DE3824531A1 - Stellantrieb fuer die betaetigung von fenstern, tueren od. dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stellantrieb für die Betätigung von Fenstern, Türen od. dgl., der über einen drehbaren Antriebsdorn mit einem zumindest am Flügel angreifenden Stellglied gekuppelt oder kuppelbar ist.

Derartige Stellantriebe werden bei Fenstern, Türen od. dgl. einerseits be­ nutzt, um deren Öffnungsflügel in seiner Schließlage am feststehenden Rahmen zu fixieren. Andererseits dienen sie aber auch dem Zweck, den Öffnungs­ flügel zwangsweise zwischen seiner Schließlage und seiner Öffnungslage zu verstellen.

Die Stellkraft dieser Stellantriebe für die Betätigung von Fenstern, Türen od. dgl. wird dabei mittels elektrischen, pneumatischen, hydraulischen, hydro­ pneumatischen, elektropneumatischen oder elektrohydraulischen Antriebs­ vorrichtungen erzeugt.

Es werden auch Stellantriebe für die unterschiedlichsten Öffnungsbewegungen der Flügel von Fenstern, Türen od. dgl. benutzt. D. h., Stellantriebe für die zwangsweise Kippbewegung, Klappbewegung und Drehbewegung von Öffnungs­ flügeln gehören ebenso schon zum Stand der Technik, wie Stellantriebe für Schiebeflügel von Fenstern, Türen od. dgl..

Aber auch bei Fenstern, Türen od. dgl. mit Drehkippflügel hat man bereits Stellantriebe in Benutzung genommen, mit deren Hilfe zumindest die Kipp­ bewegung des Flügels zwangssteuerbar ist.

Alle diese bekannten Stellantriebe für die Betätigung von Fenstern, Türen od. dgl. sind technisch verhältnismäßig aufwendig ausgelegt und damit teuer in Anschaffung und Unterhaltung, insbesondere weil die zugehörigen An­ triebsvorrichtungen zur Stellkrafterzeugung nicht nur genügend kräftig bemessen werden müssen, sondern darüberhinaus auch noch verhältnismäßig umfangreiche Installationen für die Energiezuführung erforderlich machen. Dies gilt sowohl für Stellantriebe, die rein elektrisch betrieben werden, als auch für solche, die mit pneumatischen und/oder hydraulischen Medien gespeist werden müssen.

Wesentliches Ziel der Erfindung ist nun die Schaffung eines Stellantriebes der gattungsgemäßen Art, welcher die angegebenen Nachteile vermeidet und mit technisch einfacher Auslegung bei geringem Energiebedarf die Auf­ bringung genügend großer Stellkräfte gewährleistet.

Darüberhinaus ist es wesentlich, daß die erfindungsgemäßen Stellantriebe ein Höchstmaß an elektrischer Sicherheit aufweisen sowie mit einem minimalen Installationsaufwand auskommen.

Die gestellte Aufgabe wird nach der Erfindung im wesentlichen gelöst durch einen hochtourigen Kleinstspannungs-Elektromotor, der mit dem Antriebs­ dorn über ein Untersetzungsgetriebe mit hohem Untersetzungsverhältnis, z. B. zwischen 400:1 und 20 000:1 in Verbindung steht.

Vorteilhaft bei einem solchen Stellantrieb ist dabei, daß sowohl der Kleinst­ spannungs-Elektromotor als auch das zwischen diesen und den Antriebsdorn geschaltete Untersetzungsgetriebe mit einem geringen Einbauraum auskommen, so daß sich der gesamte Stellantrieb im Bedarfsfalle auch unmittelbar auf dem Blendrahmen oder Flügelrahmen von Fenstern, Türen od. dgl. montieren läßt.

Nach der Erfindung kann der Kleinstspannungs-Elektromotor in weiterbil­ dender Ausgestaltung so ausgelegt sein, daß er mit einem Anlauf-Drehmoment zwischen 50 g/cm und 1500 g/cm auskommt, während das Untersetzungsge­ triebe zugleich ein Untersetzungsverhältnis hat, bei dem der Antriebsdorn mit einem Anlauf-Drehmoment zwischen 5 N/m und 50 N/m verstellbar ist.

In den meisten Fällen können erfindungsgemäß Kleinstspannungs-Elektro­ motoren in Benutzung genommen werden, deren Anlauf-Drehmoment zwischen 200 g/cm und 300 g/cm liegt, wobei es vorteilhaft ist, dem Untersetzungsge­ triebe ein Untersetzungsverhältnis zu geben, bei dem der Antriebsdorn mit einem Anlauf-Drehmoment zwischen 10 N/m und 30 N/m verstellbar ist.

Vielfach empfiehlt es sich nach der Erfindung auch, einen Stellantrieb so auszulegen, daß der Antriebsdorn mit dem Untersetzungsgetriebe über eine wahlweise ein- und ausrückbare Kupplung in Verbindung steht.

Eine konstruktiv einfache Bauart für den Stellantrieb wird weiterhin dann erreicht, wenn der Kleinstspannungs-Elektromotor über eine Untersetzungs- Vorgelegestufe mit einem Vielstufen-Stirnradgetriebe in Verbindung steht, dessen sämtliche Getriebestufen auf zwei zueinander parallelen Achsen sitzen, von denen die eine zugleich den Antriebsdorn bildet.

Sämtliche Getriebestufen des Vielstufen-Stirnwandgetriebes können dabei untereinander ein übereinstimmendes Übersetzungsverhältis, beispielsweise von 3:1 aufweisen.

Die ein- und ausrückbare Kupplung kann von einer federbelasteten Schalt­ kupplung, insbesondere einer im Einrücksinne beeinflußten Klauenkupplung, gebildet werden.

