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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Peripheriegeräte für Fensterabdeckungen und
insbesondere auf Stellantriebe für
Fensterabdeckungen, die ferngesteuert sind.
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Fensterabdeckungen,
die geöffnet
und geschlossen werden können,
werden an vielen Geschäftsgebäuden und
Wohnhäusern
verwendet. Beispiele solcher Fensterabdeckungen sind horizontale Jalousien,
vertikale Blenden, Faltabdeckungen, Rollläden und netzartige Sonnenblenden,
d.h. Zelljalousien, hergestellt beispielsweise von Spring Industries (eingetragene
Handelsmarke), Hunter-Douglas (eingetragene Handelsmarke) und Levellor
(eingetragene Handelsmarke).
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Systeme
zum Absenken oder Aufziehen einer Fensterabdeckung oder zur Bewegung
der Lamellen einer Fensterabdeckung zwischen einer geöffneten
und einer geschlossenen Stellung sind in den US-Patentschriften
Nr. 6'189'592, 5'495'153 und 5'907'227 beschrieben,
deren jeweiliger Inhalt Bestandteil des vorliegenden Dokumentes
sein soll. Diese Systeme enthalten ein Getriebe mit einem Antriebsmotor,
und das Getriebe ist mit einer Kippstange der Fensterabdeckung gekoppelt.
Wenn der Motor in Betrieb gesetzt wird, dreht sich die Kippstange im
Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn. Diese Systeme können beispielsweise
mit Hilfe einer Fernbedienung gesteuert werden. Bei Verwendung einer Fernbedienung
drückt
der Benutzer einen Knopf "Öffnen" oder "Schliessen" so lange, bis eine
gewünschte
Stellung der Fensterabdeckung erreicht ist. Andererseits kann vorgesehen
werden, dass der Benutzer auch einen einzigen Knopf drücken kann,
der einer bestimmten Stellung der Fensterabdeckung entspricht, und
die Fensterabdeckung fährt
dann au tomatisch in diese Stellung, beispielsweise ganz offen, halboffen,
geschlossen usw.
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Automatische
Systeme zum Öffnen
und Schliessen der Fensterabdeckung bis zu einer vorbestimmten Stellung
benötigen
typischerweise eine Kodiervorrichtung, die an einer beliebigen Stelle
des Motorgetriebes anzuordnen ist. Der Kodierer kann beispielsweise
ein Magnet sein, der am Ausgangszahnrad angeordnet ist, und es ist
ein Hall-Sensor vorgesehen, der sich nahe am Aussenumfang des Ausgangsrades
befindet. Bei der Drehung dieses Ausgangsrades fühlt der Hall-Sensor den Magneten ab,
und auf diese Weise kann die Position der Fensterabdeckung bestimmt
werden. Leider hat diese Art von Kodiervorrichtung nur eine relativ
niedrige Auflösung,
und daher ist die Genauigkeit jeder Bestimmung der Position der
Fensterabdeckung nur begrenzt.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es, eine motorgetriebene Fensterabdeckung
und ein Verfahren zum Steuern einer derartigen Fensterabdeckung
anzugeben, welche die bekannten Fensterabdeckungen und die bekannten
Verfahren zum Steuern der Fensterabdeckungen verbessern.
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Eine
solche bekannte Fensterabdeckung und ein Verfahren zur Steuerung
der Fensterabdeckung sind aus dem Dokument EP-A-0381643 bekannt.
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Insbesondere
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein ferngesteuertes
und automatisches Steuersystem für
eine Fensterabdeckung zu schaffen, welches eine Kodiervorrichtung
für die
Position mit einer relativ hohen Auflösung aufweist, sowie ein Verfahren
zur genauen Steuerung eines solchen Systems.
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Der
unabhängige
Patentanspruch 1 definiert ein Verfahren zur Steuerung der Position
einer Fensterabdeckung, die von einem Stellantrieb betätigt wird.
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Anspruch
2 definiert die motorisierte Fensterabdeckung gemäss der vorliegenden
Erfindung.
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Ein
Verfahren zur Steuerung einer motorisierten Fensterabdeckung umfasst
zunächst
die Verwirklichung einer vom Benutzer definierten Stellung der Fensterabdeckung.
In Abhängigkeit
von einem Signal, welches vom Benutzer erzeugt wird, setzt sich
ein Motor in Bewegung, der mit der Fensterabdeckung gekoppelt ist.
Bei der Rotation des Motors ändert
sich der vom Motor aufgenommene Strom periodisch, und die Stromimpulse
werden gezählt.
Aufgrund der Zählung
der Stromimpulse kann bestimmt werden, wenn die Fensterabdeckung
die vom Benutzer gewünschte
Position erreicht hat.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
wird der Motor abgeschaltet, wenn die Fensterabdeckung diejenige
Position erreicht hat, die vom Benutzer vorgegeben wurde. Vorzugsweise
wird das vom Benutzer kommende Signal in einer entfernt liegenden Steuereinheit
erzeugt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird ausserdem die
vom Benutzer definierte Position dadurch verwirklicht, dass der
Motor in Betrieb gesetzt wird, um die Fensterabdeckung zu verstellen.
Während
der Motor rotiert, werden die vom Motor erzeugten Impulse gezählt. Der
Motor wird dann dadurch angehalten, dass seine Speisung mit Energie
ausgeschaltet wird, und damit wird auch die Fensterabdeckung angehalten,
und die Anzahl der gezählten
Impulse, welche der Stellung der Fensterabdeckung entspricht, wird
gespeichert.
