DE3424286A1

DE3424286A1 - Kraftbetriebene betaetigungsvorrichtung

Info

Publication number: DE3424286A1
Application number: DE19843424286
Authority: DE
Inventors: Robert F. Rockford Ill. Lense
Original assignee: Amerock Corp Rockford Ill; Amerock Corp
Current assignee: Newell Operating Co
Priority date: 1983-10-27
Filing date: 1984-07-02
Publication date: 1985-05-15
Also published as: US4553656A; CA1218389A; DE3424286C2

Description

HOEGER₁ STELLRECHf & PARTNER 3424286

PATENTANWÄLTE UHLANDSTRASSE 14 c · D 7000 STUTTGART 1

A 45 962 b Anmelder: Amerock Corporation

k-176 4000 Auburn Street

29. Juni 1984 Rockford, Illinois

USA

Kraftbetriebene Betätigungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine kraftbetriebene Betätigungsvorrichtung für ein bewegliches Verschlußelement, insbesondere für den Fensterflügel eines Dachflächenfensters.

Üblicherweise umfassen Betätigungsvorrichtungen zum Verstellen von Verschlußelementen, insbesondere von Fensterflügeln, ein angetriebenes Element, welches in Wirkverbindung mit dem Verschlußelement bzw. dem Fensterflügel steht und ein Antriebselement, welches mit dem angetriebenen Element verbunden ist. Dabei steht von dem Antriebselement radial nach außen eine Kurbel ab, welche dazu dient, das Antriebselement von Hand zu verdrehen und so das Verschlußelement zu verstellen.

Der Erfindung liegt, ausgehend von diesem Stand der Technik, d.h. ausgehend von den bisher eingesetzten, von Hand zu betätigenden Betätigungsvorrichtungen die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Betätigungsvorrichtung anzugeben, welche zusätzlich auch mittels eines Antriebsaggregats betätigt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine kraftbetriebene Betätigungsvorrichtung gelöst, welche gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Kennzeichenteils des Anspruchs 1 gekennzeichnet ist.

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Es ist ein besonderer Vorteil der Betätigungsvorrichtung gemäß der Erfindung, daß das Verschlußelement einerseits mit Hilfe eines Motors verstellt werden kann und andererseits auch von Hand, wobei der Untersetzungstrieb mit Hilfe der erfindungsgemäß vorgesehenen Kupplungseinrichtungen ausgekuppelt werden kann und nicht zusätzlich (einschließlich des Motors) mitgedreht werden muß, wenn das Verschlußelement verstellt wird.

Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das von Hand betätigbare Betätigungselement in an sich bekannter Weise als Kurbel ausgebildet ist, deren Kurbelzapfen gleichzeitig ein Kupplungselement bildet und das Antriebselement mit dem Ausgang des Untersetzungstriebes kuppelt, wenn die Kurbel aus ihrer Arbeitsstellung, in der sie radial vom Antriebselement absteht, nach innen in eine Ruhestellung umgelegt ist. Ganz allgemein werden in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung die Kupplungseinrichtungen so ausgebildet, daß sie in der Arbeitsstellung eines von Hand betätigbaren Betätigungselementes ausgekuppelt sind und in der Ruhestellung desselben eingekuppelt.

Weiterhin hat es sich in Ausgestaltung der Erfindung als vorteilhaft erwiesen, wenn Einrichtungen vorgesehen sind, mit deren Hilfe feststellbar ist, daß das Verschlußelement seine Schließstellung oder eine vorgegebene Öffnungsstellung erreicht hat, mit deren Hilfe der Antrieb bzw. der Motor dann abschaltbar ist, wenn

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eine derartige Position des Verschlußelementes festgestellt wird.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert und/oder sind Gegenstand von Unteransprüchen. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Gesamtansicht einer Betätigungsvorrichtung gemäß der Erfindung mit angrenzenden Teilen eines Fensters;

Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt durch die Betätigungsvorrichtung gemäß Fig. 1 längs der Linie 2-2 in dieser Figur;

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Betätigungsvorrichtung gemäß Fig. 2 längs der Linie 3-3 in dieser Figur;

Fig. 4 einen Querschnitt durch die Betätigungsvorrichtung gemäß Fig. 2 längs der Linie 4-4 in dieser Figur;

Fig. 5 einen Querschnitt durch die Betätigungsvorrichtung gemäß Fig. 4 längs der Linie 5-5 in dieser Figur;

Fig. 6 einen Querschnitt durch die Betätigungsvorrichtung gemäß Fig. 4 längs der Linie 6-6 in dieser Figur;

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Fig. 7 einen Querschnitt durch die Betätigungsvorrichtung gemäß Fig. 6 längs der Linie 7-7 in dieser Figur, wobei einzelne Elemente jedoch in einer anderen Betriebsstellung gezeigt sind;

Fig. 8 einen vergrößerten Querschnitt durch die Betätigungsvorrichtung gemäß Fig. 6 längs der Linie 8-8 in dieser Figur;

Fig. 9 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Betätigungsvorrichtung;

Fig. 10 einen Teil-Querschnitt längs der Linie 10-10 in Fig. 7;

Fig. 11 ein schematisches Schaltbild einer elektrischen Steuerung für eine bevorzugte Ausführungsform einer Betätigungsvorrichtung gemäß der Erfindung.