Als vorteilhaft hat sich auch herausgestellt, wenn der Kleinstspannungs- Elektromotor parallelachsig zur Untersetzungs-Vorgelegestufe innerhalb eines Gehäuses liegt, wobei sein Stator lediglich durch eine axiale Steck­ verbindung drehfest im Gehäuse gehalten ist und seine Antriebswelle, ebenfalls durch eine axiale Steckverbindung, an der Untersetzungs-Vorgelegestufe angreift.

Das Antriebsritzel der Untersetzungs-Vorgelegestufe sitzt vorteilhafterweise fest auf der Antriebswelle des Kleinstspannungs-Elektromotors, während ihr Stirnrad im Gehäuse lagert und ständig mit der Eingangsstufe des Viel­ stufen-Stirnradgetriebes kämmt.

Für eine dauerhaft einwandfreie Wirkungsweise des Stellantriebs ist es nach der Erfindung auch noch wichtig, daß mindestens das Stirnrad und das Ritzel der Endstufe des Untersetzungsgetriebes eine Zahnbreite haben, die einem Mehrfachen, z. B. dem Dreifachen, der Zahnbreite von Stirnrädern und Ritzeln aller übrigen Getriebestufen entspricht.

Praktische Versuche haben ergeben, daß bei einem erfindungsgemäßen Stell­ antrieb das Gesamt-Untersetzungsverhältnis des Untersetzungsgetriebes zwischen dem Kleinstspannungs-Elektromotor und dem Antriebsdorn in einem Bereich zwischen 8000:1 und 15 000:1 vorzugsweise etwa bei 10 000:1 liegen sollte, während zugleich der Kleinstspannungs-Elektromotor eine Nenn­ drehzahl hat, die zwischen 8000 U/min. und 20 000 U/min. beträgt.

Ein Stellantrieb an einer Betätigungsvorrichtung für Treibstangenbeschläge von Fenstern, Türen od. dgl., die mittels eines Bedienungshandhebels in mehrere, nämlich mindestens zwei, verschiedene Schaltstellungen bringbar ist, wobei der Bedienungshandhebel drehbar in einer auf der Stirnfläche des Flügel­ oder Blendrahmenprofils angeordneten Lagerplatte sitzt sowie mit einem Antriebsdorn in ein Drehantriebsglied, z.B. ein Ritzel, des Treibstangen­ beschlages eingreift, zeichnet sich nach der Erfindung besonders dadurch aus, daß der Antriebsdorn des Bedienungshandhebels zumindest zeitweise entkuppelbar mit dem Untersetzungsgetriebe in Verbindung steht, das in der gehäuseartig gestalteten Lagerplatte aufgenommen ist, wobei der mit dem Untersetzungsgetriebe in Antriebsverbindung stehende Kleinstspannungs- Elektromotor ebenfalls an oder in der Lagerplatte gehalten ist.

Ein wichtiges Weiterbildungsmerkmal des Stellantriebes wird dabei aber auch noch darin gesehen, daß der Drehwinkel des Antriebsdorns und/oder des Bedienungshandhebels relativ zum Gehäuse auf weniger als 360°, insbe­ sondere auf 180° oder 90°, begrenzt ist.

Mehreren Drehwinkelstellungen des Antriebsdorns, insbesondere dessen beiden Endstellungen, können auch elektrische Schaltkontakte für den Stromkreis des Kleinstspannungs-Elektromotors zugeordnet werden.

Als zweckmäßig hat sich ferner herausgestellt, wenn erfindungsgemäß die elektrischen Schaltkontakte mit einem bistabilen Relais in Reihe liegen, das zur Drehrichtungs-Umschaltung im Stromkreis des Kleinstspannungs- Elektromotors angeordnet ist.

Bewährt hat es sich aber auch, sämtliche elektrischen Schaltelemente auf einer Leiterplatte anzuordnen, die nicht nur mit den Anschlußklemmen des Kleinstspannungs-Elektromotors und den Kontakt-Betätigungselementen des Antriebsdorns in Wirkverbindung bringbar, sondern auch an das Gehäuse anschließbar ist, sofern dieses aus Metall oder einem anderen leitfähigen Werkstoff besteht.

Ein erfindungsgemäßer Stellantrieb macht es in besonders zweckmäßiger Art und Weise möglich, daß der Kleinstspannungs-Elektromotor durch mehrere in Reihe geschaltete Monozellen und/oder Akkumulatoren speisbar ist, die am oder im Gehäuse untergebracht sind.

Die Akkumulatoren lassen sich dabei zumindest zeitweilig - in Ruhestellung des Stellantriebs - mit einem netzgespeisten Induktions-Ladegerät verbinden oder aber ständig mit einem photovoltaischen Element - Sonnenzelle - in Ladeverbindung bringen.

Schließlich erweist es sich auch noch als vorteilhaft, wenn erfindungsgemäß der Stromkreis für den Kleinstspannungs-Elektromotor durch mindestens einen für Umgebungseinflüsse empfindlichen Sensorschalter schließ- und öffenbar ist. Bei den Sensorschaltern kann es sich dabei um Temperatur­ fühler, Feuchtigkeitsfühler, Gassonden, Schallempfänger, Bewegungsmelder, und Infrarotempfänger handeln, die jeweils einzeln oder auch in zweckent­ sprechender Kombination in den Stromkreis für den Kleinspannungs-Elektro­ motor einschaltbar sind.

Anhand der Zeichnung werden nachfolgend Ausführungsbeispiele des Gegen­ standes der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in schematisierter Seitenansicht und teilweise im Längsschnitt einen Stellantrieb für die Betätigung von Fenstern, Türen od. dgl.