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Gemäss einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die motorisierte
Fensterabdeckung eine Jalousie auf.
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Ein
Stellantrieb ist mit der Fensterabdeckung gekoppelt und wird dazu
benutzt, um diese zu bewegen. Sodann ist mit dem Stellantrieb ein
Motor gekoppelt, und mit dem Motor ist ein Impulszähler elektrisch
verbunden. Der Impulszähler
zählt die
Impulse des Motors, wenn sich dieser dreht.
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Die
Einzelheiten der vorliegenden Erfindung, was sowohl deren Konstruktion
als auch deren Betrieb betrifft, gehen am besten aus einer Beschreibung
unter Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen
hervor, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf ähnliche Bauteile beziehen.
In der Zeichnung stellen dar:
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1 eine
perspektivische Ansicht des Stellantriebs einer Fensterabdeckung
gemäss
vorliegender Erfindung, der in seiner vorgesehenen Umgebung dargestellt
ist, wobei Teile der Kopfschiene zwecks Klarheit der Darstellung
weggelassen sind;
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2 eine
perspektivische Ansicht der Getriebeanordung des Stellantriebs der
vorliegenden Erfindung, wobei einige Teile abgebrochen dargestellt
sind;
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3A eine
perspektivische Ansicht des Hauptreduktionsrades des Stellantriebs
der vorliegenden Erfindung;
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3B einen
Querschnitt des Hauptreduktionsrades des Stellantriebes der vorliegenden
Erfindung, geschnitten entlang der Linie 3B-3B in 3A;
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4 eine
Ansicht des Fernbedienungsgerätes;
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5 ein
Blockdiagramm des Steuersystems;
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6 ein
Fliessdiagramm der Einstelllogik der vorliegenden Erfindung;
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7 ein
Fliessdiagramm der Betriebslogik der vorliegenden Erfindung;
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8 ein
Fliessdiagramm der Fehlerkorrekturlogik; und
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9 ein
Fliessdiagramm der Fehlerkorrekturlogik für eine gleichmässige Bewegung
der Fensterabdeckung nach oben und nach unten.
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Zunächst wird
Bezug auf 1 genommen, in der ein Stellantrieb
dargestellt ist, der allgemein mit 10 bezeichnet ist. Wie
gezeigt, befindet sich der Stellantrieb 10 in Wirkverbindung
mit einer drehbaren Kippstange 12 einer Fensterabdeckung,
die beispielsweise, jedoch nicht ausschliesslich, eine horizontale
Abdeckung 14 mit mehreren Lamellen 16 ist, zwischen
denen sich Lichtschlitze befinden. Wie dargestellt ist, ist die
Kippstange 12 drehbar in einem Block 18 einer
Kopfschiene 20 der Jalousie 14 gelagert.
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Bei
der gezeigten Ausführungsform
ist die Abdeckung 14 an einem Fensterrahmen 22 angebracht,
um ein Fenster 24 abzudecken, und die Kippstange 12 kann
sich um ihre Längsachse
drehen. Die Kippstange 12 ist im Eingriff mit einem nicht
dargestellten Stab, und wenn die Kippstange 12 um ihre Längsachse
gedreht wird, dreht sich auch der (nicht dargestellte) Stab um seine
Längsachse,
und jede Lamelle 16 wird ebenfalls um die jeweilige Längsachse
verschwenkt, wodurch die Abdeckung 14 zwischen einer offenen
Stellung, bei der Licht zwischen jeweils zwei benachbarten Lamellen
hindurchtreten kann, und einer geschlossenen Konfiguration, bei
der keine Lichtdurchgänge
zwischen benachbarten Lamellen vorhanden sind, verstellt wird.
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Bei
der oben beschriebenen Ausführungsform
handelt es sich um eine Jalousie. Es sei jedoch darauf hingewiesen,
dass die Grundlagen der vorliegenden Erfindung darüber hinaus
bei einer Vielzahl von Fensterabdeckungen angewendet werden können, wobei
die folgende Auflistung nicht vollständig ist: vertikale Abdeckungen,
Plissé-Faltstoren,
aufrollbare Jalousien, netzartige Storen (d.h. Zellstoren), Jalousien
für Dachfenster
und beliebige andere Jalousien und Storen, die vertikale oder horizontale Lichtschlitz-Lamellen
aufweisen.
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Im
Stellantrieb 10 ist ein Steuersignalgenerator, vorzugsweise
ein Tageslichtfühler 28,
mit bekannten Mitteln befestigt, beispielsweise durch Kleben mit
Lösungsmittel.
Gemäss
der vorliegenden Erfindung steht der Tageslichtfühler 28 in Lichtverbindung
mit einem Lichtloch 30, das sich auf der Rückseite
der Kopfschiene 20 befindet, und dieses Loch ist in 1 gestrichelt
gezeichnet. Der Fühler 28 steht
im Stellantrieb 10 weiterhin in elektrischer Verbindung
mit elektronischen Bauteilen und kann an diese ein Steuersignal
senden, wie weiter unten noch genauer ausgeführt wird. Demgemäss kann
der Tageslichtfühler 28 bei
der gezeigten Anordnung feststellen, ob Licht durch das Fenster 24 einfällt, unabhängig davon,
ob sich die Abdeckung 14 in der offenen Stellung oder in
der geschlossenen Stellung befindet.