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Bei dem in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Erfindung bei einer Betätigungsvorrichtung zum Öffnen und Schließen eines Verschlußelementes, beispielsweise eines Fensterflügels 10 eines Dachflächenfensters verwirklicht, bei dem der Flügel 10 in einem Rahmen 11 um eine horizontale Achse schwenkbar ist, welche längs der Oberkante des Flügels 10 verläuft. Die Betätigungsvorrichtung weist ein von Hand betätigbares Antriebselement 12 auf, welches im Grundkörper 13 eines Gehäuses 14 drehbar gelagert ist, das seinerseits am Sims 15 des Fensterrahmens 11 befestigt ist, wobei das Antriebselement 12 über ein Getriebe 16 (Fig. 3) und ein Gestänge 17 mit der unteren Kante des Fensterflügels 10 verbunden ist. Das Getriebe 16 umfasst ein Kegelrad 18, welches mit dem unteren bzw. inneren Ende eines Schaftes 19 verkeilt ist, der in dem Grundkörper 13 koaxial zu dem Antriebselement 12 drehbar gelagert ist, wobei die gemeinsame Achse a der beiden genannten Elemente gegenüber der Senkrechten um etwa 45° geneigt ist. Der Schaft 19 wird von dem Antriebselement 12 derart angetrieben, daß er sich gemeinsam mit diesem dreht. Das Kegelrad 18 kämmt mit einem zweiten Kegelrad 20, welches drehfest auf dem inneren Ende einer horizontalen Welle 21 sitzt, die im Grundkörper 13 des Gehäuses senkrecht zur öffnung des Rahmens 11 drehbar gelagert ist. Die Welle 21 bildet die Abtriebswelle der Betätigungsvorrichtung.

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Das Gestänge 17 umfasst zwei Arme 22 und 23, deren innere Enden auf gegenüberliegenden Seiten der Welle bzw. des Schaftes 21 angeordnet und, wie Fig. 3 zeigt, um vertikale Schwenkzapfen 24, 25 im Grundkörper 13 schwenkbar sind. An den inneren Enden der Arme 22,23 sind ferner Zahnradsegmente 26 bzw. 27 befestigt, welche mit einem Schneckengewinde 28 an dem Schaft 21 kämmen, so daß die Arme 22,23 beim Vorwärts- und Rückwärtsdrehen des Antriebselementes 12 um die Achse a aufeinander zu bzw. voneinander weg geschwenkt werden. An den äußeren bzw. freien Enden der Arme 22,23 sind Schuhe 29,30 angelenkt, welche längs einer horizontalen Schiene 31 gleiten, die längs der Unterkante des Fensterflügels 10 montiert ist. Der Fensterflügel 10 schwenkt somit nach außen, wenn die Arme 22,23 aufeinander zu geschwenkt werden, und nach innen in die in Fig. 2 gezeigte Position, wenn die Arme 22, 23 auseinander geschwenkt werden. Mit dem Antriebselement ist ein von Hand betätigbares Element, nämlich eine Kurbel 32, verbunden, durch die das Antriebselement von Hand verdreht werden kann.

Die Erfindung zielt darauf ab, einen Kraftantrieb für das angetriebene Element bzw. den Schaft 19 und damit für den Fensterflügel 10 mit Hilfe eines Motors 33 zu realisieren, wie dies in Fig. 4 bis 7 gezeigt wird, wobei jedoch die Möglichkeit erhalten bleiben soll, den Fensterflügel auch von Hand leicht zu öffnen und zu schließen. Zu diesem Zweck treibt der Motor 33 das Antriebselement 12 über ein Reduziergetriebe 34,

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welches ausgekuppelt wird, wenn es erwünscht ist, das Fenster von Hand zu öffnen oder zu schließen. Vorzugsweise ist die Kurbel 32 daher so ausgebildet, daß sie eine Ruhestellung und eine Arbeitsstellung einnehmen kann, wobei das Antriebselement 12 und das Getriebe 34 erfindungsgemäß automatisch miteinander gekuppelt werden, wenn die Kurbel in ihre Ruhestellung gebracht wird₇und entkuppelt, wenn die Kurbel in ihre Arbeitsstellung gebracht wird.

Beim Ausführungsbeispiel ist das obere Ende 35 des Schaftes 19 mit einer Zahnung versehen und wird von einer axialen Gegenbohrung 36 einer zylindrischen Schaftverlängerung bzw. eines Kupplungsteils 37 aufgenommen, welches koaxial zu dem Schaft 19 und konzentrisch zur Achse a angeordnet ist. Der Kupplungsteil ist in einem zylindrischen Lager 38 (Fig. 6) gelagert, welches in eine Buchse 39 eingepresst ist, welche einstückig in einem Steg 40 ausgebildet ist, der quer durch das Innere des Grundkörpers 13 des Gehäuses 14 verläuft. Ein Flansch 41 am oberen Ende des Lagers 38 stützt sich am benachbarten Ende der Buchse 39 ab, und der Kupplungsteil 37 wird in dem Lager 38 gegen eine Aufwärtsbewegung durch einen Federring 42 gesichert, der von einer Ringnut 43 im unteren Bereich des Kupplungsteils 37 aufgenommen wird und sich am unteren Ende des Lagers 38 abstützt.

Beim Ausführungsbeispiel ist das Antriebselement 12 eine zylindrische Nabe, welche am äußeren Ende des