Fig. 2 den Stellantrieb nach Fig. 1 im Schnitt entlang der Linie II-II,

Fig. 3 den Stellantrieb im Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 einen der Fig. 1 entsprechenden Längsschnitt durch den einer Betätigungsvorrichtung für Treibstangenbeschläge von Fenstern, Türen od. dgl. zugeordneten Stellantrieb,

Fig. 5 eine Ansicht in Pfeilrichtung V der Fig. 4 und

Fig. 6 eine einem Stellantrieb nach den Fig. 1 bis 4 zuordenbare elek­ trische Steuer-Schaltungsanordnung.

In den Fig. 1 bis 3 der Zeichnung ist der Grundaufbau eines Stellantriebs 1 für die Betätigung von Fenstern, Türen od. dgl. gezeigt, der sich durch relativ geringe bauliche Abmessungen auszeichnet und trotzdem abtrieb­ seitig Stellkräfte in einer Größenordnung hervorbringt, die zur zwangsweisen Bewegungssteuerung der Öffnungsflügel von Fenstern, Türen od. dgl. ebenso ausreicht, wie zur Beeinflussung einer Betätigungsvorrichtung für Treibstangen­ beschläge, die üblicherweise mit Hilfe eines Bedienungshandhebels in mehrere, nämlich mindestens zwei, verschiedene Schaltstellungen bringbar ist.

Der Stellantrieb 1 soll dabei hauptsächlich genutzt werden, um eine fern­ gesteuerte Bewegung der Öffnungsflügel von Fenstern, Türen od. dgl. und/ oder die ferngesteuerte Umstellung der Betätigungsvorrichtungen für Treib­ stangenbeschläge mit relativ geringem technischem Aufwand zu ermöglichen.

Der Stellantrieb 1 arbeitet mit einem Kleinstspannungs-Elektromotor 2, der für eine nominale Arbeitsspannung ausgelegt ist, deren untere Grenze bei etwa 6 Volt liegt, aber höchstens 24 Volt betragen sollte.

Dabei ist der Kleinstspannungs-Elektromotor 2 als hochtouriger Gleichstrom­ motor ausgelegt, dessen Nenndrehzahl z.B. zwischen 5000 U/min. und 20 000 U/min. liegen kann, während er ein Anlauf-Drehmoment zwischen 50 g/cm und 1500 g/cm haben sollte.

Für einen solchen Kleinstspannungs-Elektromotor 2 kommen dabei Einbau­ abmessungen in Betracht, bei denen die Länge zwischen 45 mm und 90 mm betragen kann, während der Durchmesser zweckmäßigerweise zwischen 25 mm und 45 mm liegen sollte.

Praktisch erprobt in Verbindung mit einem Stellantrieb 1 wurde beispiels­ weise ein Kleinstspannungs-Gleichstrom-Elektromotor 2 für eine nominale Betriebsspannung von 6 Volt und mit einer Nenndrehzahl von 9800 U/min. der ein Anlauf- Drehmoment von 270 g/cm aufweist.

Dabei liegt die Einbaulänge für diesen Kleinstspannungs-Elektromotor 2 bei etwa 50 mm, während er einen Einbaudurchmesser von etwa 28 mm hat.

Die Antriebswelle 3 des Kleinstspannungs-Elektromotors 2 trägt drehfest das Ritzel 4 einer Untersetzungs-Vorgelegestufe 5, die als Stirnrad-Vorgelege ausgeführt ist, welche noch ein mit dem Ritzel 4 kämmendes Stirnrad 6 umfaßt.

Das Stirnrad 6 der Untersetzungs-Vorgelegestufe 5 ist ständig innerhalb eines Getriebegehäuses 8, und zwar an dessen Gehäusewand 7 gelagert, während der Kleinstspannungs-Elektromotor 2 durch eine axiale Steckverbindung mit seinem Stator drehfest in das Getriebegehäuse 8 eingeschoben werden kann, und zwar in der Weise, daß dabei auch sein Ritzel 4 durch axiale Steckverbindung mit dem Stirnrad 6 der Untersetzungs-Vorgelegestufe 5 in und außer Antriebs­ verbindung bringbar ist.

Es hat sich bewährt, wenn zwischen dem Ritzel 4 und dem Stirnrad 6 der Untersetzungs-Vorgelegestufe 5 ein Untersetzungsvorhältnis gewählt wird, das etwa bei 3:1 liegt.

Zusätzlich zu der Untersetzungs-Vorgelegestufe 5 umfaßt der Stellantrieb 1 noch ein Vielstufen-Untersetzungsgetriebe 9, welches vorzugsweise als Stirnradgetriebe ausgeführt ist, dessen sämtliche Getriebestufen auf zwei zueinander parallelen Achsen 10 und 11 sitzen.

Es hat sich in baulicher Hinsicht als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn sämtliche Getriebestufen des Vielstufen-Stirnradgetriebes 9 unterein­ ander ein übereinstimmendes Untersetzungsverhältnis, beispielsweise eben­ falls von 3:1, aufweisen. Jeweils ein Stirnrad 12 mit großem Durchmesser und ein Stirnrad 13 mit kleinem Durchmesser sind dabei drehfest miteinander zu einer Untersetzungs-Getriebestufe 12/13 verbunden, wobei auf jeder der beiden Achsen 10 und 11 eine Serie solcher untereinander identischer Unter­ setzungs-Getriebestufen 12/13 zueinander relativ drehbar angeordnet sind und wechselseitig miteinander in Dauereingriff stehen.

Mit Ausnahme der Stirnräder 12 a und 13 a der Ausgangs-Untersetzungsstufe 12 a/13 a haben die Stirnräder 12 und 13 aller übrigen Untersetzungs-Getriebe­ stufen 12/13 übereinstimmende Abmessungen hinsichtlich ihres Durchmessers und ihrer Verzahnung, insbesondere ihrer Zahnbreite.

