EP0356627B1 - Operating mechanism for windows, doors or the like - Google Patents
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- EP0356627B1 EP0356627B1 EP89109972A EP89109972A EP0356627B1 EP 0356627 B1 EP0356627 B1 EP 0356627B1 EP 89109972 A EP89109972 A EP 89109972A EP 89109972 A EP89109972 A EP 89109972A EP 0356627 B1 EP0356627 B1 EP 0356627B1
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Definitions
- the invention relates to an actuator for the operation of windows, doors or the like., In particular for moving the opening sash, which is coupled or can be coupled via a rotatable drive mandrel with an actuator acting at least on the sash, an electric motor with the drive mandrel via a reduction gear a high reduction ratio, and this electric motor is designed as a high-speed low-voltage DC motor.
- Actuators of this type are used in windows, doors or the like in order to forcibly adjust the opening leaf between its closed position and its open position, as is evident, for example, from DE-A-32 02 930 and from US-A-4 137 796. On the other hand, how from US-A-3 947 060 and DE-A-30 13 851 results, however, such actuators have also been used to fix the opening sash in windows, doors or the like in their closed position on the fixed frame.
- actuators of the type mentioned first are used for the most varied opening movements of the sash of windows, doors or the like, namely for the forced tilting movement, folding movement and rotary movement as well as sliding movement of the opening sash.
- actuators of the generic type have also already been used for tilt and turn sashes of windows, doors or the like.
- the high-speed low-voltage DC motor with the reduction gear is structurally combined to form a drive unit and the reduction gear is designed as a planetary gear, which in turn is connected to the drive mandrel by a bevel gear output stage.
- This known actuator does not offer the possibility of a layman-friendly and cost-effective remedy of malfunctions, because there the electric motor and planetary gear are designed as a unit that can only be assembled.
- the main aim of the invention is to create an actuator of the generic type, which not only ensures the application of sufficiently large actuating forces with a maximum of electrical safety and with minimal installation effort, but also ensures that operational malfunctions that occur at any time - with a technically simple design and low energy requirements. even by laymen - can be easily remedied and consequently the functionality of the actuators can be inexpensively restored.
- An advantage of such an actuator is that both the extra-low voltage DC motor and the reduction gear connected between them and the drive mandrel manage with a small installation space, which means that the entire actuator can also be used directly on the frame or casement of windows, doors or if necessary. Like. can be assembled
- low-voltage DC motors can be used according to the invention, the starting torque of which is between 19.62 mN.n and 29.43 mN.m, it being advantageous to counter the reduction gear with a reduction ratio in which the drive mandrel is adjustable between 10 Nm and 30 Nm with a starting torque.
- a structurally simple design for the actuator is further achieved if the extra-low voltage DC motor is connected via a reduction gear stage to a multi-stage spur gear, the gear stages of which are located on two mutually parallel axes, one of which also forms the drive mandrel.
- All gear stages of the multi-stage front wall gear unit can have a mutually identical gear ratio, for example of 3: 1.
- the clutch which can be engaged and disengaged can be formed by a spring-loaded clutch, in particular a claw clutch which is influenced in the sense of engagement.
- the extra-low voltage direct current motor lies parallel to the reduction gear stage within a housing, with its stator only through an axial plug connection is held in the housing in a rotationally fixed manner and its drive shaft engages the reduction gear stage, also by means of an axial plug connection.
- the drive pinion of the reduction gear stage advantageously sits firmly on the drive shaft of the extra-low voltage DC motor, while its spur gear is mounted in the housing and constantly meshes with the input stage of the multistage spur gear.
- At least the spur gear and the pinion of the final stage of the reduction gear have a tooth width which is a multiple, z. B. three times the tooth width of spur gears and pinions corresponds to all other gear stages.
- the overall reduction ratio of the reduction gear between the extra-low voltage DC motor and the drive mandrel should preferably be in the range between 8000: 1 and 15000: 1 around 10000: 1, while at the same time the extra-low voltage DC motor has a nominal speed that is between 133.333 s ⁇ 1 and 333.333 s ⁇ 1.
- An actuator is characterized according to the invention in that the drive mandrel of an actuating device for espagnolette fittings of windows, doors or the like is held in a rotationally fixed connection with an operating hand lever, via which a drive rod can be shifted longitudinally into several, namely at least two, different switching positions, the operating hand lever rotatably seated in a bearing plate arranged on the end face of the casement or window frame profile, and engages in a rotary drive element, for example a pinion, wherein the drive mandrel and the operating hand lever are at least temporarily disconnectable from the reduction gear, wherein the reduction gear is received in the housing-shaped bearing plate for the operating lever, the low-voltage direct current motor, which is in drive connection with the reduction gear, is also held on or in the bearing plate for the operating hand lever, and the angle of rotation of the drive mandrel and of the operating hand lever relative to the housing is limited to less than 360 °, in particular 180 ° or 190 °, and there is also the possibility of assigning several
- the electrical switching contacts are in series with a bistable relay which is arranged in the circuit of the low-voltage DC motor for switching the direction of rotation.
- An actuator according to the invention makes it possible in a particularly expedient manner that the extra-low voltage direct current motor can be fed by several monocells and / or accumulators connected in series, which are accommodated on or in the housing.
- the batteries can be connected at least temporarily - with the actuator in the rest position - with a mains-powered induction charger or with a photovoltaic element - solar cell - in charge connection.
- the circuit for the low-voltage DC motor has at least a sensor switch that is sensitive to environmental influences can be closed and opened.