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Kupplungsteils 37 befestigt ist, wobei zu diesem Zweck ein im Querschnitt rechteckiger axialer Ansatz 44 (Fig. 6 und 8) am oberen Ende des Kupplungsteils 37 in eine zentrale Aussparung 45 in der Unterseite dieser Nabe 12 eingreift. Letztere ist mit dem Kupplungsteil mittels einer Schraube 46 verbunden, welche die Nabe axial durchgreift und in den Kupplungsteil 37 eingeschraubt ist. Die von Hand betätigbare Kurbel besitzt einen Arm, der normalerweise in einem Schlitz 47 (Fig. 5) liegt, welcher diametral über die Oberseite der Nabe bzw. des Antriebselements 12 verläuft, an dem der Arm mit seinem einen Ende mittels eines Zapfens 48 schwenkbar im Randbereich der Nabe derart befestigt ist, daß er um eine quer zur Achse a verlaufende Achse schwenkbar ist. Der Arm kann somit aus seiner Ruhestellung, in der er in dem Schlitz 47 liegt, in eine Arbeitsstellung geschwenkt werden, in der er von der Nabe radial nach außen absteht, wie dies in Fig. 2 und 6 mit gestrichelten Linien angezeigt ist. Der Arm dient als Hebel zum Drehen des Antriebselements 12 und bildet in Verbindung mit einem senkrecht abstehenden Zapfen an seinem freien Ende die Kurbel Wenn der Arm seine Ruhestellung einnimmt, dann greift der Zapfen 49 in einen Schlitz 50 am Umfang der Nabe 12 ein (Fig. 8). Ein Deckel 51 des Gehäuses 14 besitzt eine öffnung 52, durch die die Nabe nach außen vorsteht. Der Deckel 51 ist mit einem Flansch 5 3 verrastet, der als nach außen abstehender umlaufender Flansch am Grundkörpers 13 des Gehäuses ausgebildet ist, wobei der Deckel 51 mit Schrauben 54 befestigt

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ist (Fig. 7 und 9), welche Öffnungen im Grundkörper 13 durchgreifen und in den Deckel 51 eingeschraubt sind.

Der Motor 33 ist ein Permanentmagnet-erregter, umsteuerbarer Gleichstrommotor, der gemäß Fig. 4 und 5 in einer Ecke des Gehäusegrundkörpers 13 montiert ist. Zur Befestigung wird eine Nabe 56 des Motors am ausgangsseitigen Ende desselben von einem aus Kunststoff gespritzten, ringförmigen Montageteil 57 aufgenommen, welches einen runden Flansch 58 besitzt, der sich an einer bogenförmigen Fläche 59 im Inneren des Gehäusegrundkörpers 13 abstützt. Eine aus Kunststoff gespritzte Trennwand 60 mit einer herabhängenden Schürze 61 (Fig.5) stützt sich an einer Kante bzw. Auflage 62 des Grundkörpers 13 ab und ist an diesem mit Schrauben 63 befestigt, wobei eine bogenförmige Aussparung 64 (Fig.6) an einer Kante der Schürze 61 den Montageteil 57 erfasst und diesen in seiner Lage an der bogenförmigen Fläche 59 hält. Das andere Ende des Motors wird von einer zylindrischen Kappe 65 aufgenommen (Fig. 5), welche aus gespritztem Kunststoffmaterial besteht und in eine abgestufte Aussparung 6 6 in einer Seitenwand des Grundkörpers 13 passt. Zwischen dem Ende des Motors und der Gehäusewand ist dabei eine Druckscheibe 67 angeordnet.

Beim Ausführungsbeispiel ist das Reduziergetriebe 34 ein Zahnradgetriebe, welches eingangsseitig eine Schnecke 68 aufweist, die fest auf der Welle des

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Motors 33 sitzt und in einem Lager 70 gelagert ist, welches in einander gegenüberliegenden Aussparungen 71,72 (Fig. 5) des Gehäusekörpers 13 bzw. der Trennwandschürze 61 angeordnet ist. Die Schnecke 68 kämmt mit einem Zahnrad 73 (Fig. 4 und 6), welches eine Nabe 74 aufweist, die einen mit einer Keilverzahnung versehenen Abschnitt 75 eines Schaftes 76 aufnimmt, welcher parallel zu der Achse a ausgerichtet ist. Die Nabe 74 ragt in eine ein Schmiermittel enthaltende Wanne 77 am Boden des Grundkörpers 13 hinein. Das untere Ende des Schaftes 76 ist in einem Lager 78 im Boden des Grundkörpers 13 gelagert, während ein verdicktes Teilstück 79 des Schaftes oberhalb der Schnecke 68 in einer Lagerbuchse 80 gelagert ist, die in einen zylindrischen Kragen 81 eingepasst ist,der im oberen Teil der Trennwand 60 ausgebildet ist. Letztere verschließt zusammen mit der Buchse 80 und dem Schaftteil 79 die Wanne 77, wodurch das Schmiermittel zurückgehalten wird. An seinem oberen Ende ist der Schaft 76 mit einem Ritzel 82 versehen,welches mit einem Zahnrad 83 kämmt, welches konzentrisch zu der Achse a angeordnet ist. Das Zahnrad ist auf dem oberen Ende des Kupplungsteils 37 drehbar gelagert und stützt sich an dem Flansch 41 des Lagers 38 ab, so daß die Nabe bzw. das Antriebselement 12 und der Kupplungsteil 37 relativ zu dem Zahnrad 83 verdrehbar sind.

Es sind Kupplungseinrichtungen vorgesehen, mit deren Hilfe die Nabe 12 und das Zahnrad 83, welches das

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Ausgangselement des Reduziergetriebes 34 bildet, selektiv kuppelbar sind, so daß der Schaft 19 entweder von dem Motor 33 über das Getriebe oder von Hand unter Umgehung des Getriebes mit Hilfe der Kurbel 32 angetrieben werden kann. Das Einkuppeln und Auskuppeln wird automatisch erreicht, wenn der Arm in seine Arbeitsstellung und in seine Ruhestellung geschwenkt wird, wobei der Zapfen 49 einen Bestandteil der Kupplungseinrichtungen bildet. Der Zapfen 49 ist nämlich so lang, daß er über das untere Ende des Schlitzes 50 in der Nabe 12 vorsteht und dort in eine Öffnung (Fig. 6 und 7) des Zahnrads 83 eingreifen kann. Vorzugsweise sind vier derartige Öffnungen 84 in gleichen Winkelabständen rings um die Achse a angeordnet. Beim Ausführungsbeispiel sind die öffnungen 84 dreieckig, wobei die Grundseite 85 der Achse a benachbart ist, während die Schenkel 86,87 gegeneinander geneigt sind. Der Rand der öffnungen 84 dient also im Bereich des einen oder anderen Schenkels als Anschlag für den Zapfen 49, so daß einerseits die Nabe 12 durch das Zahnrad 83 angetrieben werden kann, während die Wände der Öffnung gleichzeitig die Tendenz haben, den Zapfen 49 radial nach innen zu drücken, so daß die Kurbel in ihrer Ruhestellung verbleibt. Wenn das Zahnrad 83 beispielsweise im Uhrzeigersinn gedreht wird, wie dies in Fig. 7 durch Pfeile angedeutet ist, dann liegt der Schenkel 86 an dem Zapfen 49 an, so daß wegen der Schräglage des Schenkels bezüglich eines Radius des Zahnrads 83 eine nach innen gerichtete Kraft auf den