Die Ausgangs- bzw. Endstufe 12 a/13 a des Vielstufen-Untersetzungsgetriebes 9 benutzt hingegen Stirnräder 12 a und 13 a, die zumindest hinsichtlicher ihrer Zahnbreite einem Mehrfachen, z.B. dem Dreifachen der Zahnbreite der Stirnräder 12 und 13 aller übrigen Untersetzungs-Getriebestufen 12/13 entsprechen. Auch sollten sie aus einem anderen, nämlich verschleißfesten Material bestehen.

Die Ausbildung der Verzahnungen an den Stirnrädern 12 a und 13 a der End- bzw. Ausgangsstufe 12 a/13 a kann ebenfalls von derjenigen der übrigen Unter­ setzungs-Getriebestufen 12/13 abweichen. Das Untersetzungsverhältnis der End- bzw. Ausgangs-Getriebestufe 12 a/13 a sollte jedoch demjenigen aller vorhergehenden Untersetzungs-Getriebestufen 12/13 gleich sein, also bei­ spielsweise auch 3:1 betragen.

Das im Durchmesser große Stirnrad 12 a der End- bzw. Ausgangs-Getriebe­ stufe 12 a/13 a ist auf der Achse 11 mit einem Antriebsdorn 14 kuppelbar, der seitwärts aus dem Getriebegehäuse 8 herausgeführt ist und dabei die eigentliche Abtriebswelle des Stellantriebs 1 bildet.

Das Gesamt-Untersetzungsverhältnis zwischen der Antriebswelle 3 des Kleinst­ spannungs-Gleichstrom-Elektromotors 2 und dem Antriebsdorn 14 des Stellantriebs 1 über die Untersetzungs-Vorgelegestufe 5 und das Vielstufen-Untersetzungs­ getriebe 9 ist so gewählt, daß am Antriebsdorn 14 ein Anlauf-Drehmoment ansteht, das zwischen 5 N/m und 50 N/m gelegen ist.

Der Stellantrieb 1 nach den Fig. 1 bis 3 der Zeichnung läßt sich beispiels­ weise so auslegen, daß unter Benutzung eines Kleinstspannungs-Elektromotors 2 mit den Leistungsdaten der vorstehend angegebenen, praktisch erprobten Motortype am Antriebsdorn 14 ein Anlauf-Drehmoment verfügbar ist, das in einem Bereich zwischen 10 N/m und 30 N/m liegt.

Eine solche Auslegung reicht nämlich in den meisten Fällen aus, um nicht nur eine zwangsgesteuere Bewegung des Öffnungsflügels von Fenstern, Türen od. dgl. dauerhaft zu gewährleisten, sondern auch die Betätigungsvorrichtung für Treibstangenbeschläge von Fenstern, Türen od. dgl. zu schalten.

Für ein Anlauf-Drehmoment von 30 N/m am Antriebsdorn 14 wäre in diesem Falle für das Untersetzungsverhältnis beispielsweise ein Faktor von 11 000 zu wählen. Für das Anlauf-Drehmoment von 10 N/m wäre hingegen als Faktor 3667 für das Übersetzungsverhältnis zu wählen.

Es ergäbe sich dabei an Antriebsdorn 14 im ersteren Falle eine Drehzahl von 0,89 U/min. während im zweiten Falle eine Drehzahl von 2,67 U/min. zu erreichen wäre.

Solche Antriebs-Drehzahlen reichen für die Betätigung von Fenstern, Türen od. dgl., beispielsweise zum Erzeugen der Kipp-, Klapp- und Drehbewegung von Öffnungsflügeln, in den meisten Fällen völlig aus. Der Öffnungswinkel für Kipp- und Klappflügel von Fenstern ist nämlich meistens kleiner als 90°, während der Öffnungswinkel für Drehflügel von Fenstern, Türen od. dgl. in der Regel 90° nicht wesentlich überschreitet.

Auch zum Schalten der Betätigungsvorrichtung für Treibstangenbeschläge von Fenstern, Türen od. dgl. sind solche Drehzahlen des Antriebsdorns 14 völlig ausreichend, weil dort mit Anlauf-Drehmomenten zwischen 10 N/m und 30 N/m ebenfalls nur Winkelbewegungen zu durchlaufen sind, die maximal 180° betragen.

Für die Öffnungsbewegung von Schiebeflügeln od. dgl. an Fenstern, Türen od. dgl. werden in der Regel größere Antriebsdrehzahlen des Antriebsdorns 14 benötigt, die beispielsweise bei 20 U/min. liegen können. Bei einem Faktor 500 für das Gesamt-Übersetzungsverhältnis von Untersetzungs-Vorgelege­ stufe 5 und Vielstufen-Untersetzungsgetriebe 9 kann dann am Antriebsdorn 14 ein Anlauf-Drehmoment erhalten werden, das etwa bei 13,5 N/m liegt und völlig ausreichend ist, um, z.B. über eine Reibrolle, die Schiebebewe­ gung des Flügels zu bewirken.

Für den gesamten Stellantrieb 1, also den Kleinstspannungs-Elektromotor 2, die Untersetzungs-Vorgelegestufe 5 und das Vielstufen-Untersetzungs­ getriebe 9 wird lediglich ein Einbauraum benötigt, dessen Länge etwa 100 mm, dessen Höhe etwa 50 mm und dessen Breite etwa 40 mm beträgt. Dabei kann innerhalb des Getriebegehäuses 8 auch noch eine Schaltkupplung 15 aufge­ nommen werden, mit der es möglich ist, den Antriebsdorn 14 wahlweise mit der End- bzw. Ausgangsstufe 12 a/13 a des Vielstufen-Untersetzungsge­ triebes 9 in und außer Drehantriebsverbindung zu setzen. Diese Schaltkupp­ lung 15 wird dabei vorzugsweise als durch eine Feder 16 belastete Klauen­ kupplung ausgelegt, deren Klauenträger 17 drehfest auf dem Antriebsdorn 14 sitzt und mit den am Stirnrad 12 a der End- bzw. Ausgangsstufe 12 a/ 13 a vorgesehenen Mitnehmereingriffen 18 in und außer Kupplungsverbindung stellbar ist.

