55a, 55b) aufweist und dass zwischen jeder Fläche (55a, 55b) und der Abtriebswelle (15) ein Spalt (45) mit gleich großem Minimalabstand vorgesehen ist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Motor (9) und Gehäuse (3) elastische Lagerelemente (33) vorgesehen sind, die derart ausgebildet sind, dass der Motor (9) sowohl in axialer als auch in radialer Richtung (29, 31) der Abtriebswelle (15) elastische an dem Gehäuse (3) gehaltert ist.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Lagerelemente (33) Metallfedern (35) aufweisen.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Lagerelemente (33) elastischen Schaum oder Silikon-Elemente (37) aufweisen.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 14 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Lagerelemente (33) ringförmig ausgebildet sind und die ringförmigen Lagerelemente (33) an den ringförmigen Kanten zwischen Mantelfläche und Grundflächen des zylinderförmigen Motors (9) angeordnet sind.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 14 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (9) zylinderförmig ausgebildet ist und dass die elastischen Lagerelemente (33) den Motor (9) entlang seiner gesamten Mantelfläche umgeben.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmigen Lagerelemente (33) in radialer und axialer Richtung (29, 31) der Abtriebswelle (15) elastische Vorsprünge (39a, 39b) aufweisen.
Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, sofern abhängig von Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) vorgesehen ist, um an dem Rahmen eines Fensters oder einer Tür befestigt zu werden, dass das Zugelement (4) eine Kette (5) aufweist, die vorgesehen ist, mit einem Ende mit dem Flügel eines Fensters oder einer Tür verbunden zu werden, die in einer Kettenebene (7) geführt in dem Gehäuse (3) aufgenommenen ist und die eine Vielzahl von Kettengliedern (8) aufweist, wobei die Kettenglieder (8) in der Kettenebene (7) beweglich miteinander verbunden sind, wobei die Kette (5) von einem Kettenrad (13) angetrieben wird und wobei die Kette (5) in einer in der Kettenebene (7) liegenden Austrittsrichtung (27) durch eine Kettenaustrittsöffnung (29) aus dem Gehäuse (3) geführt wird, und dass der Motor (9) über ein Getriebe (11) das Kettenrad (13) antreibt.
Fenster oder Tür mit einem Rahmen und einem Flügel sowie mit einer Betätigungsvorrichtung (1) zum angetriebenen Verschwenken des Flügels gegenüber dem Rahmen, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 20 ausgebildet ist.