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Der
Stellantrieb 10 kann aber noch einen weiteren Signalgenerator
enthalten, bevorzugt einen Signalfühler 32, der vom Benutzer
zum Empfang eines vorzugsweise optischen Steuersignals eingerichtet
ist. Das Steuersignal des Benutzers wird vorzugsweise in einem handgerechten
Steuersignalgene rator 34, d.h. in einem Fernbedienungsgerät, erzeugt, welches
beispielsweise eine Fernbedienung mit Infrarot (IR) sein kann. Bei
einer Ausführungsform,
die gegenwärtig
bevorzugt wird, erzeugt der Generator 34 ein impulsförmiges Signal.
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Wie
der Tageslichtfühler 28 ist
auch der Signalfühler 32 elektrisch
mit elektronischen Bauteilen verbunden, die Teil eines Stellantriebs 10 sind.
Wie nachfolgend noch in Einzelheiten ausgeführt wird, kann entweder der
Tageslichtfühler 28 oder
der Signalfühler 32 ein
elektrisches Steuersignal erzeugen, um den Stellantrieb 10 in
Betrieb zu setzen, wodurch die Abdeckung 14 in die offene
oder geschlossene Stellung verstellt wird, je nach Absicht.
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Vorzugsweise
sind sowohl der Tageslichtfühler 28 als
auch der Signalfühler 32 Lichtdetektoren, die
nur niedrige Dunkelströme
aufweisen, damit Energie gespart wird, wenn der Stellantrieb 10 ausgeschaltet
ist. Insbesondere haben die Fühler 28, 32 Dunkelströme, die
gleich oder weniger als 10–8 Ampere und vorzugsweise
gleich oder weniger als etwa 2 × 10–9 Ampere
betragen.
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Wie
in 1 gezeigt ist, befindet sich eine Energieversorgung 36 in
der Kopfschiene 20. Bei der bevorzugten Ausführungsform
enthält
die Energieversorgung 36 vier, sechs oder mehr Gleichstrom-(DC-)Batterien
des Typs AA in Form von Alkalibatterien oder Lithiumbatterien 38, 40, 42, 44.
Es können
auch sogenannte Transistorbatterien mit einer Spannung von 9 Volt
verwendet werden. Die Batterien 38, 40, 42, 44 sind
in der Kopfschiene 20 elektrisch in Serie geschaltet, und
zwar durch Mittel, die in der Technik bekannt sind. Beispielsweise
befinden sich bei der gezeigten Ausführungsform zwei Paare der Batterien 38, 40, 42, 44 jeweils
zwischen positiven und negativen Metallklemmen 46, die
die Batterien 38, 40, 42, 44 in
der Kopfschiene 20 mechanisch festhalten und einen Stromweg
zwischen den Batterien 38, 40, 42, 44 und
ihren jeweiligen Klemmen herstellen.
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Weiterhin
zeigt 1, dass in der Kopfschiene 20 unterhalb
der Batterien 38, 40, 42, 44 eine elektronische
Leiterplatte 48 angeordnet ist. Es sei darauf hingewiesen,
dass die Leiterplatte 48 beispielsweise mittels Schrauben
(nicht dargestellt) oder mit anderen, in der Technik bekannten Mitteln an
der Kopfschiene 20 befestigt sein kann, und dass die Batterien
auf der Leiterplatte 48 angebracht sein können. Zwischen
den Batterieklemmen 46 und der elektronischen Leiterplatte 48 ist
ein elektrischer Stromweg vorhanden. Demgemäss sind die Batterien 38, 40, 42, 44 elektrisch
mit der elektronischen Leiterplatte 48 verbunden. Weiterhin
soll darauf hingewiesen werden, dass die elektronische Leiterplatte 48 einen
Mikroprozessor enthalten kann.
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Wie
weiterhin aus 1 hervorgeht, ist ein leichtes
Getriebegehäuse 50 aus
einem Metall oder einem geformten Kunststoff vorzugsweise auf der Leiterplatte 48 befestigt.
Das Getriebegehäuse 50 kann
einen Durchgang 51 besitzen, der eine derartige Grösse und
Form aufweist, dass die Kippstange 12 eingeführt werden
kann. Wie weiterhin aus 1 hervorgeht, besitzt die Kippstange 12 einen
sechseckigen Querschnitt, und die Kippstange 12 kann mit Gleitsitz
in die Öffnung 51 im
Getriebegehäuse
eingeführt
werden. Auf diese Weise kann der Stellantrieb 10 gleitend
mit der Kippstange 12 verbunden werden, und zwar an einer
beliebigen Stelle entlang der Kippstange 12.
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1 zeigt
weiterhin, dass ein kleiner, leichter Elektromotor 52 am
Getriebekasten 50 befestigt ist, vorzugsweise durch Verschrauben
des Motors 52 am Getriebekasten 50. Wie im Einzelnen
aus 2 hervorgeht, ist im Getriebekasten 50 ein
Getriebe eingebaut, durch welches die Kippstange 12 mit
einem Bruchteil der Winkelgeschwindigkeit des Motors 52 in
Drehung versetzt wird. Vorzugsweise kann der Motor 52 von
der Energiequelle 36 über
die elektronische Schaltung auf der Leiterplatte 48 mit
Energie versorgt werden, und der Motor kann auch auf der Leiterplatte 48 befestigt
sein.