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Zapfen 49 ausgeübt wird, wenn dieser durch das Zahnrad 83 angetrieben wird.

Bei der betrachteten Anordnung kann der Motor 33, wenn er eingeschaltet wird, den Fensterflügel 10 öffnen oder schließen, wenn sich die Kurbel 32 in ihrer Ruhestellung befindet. In diesem Fall treibt der Motor 33 das Reduziergetriebe 34, welches über den Zapfen 49 die Nabe 12 antreibt, was zur Folge hat, daß der Kupplungsteil 37 und der Schaft 19 gedreht werden. Über die Kegelräder 18 und 20 treibt der Schaft 19 den Schaft 21 und über das Schneckengewinde 28 und die Zahnradsegmente 26,27 die Arme 22,23, welche den Fensterflügel 10 verschwenken. Wenn jedoch die Kurbel 32 in ihre Arbeitsstellung geschwenkt wird, dann wird der Zapfen 49 außer Eingriff mit dem Zahnrad 83 gebracht, so daß das Fenster nunmehr bequem durch Betätigung der Kurbel 32 verschwenkt werden kann, ohne daß die Getriebeelemente des Reduziergetriebes 34 und/oder die Welle 69 des Motors 33 mitgedreht werden müssen.

Erfindungsgemäß sind ferner Einrichtungen vorgesehen, um den Motor 33 automatisch anzuhalten, wenn der Fensterflügel 10 in eine vorgegebene Öffnungsstellung bewegt ist. Zu diesen Einrichtungen gehört ein Zähler 88 (Fig. 5 und 7), der auf das Arbeiten des Motors anspricht. Wegen der Drehzahl des Motors wird der Zähler 88 vorzugsweise über das Ausgangselement des Reduziergetriebes 34 angetrieben und so ausgebildet,

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daß er den Motor 33 steuern kann. Beim Ausführungsbeispiel ist der Zähler 88 ein Sternrad, welches mit einem Zapfen 89 zusammenwirkt, der an dem Zahnrad 83 vorgesehen ist und der das Sternrad bei jeder vollen Umdrehung des Zahnrads 83 betätigt. Das Sternrad ist am oberen Ende eines Zylinders 90 ausgebildet, welcher drehbar auf einem feststehenden Zapfen 91 sitzt, derart, daß er um eine zur Achse a parallele Achse drehbar ist. Das untere Ende des Zapfens 91 ist im Grundkörper 13 befestigt und besitzt einen verringerten Durchmesser, so daß sich eine Schulter 92 ergibt, die sich an einem Auge 93 des Grundkörpers 13 abstützt (Fig. 5). Das obere Ende des Zapfens 91 ist mit einem Kopf 94 versehen, so daß der Zylinder 90 in axialer Richtung zwischen dem Kopf 94 und dem Auge 93 festgelegt ist, sich jedoch frei um den Zapfen 91 drehen kann.

Der Betätigungszapfen 89 für das Sternrad 88 ist an dem Zahnrad 83 gegenüber der Achse a radial nach außen versetzt, und der Zapfen 89 ist parallel zu der Achse a ausgerichtet und steht nach unten derart von dem Zahnrad 83 ab, daß er in einer Ebene mit der Unterseite des Sternrads endet, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Das Sternrad hat sechs, in gleichmäßigen Abständen voneinander angeordnete Zähne 95 (Fig. 4 und 7) und zwei Zahnflanken 95a, so daß sich insgesamt sieben Taschen bzw. Zahnlücken 96 ergeben. Zwischen den Zahnflanken 95a ist ein Ansatz 97 ohne Zahnlücke vorhanden.

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Wenn nun das Sternrad 88 im Uhrzeigersinn gedreht wird, um den Fensterflügel 10 zu öffnen, dann taucht der Zapfen 89 während der ersten bis achten Umdrehung des Zahnrads 83 jeweils in eine Zahntasche 96 ein, wobei das Sternrad bei jeder Umdrehung um 1/8 Umdrehung, d.h. um 45°, weitergedreht wird. Bei der nächsten Umdrehung legt sich der Zapfen 89 dann, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist, an den Ansatz 97 an und übt auf das Sternrad eine im wesentlichen radiale Kraft aus, so daß letzteres nicht weitergedreht wird und der Motor 33 blockiert wird. Der dabei sprunghaft ansteigende Motorstrom wird erfasst und bewirkt die Abschaltung des Motors 33, so daß das Sternrad letztlich einen Umdrehungszähler und einen Anschlag bildet. Vorzugsweise wird der Motor beim Stillsetzen mit einem kurzen Impuls gegensinnig angetrieben, um das auf die Motorwelle 69 und das Reduziergetriebe 34 wirkende Drehmoment aufzuheben.