Während beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 die Feder 16 den Klauen­ träger 17 der Schaltkupplung 15 im Einrücksinne beaufschlagt, ist es selbst­ verständlich auch ohne weiteres möglich, die umgekehrte Anordnung zu treffen, dergestalt, daß der Klauenträger 17 nur entgegen der Wirkung der Feder 16 mit den Mitnehmereingriffen 18 gekuppelt werden kann. Es hat sich dabei als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn die Schaltkupplung 15 manuell betätigbar ist, weil hierdurch auf einfache Art und Weise die Möglichkeit besteht, den Stellantrieb 1 mit den von seinem Antriebsdorn 14 betätigten Funktionsteilen in und außer Antriebsverbindung zu bringen.

Wesentlich für den Stellantrieb 1 ist, daß sein Kleinstspannungs-Elektro­ motor 2 durch die vorgesehene Steckverbindung leicht austauschbar im Getriebe­ gehäuse 8 sitzt, so daß er jederzeit - auch für einen Laien - zum Zwecke eines Austauschs leicht zugänglich ist und gehandhabt werden kann. Da geeignete Kleinstspannungs-Elektromotoren 2 kostengünstig zur Verfügung stehen, kann jede auf einem Ausfall des Kleinstspannungs-Elektromotors 2 basierende Betriebsstörung des Stellantriebs 1 im Bedarfsfalle leicht wieder behoben werden.

Wegen des relativ geringen benötigten Einbauraums läßt sich der Stellan­ trieb 1 problemlos sowohl unmittelbar am Flügel, aber auch am feststehenden Rahmen eines Fensters, einer Tür od. dgl. so montieren, daß sein Antriebs­ dorn 14 unmittelbar mit dem jeweils zu betätigenden Funktionsteil in Wirk­ verbindung steht. Ebensogut kann er aber auch einer zusätzlich zwischen Flügel und Blendrahmen des Fensters bzw. der Tür od. dgl. vorgesehenen Funktionseinheit, beispielsweise dem Laufwagen eines Horizontal-Schiebe­ flügels, zugeordnet werden, um im Zusammenwirken mit der ortsfesten Lauf­ schiene, beispielsweise über ein Reibrad, den Verschiebevorgang für den Flügel zu bewirken.

Eine besonders bevorzugte Bauform für einen Stellantrieb 1 ist den Fig. 4 bis 6 der Zeichnung zu entnehmen.

In diesem Falle ist nämlich der Stellantrieb 1 - im wesentlichen unter Bei­ behaltung seiner aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlichen Bauart - in eine Betäti­ gungsvorrichtung 19 für Treibstangenbeschläge von Fenstern, Türen od. dgl. integriert, die mittels eines Bedienungshandhebels 20 in mehrere, nämlich mindestens zwei verschiedene Schaltstellungen bringbar ist. Dabei sitzt der Bedienungshandhebel 20 drehbar in oder an einer auf der Stirnfläche eines Flügel- oder Blendrahmenprofils anbringbaren Lagerplatte 21, und ist mit dem Antriebsdorn 14 des Stellantriebs 1 über eine Verlängerungswelle 22 in drehfester Verbindung gehalten.

Der dem Stellantrieb 1 und dem Bedienungshandhebel 20 gemeinsame Antriebs­ dorn 14 greift dabei in ein Drehantriebsglied, beispielsweise ein Ritzel 23, eines - im übrigen nicht dargestellten - Treibstangenbeschlages ein, das wiederum in einem Gehäuse 24 gelagert ist, in dem sich auch eine - nicht gezeigte - Treibstange längsschiebbar führt. Dabei ist das Gehäuse 24 in herkömmlicher Art und Weise in einer Ausnehmung am Flügel oder Blend­ rahmen 25 des Fensters bzw. der Tür untergebracht, auf dessen Stirnfläche in der bereits erwähnten Art und Weise die Lagerplatte 21 der Betätigungs­ vorrichtung 19 montiert ist.

Die Lagerplatte 21 der Betätigungsvorrichtung 19 ist nach Art eines Gehäuses ausgeführt, in welchem wiederum der Stellantrieb 1 mit Hilfe seines Getriebe­ gehäuses 8 vollständig aufgenommen werden kann.

Der Bedienungshandhebel 20 ist zusammen mit der Verlängerungswelle 22 und dem Antriebsdorn 14 relativ zur Lagerplatte 21 und dem darin unter­ gebrachten Stellantrieb 1 begrenzt axialverschieblich angeordnet. Hierdurch ist es daher möglich, den Antriebsdorn 14 über die mit ihm sowie dem Viel­ stufen-Untersetzungsgetriebe 9 zusammenwirkende Schaltkupplung 15 wahl­ weise in und außer Drehantriebsverbindung zu bringen.

Auch bei der Betätigungsvorrichtung 19 nach Fig. 4 ist die Feder 16 der Schaltkupplung 15 so vorgesehen, daß die Schaltkupplung 15 unter der Wir­ kung der Rückstellkraft der Feder 16 ihre Einrückstellung einnimmt.