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Bei
einer nicht einschränkenden
Ausführungsform
ist ebenfalls ein von Hand betätigbarer Schalter 54 vorgesehen,
der elektrisch mit der Leiterplatte 48 verbunden ist. Der
in 1 gezeigte Schalter 54 ist ein Schalter
Ein/Aus mit zwei Stellungen, der zum Ein- und Ausschalten der Energiequelle
vorgesehen ist. Ausserdem ist ein Betriebsart-Schalter 56 mit drei Stellungen
elektrisch mit der Leiterplatte 48 verbunden. Dabei weist
der Schalter 56 eine "Aus"-Stellung auf, bei
der der Tageslichtfühler 28 nicht
eingeschaltet ist, eine Stellung "Tageslicht offen", bei der die Jalousie 14 durch
den Stellantrieb 10 in Abhängigkeit vom Tageslicht, welches
auf den Fühler 28 auftrifft,
geöffnet
wird, und eine Stellung "Tageslicht
geschlossen", bei
der die Jalousie 14 vom Stellantrieb 10 in Abhängigkeit
vom Tageslicht, das auf den Fühler 28 auftrifft,
geschlossen wird.
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1 zeigt
ausserdem, dass bei einer weiteren, nicht einschränkenden
Ausführungsform
ein von Hand bedienbarer Einsteller 58 drehbar mittels
eines Einbauelements 60 auf der Leiterplatte 48 angebracht
sein kann. Der Umfang des Einstellers 58 erstreckt sich
an der Kopfschiene 20 nach aussen, so dass es möglich ist,
den Einsteller 58 von Hand zu drehen.
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Wie
es die vorliegende Erfindung vorsieht, kann am Einsteller 58 ein
Metallstreifen 62 angebracht sein, und der Streifen 62 am
Einsteller 58 kann eine Metallzunge 64 berühren, die
auf der Kippstange 12 angebracht ist, und zwar, wenn sich
die Kippstange 12 in Richtung eines Öffnens der Lamellen bewegt
hat.
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Wenn
der Streifen 62 die Zunge 64 berührt, wird
ein elektrischer Kontakt zwischen diesen beiden Elementen hergestellt,
und es wird ein Signal, durch welches die Energiezufuhr zum Motor 52 unterbrochen
wird, an eine elektrische Schaltung auf der Leiterplatte 48 abgegeben.
Der Einsteller 58 kann durch Drehen so gestellt werden,
dass der Streifen 62 bei einer vorbestimmten Winkelstellung
der Kippstange 12 mit der Zunge 64 in Berührung kommt.
Mit anderen Worten sind der Kippstange 12 eine geschlossene
Stellung, bei der die Jalousie 14 vollständig geschlossen
ist, und eine offene Stellung, bei der die Jalousie 14 geöffnet ist,
zugeordnet, und die Offenstellung wird wählbar eingestellt, indem der
Einsteller 58 betätigt
wird.
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Nun
soll auf die 2, 3A und 3B Bezug
genommen werden. Aus diesen Figuren gehen Einzelheiten des Getriebekastens 50 hervor.
Wie die 2 am besten darstellt, enthält der Getriebekasten 50 mehrere
Zahnräder
aus einem leichten Metall oder aus geformtem Kunststoff, d.h. eine
Getriebeanordnung, und jedes Zahnrad ist drehbar im Getriebekasten 50 eingesetzt.
Bei der zur Zeit bevorzugten Ausführungsform ist der Getriebekasten 50 in
Schalenbauweise ausgeführt;
er weist eine erste Gehäusehälfte 65 und
eine zweiten Hälfte 66 auf,
und die beiden Hälften 65, 66 des
Getriebekastens 50 sind durch einen Schnappverschluss miteinander
verbunden, und zwar durch Mittel, die in der Technik bekannt sind.
Beispielsweise greift bei der Ausführungsform, die dargestellt
ist, ein Zapfen 67 in der zweiten Hälfte 66 des Getriebekastens 50 mit
Passsitz in ein Loch 68 in der ersten Hälfte 65 des Getriebekastens 50 ein,
so dass die beiden Hälfte 65, 66 zusammengehalten
werden.
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Jede
Hälfte 65, 66 besitzt
eine Öffnung 70, 72,
und die Öffnungen 70, 72 des
Getriebekastens 50 sind koaxial mit dem Durchlass 51 des
Getriebekastens (1) zur gleitenden Aufnahme der
Kippstange 12.
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Wie
aus 2 hervorgeht, ist ein Antriebszahnrad 74 mit
dem Rotor 76 des Motors 60 verbunden. Das Antriebszahnrad 74 kämmt seinerseits
mit einem ersten Untersetzungszahnrad 78, und das erste
Untersetzungszahnrad 78 kämmt mit einem zweiten Untersetzungszahnrad 80.
Das zweite Untersetzungszahnrad 80 ist in Eingriff mit
einem Hauptuntersetzungszahnrad 82. Um die Kippstange 12 mit sechseckigem
Querschnitt eng zu umschliessen, weist das Hauptuntersetzungszahnrad 82 einen sechseckig
geformten Durchlass 84 auf. Wie es die vorliegende Erfindung
vorsieht, ist der Durchlass 84 des Hauptuntersetzungszahnrades 82 mit
den Öffnungen 70, 72 (und
daher auch mit dem Durchlass 51 des Getriebekastens, siehe 1)
koaxial.
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Aus
der 2 geht hervor, dass die Seiten des Durchlasses 84 bei
einer Drehung des Hauptuntersetzungszahnrades 82 und bei
eingesetzter Kippstange 12 in den Durchlass 84 des
Hauptuntersetzungszahnrades 82 in Berührung mit der Kippstange 12 sind,
so dass eine relative Drehbewegung zwischen der Kippstange 12 und
dem Hauptuntersetzungszahnrad 82 nicht möglich ist.