Wenn es erwünscht ist, den Fensterflügel 10 zu schliessen, dann lässt man den Motor 33 mit entgegengesetztem Drehsinn umlaufen, so daß das Zahnrad 83 im Gegenuhrzeigersinn angetrieben wird. Dies hat zur Folge, daß sich der Zapfen 89 von dem Ansatz 97 weg bewegt und nach nahezu einer vollen Umdrehung des Zahnrads 83 in die unmittelbar rechts von dem Ansatz 97 - in Fig. 7 befindliche Tasche 96 eintaucht. Hierdurch wird das Sternrad 88 im Uhrzeigersinn gedreht, und es erreicht seine Startposition, wenn sich der Fensterflügel an

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den Fensterrahmen 11 anlegt. Dabei ergibt sich wieder eine Sperrbedingung für den Motor 33, welcher daraufhin gestoppt und kurzfristig gegensinnig angetrieben wird, um die Betätigungseinrichtungen von dem zuvor vorhandenen Drehmoment zu entlasten. Zusätzlich tritt die Blockierung und das anschließende Stillsetzen des Motors sofort ein, wenn der Fensterflügel auf ein Hindernis trifft, beispielsweise auf eine zwischen dem Fensterflügel und dem Fensterrahmen befindliche Hand.

Die in Fig. 11 gezeigte Steuerschaltung für den Motor 33 kann derart unterteilt sein, daß sich ein Teil der Steuerschaltung in einer Bedienungseinheit 89 befindet und ein anderer Teil in einem Schaltungsgehäuse 99, wobei die Leitungen 100 und 101 (Fig. 4 und 6) von der Steuerschaltung zum Motor 33 Elemente eines isolierten Kabels 102 sind, welches in das Gehäuse 14 durch eine Gummibuchse 103 hineinragt, die in den Boden des Grundkörpers 13 eingepresst ist. Der Motor 33 und die Steuerschaltung arbeiten mit der üblichen Netz-Wechselspannung (in den USA 120 V), an die die Steuerschaltung mittels eines Steckers 104 angeschlossen ist. Die Steuerschaltung besitzt eingangsseitig einen Transformator 105, dessen Sekundärseite mit einem Gleichrichter 106 verbunden ist, der ausgangsseitig eine Gleichspannung von 12V für den Motor 33 und die Steuerschaltung liefert. Wenn der Motor nicht läuft, d.h. wenn weder ein Antrieb zum öffnen noch zum Schließen des Fensterflügels erfolgt, liegt an beiden Klemmen 107, 108 des Motors eine positive Spannung. Die Klemme 107 ist dabei mit

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dem (+.)-Ausgang des Gleichrichters 106 über eine Leitung 109, eine Diode 110, eine Leitung 111, einen beweglichen Kontaktarm 114 eines Relais 115 und eine Leitung 101 verbunden, wobei die Kontakte bzw. Schaltarme 112 und 114 den Stromkreis schließen, wenn ihre zugeordneten Relais 113, 115 entregt sind. Die Kontakte 112 und 114 bestimmen die Drehrichtung des Motors 33, da der Kontakt 112 in seiner anderen Schaltstellung die Klemme 107 mit Erde bzw. mit dem (-)-Ausgang des Gleichrichters 106 verbindet und da der Kontakt 114 in seiner anderen Stellung die Klemme 108 mit Erde verbindet. Wenn die Klemme 107 negativ bzw. geerdet ist und wenn die Klemme 108 positiv ist, dann dreht sich der Motor 33 mit einem solchen Drehsinn, daß der Fensterflügel geöffnet wird. Wenn die Polarität der Klemmen umgekehrt wird, dann dreht sich der Motor 33 dagegen in Schließrichtung.

Die Umschaltkontakte 112 und 114 können selektiv von Hand über Drucktaster 114 bzw. 117 gesteuert werden, die an der Bedienungseinheit 98 vorgesehen sind und denen die Aufschriften "Auf" und "Zu" zugeordnet sind. Eine dritte Drucktaste 118 der Bedienungseinheit 98 dient dem Stillsetzen des Antriebs. Dieser Taste ist die Aufschrift "Stop" zugeordnet. Jede der drei Drucktasten 116 bis 118 ist mittels einer Feder in die Offenstellung vorgespannt und braucht nur kurzfristig in die Schließstellung gebracht zu werden, um die zugeordnete Funktion in der Steuerschaltung auszulösen.

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Die Drucktaster sind über Leitungen 119,120 einerseits mit ihrem einen Pol alle an den (+)-Anschluß des Gleichrichters 106 angeschlossen. Der Drucktaster 116 dient der Erregung der Relaiswicklung 121 des Relais 113 und damit dem Schwenken des Kontaktes 112 in die Stellung, in der er geerdet ist, so daß der Motor 33 zum öffnen des Fensterflügels angetrieben werden kann. Zu diesem Zweck ist der zweite Anschluß des Drucktasters 116 über eine Leitung 122 und einen Widerstand

123 mit dem einen Anschluß der Erregerwicklung 121 verbunden, deren anderer Anschluß auf Bezugspotential liegt bzw. mit dem geerdeten (-)-Anschluß des Gleichrichters 106 verbunden ist. Das Relais 113 weist ferner einen Kontakt 124 auf, mit dessen Hilfe ein Haltekreis für das Relais bzw. die Erregerwicklung 121 über die Leitung 119, zwei Leitungen 125, 126, einen Kontakt

124 und weitere Leitungen 127, 128 und 129 geschlossen wird, um den Motor 33 im eingeschalteten Zustand zu halten, wenn die Drucktaste 116 wieder freigegeben wird. In entsprechender Weise bewirkt die Betätigung der Drucktaste 117 die Ansteuerung der Erregerwicklung 130 des Relais 115 über eine Leitung 131 und einen Widerstand 132, wobei der Kontakt 114 in die Stellung gebracht wird, in der der Motor in Schließrichtung läuft. Ein Haltekreis für das Relais 115 bzw. die Wicklung 130 enthält die Leitungen 119, 125 und 126, einen Kontakt 133 des Relais 130 und Leitungen 134, 135 und 136. In der Leitung 125, welche im Haltekreis beider Relais liegt, befindet sich ein Kontakt 137 eines Relais 138, dessen Erregerwicklung durch