Durch Axialverschiebung des Bedienungshandhebels 20 in Richtung gegen die Lagerplatte 21 läßt sich die Schaltkupplung 15 entgegen der Rückstell­ kraft der Feder 16 mit dem Stellantrieb 1 außer Wirkverbindung bringen. Der Antriebsdorn 14 kann dann unabhängig vom Stellantrieb 1 allein durch Drehung des Bedienungshandhebels 20 auch rein manuell bewegt werden.

Selbstverständlich wäre es auch möglich, die Schaltkupplung 15 zwischen dem Antriebsdorn 14 und dem Vielstufen-Untersetzungsgetriebe 9 so anzu­ ordnen, daß sie durch die Feder 16 bei gegen die Lagerplatte 21 vorgeschobenem Bedienungshandhebel 20 in ihre Eingriffsstellung gebracht ist, während sie dann durch Zugkrafteinwirkung am Bedienungshandhebel 20 von der Lager­ platte 21 weg außer Kupplungseingriff gelangt.

Wie bereits weiter oben erwähnt wurde, läßt sich der Bedienungshandhebel 20 der Betätigungsvorrichtung 19 in mindestens zwei verschiedene Schalt­ stellungen bringen, die einen Winkelabstand voneinander haben, der weniger als 360° beträgt, nämlich höchstens bei 180° liegt, aber auch 90° entsprechen kann.

Die Drehwinkelbegrenzung für den Bedienungshandhebel 20 und damit auch für den Antriebsdorn 14 wird dabei in der Regel mechanisch, entweder durch Anschäge unmittelbar zwischen dem Bedienungshandhebel 20 und der Lager­ platte 21 oder aber mittelbar über das mit dem Antriebsdorn 14 in Verbin­ dung stehende Drehantriebsglied - Ritzel 23 - innerhalb des Gehäuses 24 des Treibstangenbeschlages bewirkt.

Auf diese Drehwinkelbegrenzung des Bedienungshandhebels 20 bzw. des An­ triebsdorns 14 muß natürlich auch der Stellantrieb 1 ansprechen, d.h., dessen Kleinstspannungs-Elektromotor 2 muß jeweils abgeschaltet werden, sobald er den Antriebsdorn 14 in eine der mechanisch begrenzten Schaltstellungen bewegt hat.

Zu diesem Zweck ist es möglich, in den durch einen Hauptschalter aktivierbaren Speise-Stromkreis für den Kleinstspannungs-Elektromotor 2 ein bistabiles Überstrom-Relais zu legen, das völlig selbsttägig immer dann den jeweils geschlossenen Relaiskontakt öffnet, wenn der Drehwinkel des Antriebsdorns 14 mechanisch begrenzt wird und dadurch die Stromaufnahme des Kleinst­ spannungs-Elektromotors sprunghaft ansteigt.

Erst nach nochmaliger Betätigung des Hauptschalters für den Speise-Strom­ kreis wird dann der Kleinstspannungs-Elektromotor 2 über den jetzt in Schließ­ lage befindlichen, zweiten Relaiskontakt wieder an Spannung gelegt und mit entgegengesetzter Drehrichtung eingeschaltet, so daß der Stellantrieb 1 den Antriebsdorn 14 von der zuletzt wirksam gewordenen mechanischen Drehwinkelbegrenzung weg verstellt.

Anstelle eines bistabilen Überstrom-Relais kann aber in den Speise-Strom­ kreis für den Kleinstspannungs-Elektromotor auch ein normales, bistabiles Relais 26 gelegt werden, das jeweils mit dem Erreichen einer mechanisch begrenzten Drehwinkelstellung des Antriebsdorns 14 über einen nach Art eines Endstalters wirkenden Schaltkontakt 27 bzw. 28 umstellbar ist, wie dies in den Fig. 5 und 6 gezeigt wird.

Mit den beiden Schaltkontakten 27 und 28 wirkt abwechselnd eine Kontakt­ feder 29 zusammen, welche exakt die Winkel-Drehbewegung des Antriebs­ dorns 14 mitmacht. Mit deren Hilfe werden abwechselnd zwei verschiedene Stromzweige 30 und 31 geschlossen und geöffnet, wobei der jeweils geschlossene Stromzweig 30 bzw. 31 eine Relaisspule 32 bzw. 33 des bistabilen Ralais 26 aktiviert und dadurch die Relaiskontakte 34 und 35 gemeinsam umstellt. Das jeweils so, daß der Kleinstspannungs-Elektromotor 2 von dem Speisestrom­ kreis für die gerade wirksame Drehrichtung abgetrennt, zugleich aber der Speise-Stromkreis für die hierzu entgegengesetzte Drehrichtung vorbereitet wird.

Der Kleinstspannungs-Elektromotor 2 kann jedoch in der entgegengesetzten Drehrichtung erst anlaufen, nachdem durch erneute Betätigung des Haupt­ schalters 36 der vorbereitete Speisestromkreis aktiviert ist. Wird danach die andere, mechanisch begrenzte Drehwinkel-Endstellung des Antriebsdorns 14 angefahren, dann gelangt die Kontaktfeder 29 auf den anderen Schalt­ kontakt 28 bzw. 27, aktiviert über den zugehörigen Stromzweig 31 bzw. 30 die Relaisspule 33 bzw. 32 und stellt damit die Relaiskontakte 35 bzw. 34 gemeinsam in ihre andere Lage um. Einerseits wird dann wiederum der KleinstspannungsElektromotor 2 stillgesetzt, während andererseits aber zugleich die Vorkehrungen für das Anlaufen mit entgegengesetzter Drehrichtung getroffen werden.

Sämtliche elektrischen Schaltelemente der in Fig. 6 gezeigten Schaltungsan­ ordnung werden zweckmäßigerweise auf einer Leiterplatte 37 vorgesehen, die mit ihren Leiterbahnen in Fig. 5 der Zeichnung zu sehen ist, schematisch aber auch in Fig. 1 und 4 gezeigt wird.