Weiterhin sind die Untersetzungszahnräder 78, 80, 82 in
der Lage, die Kippstange 12 mit einem Bruchteil der Winkelgeschwindigkeit
des Motors 52 in Drehung zu versetzen. Vorzugsweise vermindern
die Untersetzungszahnräder 78, 80, 82 die
Winkelgeschwindigkeit des Motors 52 auf solche Weise, dass
die Kippstange 12 etwa eine Umdrehung pro Sekunde ausführt. Selbstverständlich können auch
grössere
oder weniger Zahnräder
als gezeigt verwendet werden.
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Es
liegt auf der Hand, dass der Durchgang 84 des Hauptuntersetzungszahnrades 82 auch
andere Formen aufweisen kann, die dazu geeignet sind, sich an die
Form der jeweiligen Kippstange anzupassen. Beispielsweise hat der
Durchgang 84 einen kreisförmigen Querschnitt, wenn eine
(nicht gezeigte) Kippstange auch einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
Bei einer solchen Ausführungsform
ist eine Feststellschraube (nicht dargestellt) in das Hauptuntersetzungszahnrad 82 eingeschraubt
und erstreckt sich in den Durchgang 84, bis sie an der
Kippstange zur Anlage kommt und diese Kippstange unbeweglich im
Inneren des Durchgangs 84 festlegt. Mit anderen Worten
stellen die Zahnräder 74, 78, 80, 82,
die oben beschrieben wurden, eine Kupplung dar, die den Motor 52 mit
der Kippstange 12 in Wirkverbindung bringt.
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Unter
weiterer Bezugnahme auf die 2, 3A und 3B ist
das Hauptuntersetzungszahnrad 82 auf einer hohlen Achse 86 geformt,
und die Achse 86 ist passend in der Öffnung 70 der ersten Hälfte 62 des
Getriebekastens 50 gelagert und kann sich in dieser Öffnung drehen.
Gemäss
einer nicht einschränkenden
Ausführungsform
befindet sich noch ein erstes Wegbegrenzungs-Zahnrad 88 auf der
Welle 86 des Hauptuntersetzungszahnrades 82. Das
erste Wegbegrenzungs-Zahnrad 88 steht in Eingriff mit einem
zweiten Wegbegrenzungs-Zahnrad 90, und dieses zweite Wegbegrenzungs-Zahnrad 90 kämmt wiederum
mit einem dritten Wegbegrenzungs-Zahnrad 92.
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2 zeigt
am besten, dass das dritte Wegbegrenzungs-Zahnrad 92 mit einer linearen
Zahnstange 94 in Eingriff steht. Auf diese Weise wird das erste
Untersetzungszahnrad 82 mit der Zahnstange 94 über die
Wegbegrenzungs-Zahnräder 88, 90, 92 gekoppelt,
und die Drehgeschwindigkeit (d.h. die Winkelgeschwindigkeit) des
Hauptuntersetzungszahnrades 82 wird über das erste, zweite und dritte Wegbegrenzungs-Zahnrad 88, 90, 92 vermindert. Ausserdem
wird die Drehbewegung des Hauptuntersetzungszahnrades 82 in
eine Linearbewegung umgesetzt, und zwar durch das Zusammenwirken
des dritten Wegbegrenzungs-Zahnrades 92 mit der Zahnstange 94.
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2 zeigt
ebenfalls als die Erfindung nicht einschränkende Ausführungsform, dass sich das zweite
Untersetzungszahnrad 80 sowie das zweite und das dritte
Wegbegrenzungs-Zahnrad 90, 92 jeweils
auf metallischen Achszapfen 80a, 90a, 92a drehen,
welche in der ersten Hälfte 65 des
Getriebekastens 50 verankert sind. Demgegenüber ist
das erste Untersetzungszahnrad 78 drehbar um einen metallischen
Achszapfen 78a angeordnet, der in der zweiten Hälfte 66 des
Getriebekastens 50 befestigt ist.
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Unter
weiterer Bezugnahme auf die 2 ist gezeigt,
dass die Zahnstange 94 in Gleitverbindung mit einer Nut 96 steht,
die in die erste Hälfte 65 des Getriebekastens 50 eingearbeitet
ist. Ein erster und ein zweiter Wegbewegungs-Anschlag 98 bzw. 100 stehen
in Verbindung mit der Zahnstange 94. Bei der gezeigten,
nicht einschränkenden
Ausführungsform sind
die Wegbegrenzer 98, 100 mit einem Gewinde versehen
und durch eine Schraubverbindung mit der Zahnstange 94 gekoppelt.
Auf alternative Art und Weise können
auch Wegbegrenzer mit glatten Flächen
(die nicht dargestellt sind) verwendet werden, die über einen
Passsitz in Gleitverbindung mit der Zahnstange 94 stehen
und welche gegenüber
der Zahnstange 94 von Hand bewegt werden können.
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Gemäss noch
einer anderen Alternative können
(nicht gezeigte) Wegbegrenzer vorgesehen sein, welche jeweils mit
Auslösern
(nicht dargestellt) versehen sind. Bei einer solchen Ausführungsform
weist die Zahnstange eine Nut auf, in der eine Anzahl von Öffnungen
angebracht sind, in welche die Auslöser eingreifen, und die Wegbegrenzer
können
so gehandhabt werden, dass ihre Auslöser in jeweils einem vorbestimmten
Paar von Öffnungen
in der Zahnstangennut eingesetzt sind. In jedem Falle geht es darum,
dass die Stellung der Wegbegrenzer der vorliegenden Erfindung gegenüber der
Zahnstange 94 von Hand einstellbar ist.