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Betätigung der Stop-Taste 118 über eine Leitung 140 angesteuert wird, so daß der Kontakt 137 bei Betätigung der Stop-Taste 118 unabhängig davon öffnet, welches der Relais 113, 115 gerade erregt ist. Durch Betätigung der Stop-Taste wird also der Strom für den Motor 33 abgeschaltet, und die beiden Klemmen 107 und 108 kehren in ihren Wartezustand bzw. auf ein positives Potential zurück. Zum Stillsetzen des Motors 33 in Abhängigkeit vom überstrom beim Festbremsen des Motors, nämlich wenn der Fensterflügel 10 oder der Zapfen 89 auf einen Anschlag oder ein Hindernis trifft, ist in der Leitung 119 in Serie zu dem Kontakt 137 ein thermischer Unterbrecher. 141 (Bi-Metall) angeordnet. Der Unterbrecher 141 spricht auf den überstrom des Motors 33 an und öffnet, wenn beim Abdrosseln des Motors der Festlaufstrom fließt. Hierdurch wird der Haltekreis für die beiden Relais 113 und 115 unterbrochen. Beim öffnen der Unterbrechers wird gleichzeitig ein Impuls zum Antreiben des Motors 33 im entgegengesetzten Drehsinn ausgelöst. Zu diesem Zweck kann ein Kontakt 143 des Relais 115 kurzfrist einen Stromkreis für die Erregerwicklung 121 des Relais schließen und umgekehrt ein Kontakt 142 des Relais 113 einen Haltekreis für die Erregerwicklung 130 des anderen Relais 115. Der Kontakt 142 schließt dabei den Stromkreis für die Erregerwicklung 130 über eine Leitung 144, während der Kontakt 143 den Stromkreis für die Erregerwicklung 121 über eine Leitung 145 schließt.

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Der Strom für den kurzfristig geschlossenen Stromkreis für die Erregerwicklung 130 des kurzfristig anziehenden Relais 115 wird dabei durch die Entladung eines Kondensators 146 geliefert, welcher parallel zur Erregerwicklung 121 des sich öffnenden Relais geschaltet ist. Wenn letzteres erregt wird, befindet sich der Kontakt 142 in seiner Offenstellung, wobei der Kondensator 146 jedoch, da sich der Kontakt 124 im Haltekreis in seiner Schließstellung befindet, über einen Widerstand 147 und eine Diode 148 aufgeladen wird. Wenn nun der Unterbrecher 141 öffnet, fällt das Relais 113 ab, so daß der Kontakt 142 in seine Schließstellung zurückkehrt, wobei sich der Kondensator über eine Diode 149 den Kontakt 142 und die Leitung 144 entlädt und kurzfristig das Relais 115 anziehen lässt, welches an den Motor einen in Schließrichtung wirksamen Impuls liefert. In entsprechender Weise ist dem Relais 115 ein Kondensator 150 zugeordnet,der über einen Widerstand 151 und eine Diode 152 aufgeladen wird und der sich über eine Diode 153 und den beweglichen Kontakt 143 des Relais 115 sowie die Leitung 145 entlädt, so daß Strom durch die Erregerwicklung 121 fließt und das Relais 113 kurzfristig anzieht, wobei dem Motor ein Stromimpuls in Öffnungsrichtung zugeführt wird. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel entlädt sich jeder der Kondensatoren während eines Zeitintervalls von etwa 0,1 Sekunden, was zu etwa 50 Umdrehungen des Motors führt bzw. zu einer Drehung des Kegelrads 18 um 3 bis 5°. Nachdem der

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Motor 33 abgeschaltet ist, kehrt der Unterbrecher 141 automatisch in seine Schließstellung zurück, so daß die Steuerschaltung wieder im Wartezustand befindet.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung kann die Betätigungsvorrichtung so eingestellt werden, daß der Fensterflügel 10 innerhalb der Grenzen der sieben Fortschaltbewegungen des Sternrades 8 in eine vorgegebene Öffnungsstellung bewegt wird. Für die Einstellung der Öffnungsstellung wird die Kurbel 32 in ihre Arbeitsstellung gebracht und dazu benutzt, das Antriebselement 12 zu drehen und den Fensterflügel von Hand in die gewünschte Öffnungsstellung zu bringen. Anschließend wird die Auf-Taste 116, während die Kurbel 32 noch immer ihre Arbeitsstellung einnimmt, gedrückt, um den Motor 33 in Öffnungsrichtung anzutreiben. Wenn der Motor läuft, wird das Reduziergetriebe 34 einschließlich des Zahnrads 83 angetrieben, wobei jedoch der Schaft 19 der Betätigungsvorrichtung nicht angetrieben wird, da das Betätigungselement 12 nicht durch den Zapfen 49 der Kurbel 32 mit dem ausgangsseitigen Zahnrad 83 gekuppelt ist. Durch den Zapfen 89 am Zahnrad 83 wird jedoch das Sternrad 88 gedreht, bis der Zapfen 89 auf den Vorsprung 97 aufläuft, woraufhin der Motor 33 stillgesetzt und kurzfristig mit entgegengesetztem Drehsinn angetrieben wird. Der Betriebszustand des Motors 33 und die Lage des Zapfens 89 und des Sternrads 88 entsprechen somit der Offenstellung für den Fensterflügel. Um diese Einstellung der Betätigungs-

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vorrichtung zu fixieren, ist es nunmehr lediglich noch erforderlich, das Antriebselement 12 so weit zu verdrehen, daß der Zapfen 49 bei zurückgeklappter Kurbel 32 in die am nächsten benachbarte öffnung 84 des Zahnrads 83 einfällt. Vorzugsweise wird die Nabe bzw. das Antriebselement 12 jedoch um etwa eine halbe Umdrehung

zurückgedreht, ehe man den Zapfen 49 in eine Öffnung 84 einfallen lässt, um auf diese Weise interne Anschläge, welche Bestandteil des Fensters sein können, unwirksam zu machen. Hierdurch wird die Lebensdauer der Betätigungsvorrichtung, insbesondere der Wellen bzw. Schäfte 19 und 21, der Kegelräder 18 und 20, des Schneckengewindes 28 und der Zahnradsegmente 26, 27 sowie des Gestänges 17 deutlich erhöht.