Diese Leiterplatte 37 läßt sich dabei entweder fest mit den Anschlußklemmen des Kleinstspannungs-Elektromotors 2 verbinden, so daß mit einem Austausch des Kleinstspannungs-Elektromotors 2 zugleich auch ein Austausch sämtlicher elektrischen Schaltelemente stattfindet.

Es kann aber auch eine lösbare Steckverbindung der Leiterplatte 37 mit den Anschlußklemmen des Kleinstspannungs-Elektromotors 2 zum Einsatz gelangen. Es ist dann einerseits möglich, den Kleinstspannungs-Elektromotor 2 unabhängig von der Leiterplatte auszutauschen oder aber andererseits auch die Leiterplatte 37 unabhängig vom Kleinstspannungs-Elektromotor 2 zu wechseln.

Da die mit den Schaltkontakten 27 und 28 nach Art von Endschaltern zu­ sammenwirkende Kontaktfeder 29 als Teil des Antriebsdorns 14 wirksam wird, ist es wichtig, eine leitende Masseverbindung der Leiterplatte 37 mit dem Getriebegehäuse 8 herzustellen, damit die ordnungegemäße Funktion der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 6 auch gewährleistet ist.

Der Kleinstspannungs-Elektromotor 2 des Stellantriebs 1 kann im einfachsten Falle durch mehrere, beispielsweise vier, in Reihe geschaltete Monozellen 38 gespeist werden, die sich ggf. - wie in Fig. 4 gezeigt - unmittelbar in der gehäuseartig gestalteten Lagerplatte 21 oder aber im Getriebegehäuse 8 des Stellantriebs 1 austauschbar unterbringen lassen.

Anstelle dieser Monozellen 38 oder auch parallel dazu können zur Speisung des Kleinstspannungs-Elektromotors 2 aber auch geeignete Akkumulatoren zum Einsatz gelangen. In diesem Falle können dann die Akkumulatoren zu­ mindest zeitweilig - in Ruhestellung des Stellantriebs 1 - mit einem netz­ gespeisten lnduktions-Ladegerät in Wirkverbindung gebracht werden, um den optimalen Ladezustand zu erhalten bzw. wieder herzustellen.

Wenn der Stellantrieb 1 mit den zugehörigen Akkumulatoren zur Speisung seines Kleinstspannungs-Elektromotors 2 beispielsweise am Öffnungsflügel eines Fensters oder einer Tür sitzt, kann sich das netzgespeiste Induktions- Ladegerät am zugehörigen Blendrahmen befinden, und zwar so, daß es Wirk­ verbindung mit den Akkumulatoren zumindest in der Verschlußstellung des Öffnungsflügels eingeht.

Der Hauptschalter 36 für den Speisestromkreis des Kleinstspannungs-Elektro­ motors 2 muß nicht notwendigerweise als manuell betätigbarer Schaltkontakt ausgelegt sein. Er kann vielmehr auch von einem für Umgebungseinflüsse empfindlichen Sensorschalter gebildet werden, der völlig selbsttätig anspricht. Auch mehrere solcher Sensorschalter, die für unterschiedliche Umgebungs­ einflüsse empfindlich sind, können parallel, ggf. aber auch in Reihe, zueinander mit dem Speisestromkreis für den Kleinstspannungs-Elektromotor 2 zusammen­ wirken, wenn es darauf ankommt, den Stellantrieb 1 auf das Anstehen unter­ schiedlicher Umgebungseinflüsse ansprechen zu lassen.

Bei den Sensorschaltern kann es sich dabei um Temperaturfühler, Feuchtig­ keitsfühler, Gassonden, Schallempfänger oder auch Bewegungsmelder handeln.

Ist als Sensorschalter beispielsweise ein Infrarotempfänger vorgesehen, dann kann mit Hilfe eines Infrarot-Sendegerätes auch eine drahtlose Fernsteuerung des Stellantriebs 1 bewirkt werden.

Abschließend sei lediglich noch erwähnt, daß der Kleinstspannungs-Elektro­ motor 2 sich im Bedarfsfalle natürlich auch unter Zwischenschaltung eines Transformators aus dem Ortsnetz speisen läßt. Es muß dann lediglich für das ständige Vorhandensein einer Leitungsverbindung mit dem Ortsnetz ge­ sorgt werden.

Claims (20)

1. Stellantrieb (1) für die Betätigung von Fenstern, Türen od. dgl., insbesondere zum Bewegen der Öffnungsflügel, welcher über einen drehbaren Antriebsdorn (14) mit einem zumindest am Flügel angrei­ fenden Stellglied gekuppelt oder kuppelbar ist, gekennzeichnet durch einen hochtourigen Kleinstspannungs-Elektromotor, (2) der mit dem Antriebsdorn (14) über ein Untersetzungsgetriebe (5, 9) mit einem hohen Untersetzungsverhältnis in Verbindung steht.

2. Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleinstspannungs-Elektromotor (2) ein Anlauf-Drehmoment zwischen 50 g/cm und 1500 g/cm aufweist, während der Antriebs­ dorn (14) mit einem Anlauf-Drehmoment zwischen 5 N/m und 50 N/m verstellbar ist.

3. Stellantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleinstspannungs-Elektromotor (2) ein Anlauf-Drehmoment zwischen 200 g/cm und 300 g/cm aufweist, während der Antriebs­ dorn (14) mit einem Anlauf-Drehmoment zwischen 10 N/m und 30 N/m verstellbar ist.

4. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsdorn (14) mit dem Untersetzungsgetriebe (5, 9) über eine wahlweise ein- und ausrückbare Kupplung (15) in Verbindung steht.

5. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleinstspannungs-Elektromotor (2) über eine Untersetzungs- Vorgelegestufe (5) mit einem Vielstufen-Stirnradgetriebe (9) in Ver­ bindung steht, dessen sämtliche Getriebestufen (12, 13, 12 a, 13 a) auf zwei zueinander parallelen Achsen (10 und 11) sitzen, von denen die eine den Antriebsdorn (14) bildet.

6. Stellantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Getriebestufen (12, 13, 12 a, 13 a) des Vielstufen-Stirn­ radgetriebes (9) untereinander ein übereinstimmendes Untersetzungs­ verhältnis, beispielsweise von 3:1, aufweisen.

7. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstufe (12 a, 13 a) des Vielstufen-Stirnradgetriebes (9) über eine federbelastete (16) Schaltkupplung (15), insbesondere eine im Einrücksinne beeinflußte Klauenkupplung (17, 18), am Antriebsdorn (14) angreift.

8. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleinstspannungs-Elektromotor (2) mit seiner Untersetzungs- Vorgelegestufe (5) parallelachsig zur Anfangsstufe (12, 13) des Viel­ stufen-Stirnradgetriebes (9) innerhalb eines Gehäuses (8) liegt, wobei sein Stator durch eine axiale Steckverbindung drehfest im Gehäuse (8) gehalten ist und seine Antriebswelle (3) ebenfalls durch eine axiale Steck­ verbindung mit der Untersetzungs-Vorgelegestufe (5) kuppelbar ist.

9. Stellantrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsritzel (14) der Untersetzungs-Vorgelegestufe (5) fest auf der Antriebswelle (3) des Kleinstspannungs-Elektromotors (2) sitzt und durch die Steckverbindung mit den im Gehäuse (8) ge­ lagerten Stirnrad (6) der Untersetzungs-Vorgelegestufe (5) in und außer Kupplungseingriff bringbar ist.

10. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Ritzel (13 a) und Stirnrad (12 a) der Endstufe (12 a, 13 a) des Viel­ stufen-Stirnradgetriebes (9) eine Zahnbreite haben, die einem Mehr­ fachen, z.B. dem Dreifachen, der Zahnbreite von Ritzeln (13) und Stirnrädern (12) aller übrigen Getriebestufen (12, 13) entspricht.

11. Stellantrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesamt-Untersetzungsverhältnis von Untersetzungs-Vorge­ legestufe (5) und Vielstufen-Stirnradgetriebe (9) zwischen dem Kleinst­ spannungs-Elektromotor (2) und dem Antriebsdorn (14) in einem Bereich zwischen 400:1 und 20 000:1 liegt, während der Kleinst­ spannungs-Elektromotor (2) eine Nenndrehzahl hat, die zwischen 5000 U/min. und 20 000 U/min. beträgt.

12. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 11 an einer Betätigungsvorrichtung (19) für Treibstangenbeschläge von Fenstern, Türen od. dgl., die mittels eines Bedienungshandhebels (20) in mehrere, nämlich mindestens zwei, verschiedene Schaltstel­ lungen bringbar ist, wobei der Bedienungshandhebel (20) drehbar in einer auf der Stirnfläche des Flügel- oder Blendrahmenprofils (25) angeordneten Lagerplatte (21) sitzt sowie mit einem Antriebs­ dorn (22, 14) in ein Drehantriebsglied, (23) z.B. ein Ritzel, des Treib­ stangenbeschlages eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsdorn (22, 14) des Bedienungshandhebels (20) zumindest zeitweise entkuppelbar (15-18) mit dem Untersetzungsgetriebe (5, 9) in Verbindung steht, das in der gehäuseartig gestalteten Lager­ platte (21) aufgenommen ist, wobei der mit dem Untersetzungsge­ triebe (5, 9) in Antriebsverbindung stehende Kleinstspannungs-Elektro­ motor (2) ebenfalls an oder in der Lagerplatte (21) gehalten ist.

13. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehwinkel des Antriebsdorns (22, 14) relativ zum Gehäuse (8, 21) auf weniger als 360°, insbesondere 180° oder 90°, begrenzt ist.

14. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß mehreren Drehwinkelstellungen des Antriebsdorns (22, 14), insbe­ sondere dessen beiden Endstellungen, elektrische Schaltkontakte (27, 28) für den Stromkreis des Kleinstspannungs-Elektromotors (2) zugeordnet sind.

15. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Schaltkontakte (27, 28) mit einem bistabilen Relais (26) in Reihe liegen, das zur Drehrichtungs-Umschaltung im Stromkreis des Kleinstspannungs-Elektromotors (2) angeordnet ist (Fig. 6).

16. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche elektrischen Schaltelemente (26, 27, 28, 32-35) auf einer Leiterplatte (37) angeordnet sind, die nicht nur mit den An­ schlußklemmen des Kleinstspannungs-Elektromotors (2) und dem Kontakt-Betätigungselementen (29) des Antriebsdorns (22, 14) in Wirkverbindung bringbar, sondern auch an das Gehäuse (8) anschließ­ bar ist.

17. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleinstspannungs-Elektromotor (2) durch mehrere in Reihe geschaltete Monozellen (38) und/oder Akkumulatoren speisbar ist, die am oder im Gehäuse (21) untergebracht sind.

18. Stellantrieb nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Akkumulatoren zumindest zeitweilig - in Ruhestellung des Stellantriebs - mit einem netzgespeisten lnduktions-Ladegerät ver­ bindbar sind.

19. Stellantrieb nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Akkumulatoren ständig mit einem photovoltaischen Element - Sonnenzelle - in Ladeverbindung stehen.

20. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreis für den Kleinstspannungs-Elektromotor (2) durch mindestens einen für Umgebungseinflüsse empfindlichen Sensorschal­ ter (36) schließ- und öffenbar ist.