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2 zeigt,
dass bei einer nicht einschränkenden
Ausführungsform
jeder Wegbegrenzer 98, 100 jeweils eine Anschlagfläche 102, 104 aufweist. Wie
dargestellt ist, können
die Anschlagflächen 102, 104 in
Berührung
mit einem Schalter 106 gelangen, der auf einer Grundplatte 107 angebracht
ist. Die Grundplatte 107 ist wiederum auf der zweiten Hälfte 66 des
Getriebekastens 50 befestigt. Wie es die vorliegende Erfindung
vorsieht, weist der Schalter 106 einen elektrisch leitenden
ersten und einen zweiten Federarm 108, 112 sowie
einen elektrisch leitfähigen mittleren
Arm 110 auf. Wie gezeigt ist, ist jeweils ein Ende jedes
Federarmes 108, 112 fest an der Grundplatte 107 angebracht,
und die gegenüberliegenden Enden
der Federarme 108, 112 können sich gegenüber der
Grundplatte 107 bewegen. Wie ebenfalls gezeigt ist, ist
ein Ende des Mittelarmes 110 gleichermassen an der Grundplatte 107 befestigt.
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Wenn
sich das Hauptuntersetzungszahnrad 82 im Gegenuhrzeigersinn
genügend
gedreht hat, berührt
die Anlagefläche 102 des
ersten Wegbegrenzers 98 den ersten Federarm 108 des
Schalters 106 und drückt
den ersten Federarm 108 gegen den ortsfesten Mittelarm 110 des
Schalters 106. Wenn sich andererseits das Hauptuntersetzungszahnrad 82 im
Uhrzeigersinn ausreichend gedreht hat, gelangt die Anlagefläche 104 des
zweiten Wegbegrenzers 100 in Berührung mit dem zweiten Federarm 112 des
Schalters 106 und drückt
diesen zweiten Federarm 112 gegen den ortsfesten Mittelarm 110 des Schalters 106.
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Wie
weiterhin aus der 2 hervorgeht, auf die jetzt
wieder Bezug genommen wird, kann der Schalter 106 über eine
elektrische Leitung 119 elektrisch mit der Leiterplatte 52 (1)
verbunden sein. Weiterhin kann der erste Federarm 108 an
den Mittelarm 110 gedrückt
werden, um einen Stromschluss in einem Zweig eines elektrischen
Stromkreises auf der Leiterplatte 48 herzustellen. Andererseits
kann der zweite Federarm 112 gegen den Mittelarm 110 gedrückt werden,
um einen anderen Zweig des elektrischen Stromkreises auf der Leiterplatte 48 zu schliessen.
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Das
Schliessen des einen oder des anderen oben beschriebenen elektrischen
Stromkreises unterbricht die Energiezufuhr zum Motor 52,
und dadurch hört
folglich die Drehung des Hauptuntersetzungszahnrades 82 und
daher auch die Drehung der Kippstange 12 auf. Wie schon
beschrieben wurde, können
die Wegbegrenzer 98, 100 auf der Zahnstange 94 von
Hand so eingestellt werden, dass die Drehung der Kippstange 12 durch
den Stellantrieb 10 nach Wunsch begrenzt werden kann.
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Unter
erneuter Bezugnahme auf 2 können Abstandshalter 120, 122 an
den Hälften 62, 64 angeformt
sein, um eine Strukturstabilität
auszuüben,
wenn die Hälften 62, 64 des
Getriebekastens 56 durch Einrasten miteinander verbunden
werden.
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4 zeigt
die gegenwärtig
bevorzugte Konfiguration der Fernsteuereinheit 34. Wie
dargestellt ist, weist die Fernsteuereinheit 34 mehrere
Steuertasten auf. Insbesondere zeigt 4, dass
die Fernbedienung 34 eine Taste "Öffnen" 200, eine
Taste "Schliessen" 202, eine
Taste "Einstellung" 204 und, wenn
gewünscht,
eine Taste "Rücksetzen" 206 aufweist.
Weiterhin kann die bevorzugte Ausführungsform des Fernsteuerungsgerätes 34 eine
Taste "Einstellung
1" (S1) 208,
eine Taste "Einstellung
2" (S2) 210 und
eine Taste "Einstellung
3" (S3) 212 aufweisen.
Es ist dabei klar, dass noch mehr Einstellungstasten bei der Konstruktion
der Fernbedienung eingebaut werden können, beispielsweise eine Taste "Einstellung 4", eine Taste "Einstellung 5" usw. In Übereinstimmung
mit den oben vorgestellten Grundlagen können die Steuertasten dazu
verwendet werden, den Stellantrieb 10 in Betrieb zu setzen
und dadurch die Jalousie 14 zu steuern.
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Es
wird nun Bezug auf 5 genommen, in welcher ein Blockdiagramm
des Steuersystems dargestellt und allgemein mit 220 bezeichnet
ist. 5 zeigt, dass das Steuersystem 220 den
oben beschriebenen Gleichstrommotor 60 aufweist, der über eine
elektrische Leitung 224 mit einem Verstärker 222 verbunden
ist. Der Verstärker 222 ist
seinerseits über
die elektrische Leitung 228 mit einem Impulsdetektor 226 verbunden.
Der Impulsdetektor 226 kann über eine elektrische Leitung 232 mit
einem Mikroprozessor 230 verbunden sein. 5 zeigt
weiterhin, dass der Mikroprozessor 230 mit den Motortreibern 234 in
Verbindung stehen kann. Diese Motortreiber 234 sind wiederum über die
elektrische Leitung 238 mit dem Motor 52 verbunden.