Das Vorhandensein des Motors 33 und der Steuerung kann vorteilhafterweise dazu benutzt werden, den Fensterflügel 10 automatisch in Abhängigkeit von verschiedenen Bedingungen zu öffnen oder zu schließen, beispielsweise in Abhängigkeit von der Temperatur oder der Zeit sowie in Abhängigkeit vom Auftreten von Schnee oder Regen usw. Zu diesem Zweck ist eine Fassung 154 (Fig.7 und 10) vorgesehen, welche den Boden des Gehäusegrundkörpers 13 durchgreift und dort festgeklemmt ist und einen Stecker 155 aufnimmt, der mit Zuleitungen 156 versehen ist, die zu einem Sensor (nicht dargestellt) führen. Im Inneren des Gehäuses ist die Fassung 154 mit den üblichen Anschlußleitungen 158, 159 (Fig. 4) zum Steuerkreis für den Motor versehen, wobei die

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Leitungen 158, 159 Adern des Kabels 102 bilden. In Fig. 11 ist angedeutet, daß es sich bei dem Sensor um einen Regendetektor handelt, welcher dazu dient, den Fensterflügel zu schließen und Kontakte (nicht dargestellt) aufweist, welche über die Leitungen 158 und 159 in einem Schaltungszweig liegen, welcher parallel zu der Drucktaste 117 angeordnet ist. Wenn das Regenwasser die Kontakte des Sensors überbrückt, dann wird der Parallelzweig geschlossen, wodurch das Relais anzieht, was denselben Steuerungsablauf bewirkt wie die Betätigung der Zu-Taste 117.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß mit einer Betätigungsvorrichtung gemäß der Erfindung ein Verschlußelement, wie z.B. ein Fensterflügel 10, mit Hilfe des Motors 33 über ein Reduziergetriebe geöffnet und geschlossen werden kann, wobei die Möglichkeit besteht, das Reduziergetriebe auszukuppeln, so daß der Fensterflügel von Hand mit Hilfe der Kurbel 32 betätigt werden kann. Außerdem wird das Reduziergetriebe 34 mit Hilfe des Zapfens 49 der Kurbel 32 automatisch eingekuppelt und ausgekuppelt, wobei das Ausgangszahnrad 83 des Getriebes mit der Kurbel gekuppelt wird, wenn diese in ihre Ruhestellung bewegt wird. Weiterhin gestattet die Verwendung des Sternrades 88 als Zähler eine selektive Einstellung der äußersten Öffnungsstellung für den Fensterflügel, während die Auswertung des Blockierstroms des Motors zum Stillsetzen desselben in den Endstellungen gleichzeitig

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auch für die erforderliche Sicherheit sorgt, da der Motor aufgrund dieser Ausgestaltung seiner Steuerung auch dann stoppt, wenn der Fensterflügel bei seiner Bewegung auf ein unvorhergesehenes Hindernis auftrifft. Durch Verwendung des Vorsprungs 97 am Sternrad 88 zum Blockieren des Motors bei Erreichen der vorgegebenen Offenstellung werden außerdem keine inneren Anschläge der Betätigungsvorrichtung benötigt, wodurch deren Lebensdauer beträchtlich erhöht wird. Durch Umsteuerung des Motors mit einem Rückwärtsimpuls nach dem vollständigen öffnen oder Schließen des Fensterflügels erfolgt außerdem eine Entlastung des Getriebes von dem beim Abschalten wirksamen Drehmoment, wodurch die Lebensdauer der Betätigungsvorrichtung weiter erhöht wird.

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Claims

HOEGER1 STELLRECHT & PARTNER 3424286 PATENTANWÄLTE UHLANDSTRASSE 14 c · D 7000 STUTTeART 1 A 45 962 b Anmelder: Amerock Corporation k-176 4000 Auburn Street 29. Juni 1984 Rockford, Illinois USA Patentansprüche

1. Kraftbetriebene Betätigungsvorrichtung für ein bewegliches Verschlußelement, insbesondere für den Fensterflügel eines Dachflächenfenster, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: Es ist ein Gehäuse (14) vorgesehen, an dem ein mit dem Verschlußelement (10) verbindbares, antreibbares Element (19) montiert ist; in dem Gehäuse (14) ist ein drehbares Antriebselement (12) drehbar gelagert, durch welches das antreibbare Element (19) zu einer Drehbewegung antreibbar ist, durch die das Verschlußelement (10) verstellbar ist;

in dem Gehäuse (14) sind ein Motor (33) und ein von diesem antreibbarer Untersetzungstrieb (34) mit einem Eingangselement (68) und einem Ausgangselement (83) angeordnet;

es sind Kupplungseinrichtungen (49,84) zum selektiven Kuppeln des Antriebselementes (12) und des Ausgangselementes (83) vorgesehen; und es ist ein von Hand betätigbares Betätigungselement (32,49) vorgesehen, das mit dem Antriebselement (12) verbunden ist und durch welches das Antriebselement (12) zum Antreiben des antreibbaren

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Elements (19) bei vom Antriebselement (12) entkuppelten Ausgangselement (83) unabhängig von einer Betätigung des Motors (33) und des Untersetzungstriebes (34) zu einer Drehbewegung antreibbar ist.