Die Motortreiber 234 können
den Motor 52 starten und anhalten.
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Wie
noch weiter unten in Einzelheiten beschrieben wird, verwendet man
den Impulsdetektor 226, um die Impulse zu zählen, die
im Strom auftreten, der durch den Motor 52 fliesst, wenn
sich dieser dreht. Da der zur Zeit bevorzugte Motor 52 zwei
Pole und drei Kollektorsegmente aufweist, treten sechs Stromimpulse
pro Umdrehung auf. Durch Zählen
der Impulse kann die Absolutstellung des unteren Endes der Fensterabdeckung 14 relativ
leicht bestimmt werden.
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Selbstverständlich können der
Verstärker 222,
der Impulsdetektor 226 und der Mikroprozessor 232 auch
auf der Leiterplatte 48 angeordnet werden.
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6 zeigt
die Einstelllogik der vorliegenden Erfindung. Diese beginnt zunächst beim
Block 250, bei dem das Steuersystem initialisiert wird,
d.h. die Jalousie 14 wird geöffnet, wenn sie nicht bereits
offen ist. Dies kann dadurch erreicht werden, dass man die Taste "Öffnen" 200 auf dem Fernsteuergerät 34 drückt und
gedrückt
hält. Im
Block 252 kann ein Signal "Rückstellung" ("Reset"), das erzeugt wird,
wenn die Rückstelltaste 206 auf
dem Fernsteuergerät 34 gedrückt wird,
dazu verwendet werden, um diese Position als Bezugspunkt zum Steuern
der Position der Jalousie zu verwenden, obschon diese Rückstellung an
und für
sich nicht erforderlich ist. Sodann wird im Block 254 die
Jalousie 14 bis zu einer gewünschten Position bewegt, beispielsweise
durch Drücken
der Taste "Schliessen" 202.
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Das
Programm geht nun zum Block 256 über, und nach Massgabe des
Absenkens der Jalousielamellen 14 in die gewünschte Position
zählt der Impulsdetektor 226 die
elektrischen Spitzen oder Impulse, die der Motor 52 erzeugt.
Beim Weitergehen zum Block 258 kann ein Einstellsignal
am Stellantrieb empfangen werden, beispielsweise infolge des Drückens einer
Einstelltaste durch den Benutzer auf dem Fernsteuergerät 34.
Im Block 260 wird der Zählerwert des
Impulsdetektors 226 nach Empfang des Einstellsignals, der
der jeweiligen Position der Jalousie 14 entspricht, im
Mikroprozessor 232 gespeichert. Es sei zusätzlich erwähnt, dass
mehrere Positionen der Jalousie 14 gespeichert werden können und
jede Position mit der Einstelltaste S1 208, der Einstelltaste S2 210 und
der Einstelltaste S3 212 verbunden werden kann. Je mehr
Einstelltasten sich auf der Fernbedienung befinden, desto mehr Stellungen
der Jalousie 14 können
gespeichert werden. Die Einstelllogik endet bei 262.
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Es
wird nun auf die 7 Bezug genommen, in der die
Betriebslogik dargestellt ist. Diese beginnt im Block 270 mit
einer Startschleife, in der, wenn ein "GeheZu"-Stellsignal
empfangen wird, die folgenden Schritte ausgeführt werden. Vorzugsweise wird
das "GeheZu"-Signal erzeugt,
wenn entweder die Taste "S1" 208, die
Taste "S2" 210 oder
die Taste "S3" 212 auf
dem Fernsteuergerät 34 gedrückt werden.
Beim Übergang
in den Block 272 wird der Motor 52 mit Energie
versorgt. Im Block 272 werden die Jalousielamellen 14 in
die Stellung bewegt, die dem gespeicherten Zählerwert entspricht, d.h. dem
Wert, der mit der jeweiligen Einstelltaste 208, 210, 212 verbunden ist,
die gedrückt
wurde.
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Nun
geht das Programm zum Entscheidungsrhombus 276, wo festgelegt
wird, ob der Zählerwert,
welcher der jeweiligen Einstelltaste 208, 210, 212 entspricht,
erreicht wurde. Wenn dies nicht der Fall ist, geht die Logik zum
Block 274 zurück,
und die Jalousie 14 wird bis zum gespeicherten Zählerwert weiter
bewegt. Wenn der Zählerwert
erreicht ist, kann der Motor 52 im Block 278 abgeschaltet
werden. Sodann endet die Betriebslogik im Block 280.
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Wenn
nun die Jalousie 14 von Hand betätigt wird, d.h. wenn der Motor 52 ohne
Strom ist, sind die Motorkontakte kurzgeschlossen, und es fliesst
ein Strom durch den Motor. Schwankungen im Strom erzeugen Impulse,
die gezählt
werden können.
Im Grunde wirkt der Motor wie ein Generator, und es werden elektromagnetische
Feldimpulse (EFI) erzeugt. Die Impulse können ebenfalls vom Impulsdetektor
gezählt
werden, so dass die jeweilige Stellung der Jalousie 14 immer
bekannt ist. Ausserdem ist anzumerken, dass die Jalou sie 14 zum
Aufrechterhalten der Genauigkeit im oben beschriebenen Steuersystem 220 von
Zeit zu Zeit beispielsweise in die vollständig geöffnete Position bewegt werden
kann, wobei die Werte dann zurückgesetzt
werden. Auf diese Weise werden eventuelle Ungenauigkeiten, die beispielsweise
durch Motorimpulse entstehen, die vom Impulsdetektor nicht gezählt wurden,
etwa beim Bewegungsbeginn, beim Abstellen oder beim Senken der Jalousie,
eliminiert.