2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von Hand betätigbare Betätigungselement (32,49) in eine Arbeitsstellung und in eine Ruhestellung bewegbar ist und daß die Kupplungseinrichtungen (49,84) derart ausgebildet sind, daß das Ausgangselement (83) des Untersetzungstriebes (34) bei in seiner Ruhestellung befindlichen Betätigungselement (32,49) mit dem Antriebselement (12) gekuppelt und bei in-seiner Arbeitsstellung befindlichem Betätigungselement (32,49) von diesem entkuppelt ist.

3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch. 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das antreibbare Element als in dem Gehäuse (14) drehbar gelagerte Welle (19) ausgebildet ist.

4. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (19) koaxial zu dem Antriebselement (12) angeordnet ist.

5. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Untersetzungstrieb als Zahnrad-Reduziergetriebe (34) mit einem von dem

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Motor (33) antreibbaren Eingangszahnrad (73) und einem koaxial zu der Welle (19) angeordneten, unabhängig von dem Antriebselement (12) drehbaren Ausgangszahnrad (83) ausgebildet ist.

6. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (12) einen von der Welle (19) abgewandten, nach außen über das Gehäuse (14) vorstehenden Endbereich aufweist, an welchem exzentrisch zur Drehachse des Antriebselementes (12) eine als Betätigungselement dienende Kurbel (32) angelenkt ist, welche in der Arbeitsstellung radial nach außen von dem Antriebselement (12) absteht, so daß dieses mit Hilfe der Kurbel (32) verdrehbar ist, die in ihrer Ruhestellung derart über dem Antriebselement (12) liegt, daß ein an ihrem freien Ende vorgesehener Zapfen (49) einen Anschlag (84) des Ausgangszahnrads (83) erfasst und dieses mit dem Antriebselement (12) kuppelt.

7. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangszahnrad (83) des Reduziergetriebes (34) mit mindestens einer öffnung (84) versehen ist, deren Wand den Anschlag definiert.

8. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ausgangszahnrad (83) mehrere in ümfangsrichtung im Abstand voneinander angeordnete öffnungen (84) vorgesehen sind.

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9. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor als umsteuerbarer Motor (33) ausgebildet ist und daß das Ausgangszahnrad (83) durch den Motor (33) im Uhrzeigersinn und im Gegenuhrzeigersinn antreibbar ist.

10. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand der mindestens einen öffnung (84) des Ausgangszahnrads (83) einander gegenüberliegende Wandbereiche (86,87) aufweist, von denen jeder jeweils bei einem bestimmten Drehsinn des Motors (33) als Anschlag für den Zapfen (49) dient.

. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandbereiche (86,87) gegeneinander und gegenüber den entsprechenden Radien des Ausgangszahnrads (83) derart schräg geneigt sind, daß sie in Richtung auf den Umfang des Ausgangszahnrads (83) konvergieren.

12. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor als Elektromotor (33) ausgebildet ist, daß Begrenzungseinrichtungen (88,89) vorgesehen sind, durch die der Motor (33) bei Erreichen vorgegebener Endstellungen des Verschlußelementes (10) blockierbar ist, und daß Steuereinrichtungen (Fig. 11) vorgesehen ist, durch die der Motor (33) beim Blockieren desselben abschaltbar ist.

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13. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet/ daß die Begrenzungseinrichtungen (88,89) einen in Abhängigkeit von der Anzahl der Umdrehungen des Motors (33) arbeitenden Zähler umfassen.

14. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (33) als umsteuerbarer Motor ausgebildet ist und daß die Steuereinrichtungem (Fig. 11) derart betätigbar sind, daß der Motor nach seiner Abschaltung kurzfristig zu einer Drehung mit zum bisherigen Drehsinn entgegengesetzten Drehsinn antreibbar ist.

15. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Sensor (154) vorgesehen ist, bei dessen Ansprechen auf das Eintreten einer vorgegebenen Bedingung ein Einschalten des Motors (33) in einem vorgegebenen Drehsinn herbeiführbar ist.

16. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (33) als Elektromotor ausgebildet ist, daß ein von dem Motor (33) angetriebener Zähler (88,89) vorgesehen ist, welcher in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Bewegung des Verschlußelements (10) derart betätigbar ist, daß er einer weiteren Verstellbewegung des Verschlußelements (10) entgegenwirkt und den Motor (33) blockiert, und daß Steuereinrichtungen

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(Fig. 11) vorgesehen sind, durch die der Motor (33) beim Blockieren desselben abschaltbar ist.

17. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sternrad (88) vorgesehen ist, welches in dem Gehäuse (14) angrenzend an das Ausgangszahnrad (83) des Reduziergetriebes (34) angeordnet und um eine zur Drehachse des Ausgangszahnrads (83) parallele Achse drehbar ist, daß an dem Ausgangszahnrad (83) ein Zapfen (89) vorgesehen ist, welcher das Sternrad bei jeder Umdrehung des Ausgangszahnrads (83) erfasst und dieses um einen vorgegebenen Winkel fortschaltet, daß an dem Sternrad (88) ein Blockieransatz (97) vorgesehen ist, welcher durch den Zapfen (89) nach einer vorgegebenen Anzahl von Schaltschritten des Sternrads (88) erfassbar ist, wodurch eine weitere Drehung des Ausgangszahnrads (83) unterdrückbar und der Motor (33) blockierbar ist, und daß Steuereinrichtungen (Fig. 11) vorgesehen sind, durch die der Motor (33) beim Blockieren desselben abschaltbar ist.

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