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Es
wird nun Bezug auf 8 genommen. In der Figur ist
die globale Fehlerkorrekturlogik gezeigt, die mit dem Block 300 beginnt,
in dem eine Ausführungsschleife
ausgeführt
wird, bei der, wenn eine Fehlerkorrektur erforderlich ist, die weiter
unten besprochenen Schritte ausgeführt werden. Diese Schaltung
ermöglicht
es, eine Fehlerkorrektur vorzunehmen, die bei der ursprünglichen
Einrichtung der Jalousie 14 und des Steuersystems 220 erforderlich sein
kann. Eine Fehlerkorrektur kann auch dann angewandt werden, wenn
die Jalousie 14 eine vorbestimmte Anzahl von Bewegungen
ausgeführt
hat. Alternativ kann die Fehlerkorrektur auch nur dann vorgenommen
werden, wenn sie erforderlich ist. Beim Übergang zum Block 302 wird
die Jalousie 14 bis zu einem Endanschlag bewegt, beispielsweise
nach oben oder nach unten bis zum Kontakt mit dem Fensterrahmen 22.
Sodann wird der Positionszähler
im Block 304 auf Null gesetzt. Die Logik ist im Zustand 306 beendet.
Durch eine Nullsetzung des Positionszählers, die von Zeit zu Zeit
vorgenommen wird, können
sich Fehler der Position, die durch nicht gezählte Impulse des Motorstroms
entstehen, nicht unendlich ansammeln.
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Wenn
die Fehlerkorrektur einseitig, d.h. in nur einer Richtung verläuft, typischerweise
verursacht durch eine gleichbleibende cyclische Bewegung nach oben
und nach unten, kann in das Steuersystem 220, dessen Logik
in 9 darge stellt ist, eine weitere Fehlerkorrektur
eingeführt
werden. Die in 9 gezeigte Fehlerkorrekturlogik
beginnt im Block 310 mit einer Ausführungsschleife, bei der, nach
dem Zurücksetzen
des Zählers
auf Null, einige aufeinanderfolgende Schritte ausgeführt werden.
Im Block 312 werden die vom Motor 52 erzeugten
Spitzen gezählt,
bis die Jalousie 14 die nächste Endstellung erreicht
hat. Nach dem Übergang
zum Block 314 wird dieser Zählerwert als "Nettospitzen" gespeichert. Die
Bewegungen in Richtung nach oben werden zum Zählerwert hinzugezählt, und
die Bewegungen nach unten werden vom Zählerwert abgezogen.
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Die
Beschreibung der Logik soll nun fortgesetzt werden. Im Block 316 wird
die Anzahl der Bewegungen mit Ausnahme der Bewegungen bis zum Anschlag
ebenfalls gezählt,
bis die Jalousie 14 den Halt am Anschlag erreicht hat.
Sämtliche
Bewegungen, die nicht zum Endanschlag führen, werden zum Zähler hinzugezählt. Sodann
wird in den Block 318 übergegangen,
und dort wird dieser Zählerwert
als ein Wert "Bewegungen
ohne Endhalt" gespeichert. Dann
geht die Logik zum Block 320 über, in der der Wert der "Nettospitzen" durch den Wert "Bewegungen ohne Endhalt" dividiert wird,
und man erhält
einen Wert "Fehlerkorrektur".
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Nun
geht die Logik zum Entscheidungsrhombus 322 über, wo
bestimmt wird, ob der "Fehlerkorrektur"-Wert positiv oder
negativ ist. Wenn der Fehlerkorrektur-Wert positiv ist, geht die
Logik zum Block 324, und der Wert der "Fehlerkorrektur" wird zum Zählerwert der Bewegungen nach
oben addiert. Dann endet die Logik beim Zustand 326. Wenn
der Fehlerkorrekturwert negativ ist, geht die Logik zum Block 328,
in welchem der Wert der Fehlerkorrektur zum Zählerwert der Bewegung nach
unten addiert wird. Auch dann endet die Logik im Feld 326.
Aus dem Schema geht hervor, dass es im Falle einer Nichtkonsistenz
der Korrektur in einer Richtung bei gewissen Jalousien oder Fensterabdeckungen 14 nicht
möglich
ist, die Fehlerkorrekturlogik, die in 9 gezeigt
ist, anzuwenden.
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Es
wird vorausgesetzt, dass die veranschaulichte Logik zur Steuerkorrektur,
die in 9 gezeigt ist, zum Aufrechterhalten der Genauigkeit
des oben beschriebenen Steuersystems 220 ausgeführt wird. Auf
diese Weise wird jegliche Ungenauigkeit, die darauf beruht, dass
Motorimpulse vom Impulsdetektor nicht gezählt wurden, beispielsweise
beim Anlaufen, beim Schliessen oder bei der Rückstellung, auf ein Minimum
reduziert.
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Der
im Besonderen beschriebene Codierer für motorisierte Fensterabdeckungen
mit niedriger Leistungsaufnahme und hoher Positionsauflösung, der
im Obenstehenden dargestellt und in Einzelheiten beschrieben wurde,
ist durchaus in der Lage, die oben angegebenen Merkmale der Erfindung
zu erfüllen.
Es wird darauf hingewiesen, dass es sich nur um die zur Zeit bevorzugte
Verwirklichung der vorliegenden Erfindung handelt und deren Beschreibung
nur als Beispiel zur Darstellung des Erfindungsgegenstandes dient,
wie sie in den Ansprüchen
definiert ist.