- the sensor switches can be temperature sensors, moisture sensors, gas probes, sound receivers, motion detectors, and infrared receivers, which can be switched on individually or in a suitable combination in the circuit for the low-voltage DC motor.
- an actuator 1 for the actuation of windows, doors or the like is shown, which is characterized by relatively small structural dimensions and nevertheless produces actuating forces on the output side in an order of magnitude that for the compulsory movement control of the Opening sashes of windows, doors or the like is sufficient, as for influencing an actuating device for espagnolette fittings, which can usually be brought into several, namely at least two, different switching positions with the aid of an operating hand lever.
- the actuator 1 is to be used primarily to enable remote-controlled movement of the opening sash of windows, doors or the like and / or the remote-controlled changeover of the actuating devices for connecting rod fittings with relatively little technical effort.
- the actuator 1 works with a low-voltage DC motor 2, which is designed for a nominal working voltage, the lower limit of which is approximately 6 volts, but should not exceed 24 volts.
- the extra-low voltage DC motor 2 is designed as a high-speed DC motor, the nominal speed of which is e.g. between 83.333 s ⁇ 1 and 333.333 s ⁇ 1. while it should have a starting torque between 4.905 mN.m and 147.150 mN.m.
- Installation dimensions in which the length can be between 45 mm and 90 mm can be considered for such a low-voltage direct current motor 2, while the diameter should expediently be between 25 mm and 45 mm.
- the installation length for this extra-low voltage DC motor 2 is approximately 50 mm, while it has an installation diameter of approximately 28 mm.
- the drive shaft 3 of the low-voltage DC motor 2 rotatably supports the pinion 4 of a reduction gear stage 5, which serves as a spur gear is executed, which also includes a spur gear 6 meshing with the pinion 4.
- the spur gear 6 of the reduction gear stage 5 is constantly mounted within a gear housing 8, specifically on its housing wall 7, while the extra-low voltage direct current motor 2 can be inserted into the gear housing 8 in a manner fixed against relative rotation by means of an axial plug connection with its stator that its pinion 4 can also be brought into and out of the drive connection by means of an axial plug connection with the spur gear 6 of the reduction gear stage 5.
- the actuator 1 also comprises a multi-stage reduction gear 9, which is preferably designed as a spur gear, the gear stages of which are all located on two axes 10 and 11 which are parallel to one another.
- a spur gear 12 with a large diameter and a spur gear 13 with a small diameter are rotatably connected to each other to form a reduction gear stage 12/13, with a series of such mutually identical reduction gear stages 12/13 being arranged rotatably relative to one another on each of the two axes 10 and 11 are and mutually in constant engagement.
- the spur gears 12 and 13 of the output reduction stage 12a / 13a have identical dimensions with regard to their diameter and their toothing, in particular their tooth width.
- the output or output stage 12a / 13a of the multi-stage reduction gear 9 uses spur gears 12a and 13a which are at least several times larger, e.g. three times the tooth width of the spur gears 12 and 13 of all other reduction gear stages 12/13 correspond. They should also consist of a different, namely wear-resistant material.
- the formation of the toothing on the spur gears 12a and 13a of the final or output stage 12a / 13a can also differ from that of the other reduction gear stages 12/13.
- the reduction ratio of the final or output gear stage 12a / 13a should, however, be the same as that of all the previous reduction gear stages 12/13, that is to say, for example, 3: 1.
- the large diameter spur gear 12a of the final or output gear stage 12a / 13a can be coupled on the axis 11 to a drive mandrel 14 which is led out of the gear housing 8 sideways and thereby forms the actual output shaft of the actuator 1.
- the total reduction ratio between the drive shaft 3 of the extra-low voltage DC motor 2 and the drive pin 14 of the actuator 1 via the reduction gear stage 5 and the multi-stage reduction gear 9 is selected so that a starting torque is present on the drive pin 14, which is between 5 Nm and 50 Nm.
- the actuator 1 according to FIGS. 1 to 3 of the drawing can be designed, for example, so that a starting torque is available on the drive mandrel 14 using a low-voltage direct current motor 2 with the performance data of the above-mentioned, tried and tested motor type, which is available in a range is between and 10 Nm and 30 Nm.
- Such a design is sufficient in most cases not only to permanently ensure a positively controlled movement of the opening sash of windows, doors or the like, but also to switch the actuating device for connecting rod fittings for windows, doors or the like.
- Such drive speeds are sufficient for the actuation of windows, doors or the like, for example for generating the tilting, folding and rotating movement of opening sashes, in most cases.
- the opening angle for tilting and folding sashes of windows is usually less than 90 °, while the opening angle for rotating sashes of windows, doors or the like generally does not significantly exceed 90 °.
- Such speeds of the drive mandrel 14 are also completely sufficient for switching the actuating device for espagnolette fittings of windows, doors or the like, because there are also angular movements with a starting torque of between 10 N.m and 30 N.m, which are a maximum of 180 °.
- a clutch 15 can also be accommodated within the transmission housing 8, with which it is possible to put the drive mandrel 14 in and out of the rotary drive connection either with the output or output stage 12a / 13a of the multi-stage reduction gear 9.
- This clutch 15 is preferably designed as a claw clutch loaded by a spring 16, the claw carrier 17 of which is seated in a rotationally fixed manner on the drive mandrel 14 and can be adjusted in and out of the coupling connection with the driver engagements 18 provided on the spur gear 12a of the output or output stage 12a / 13a.
- the spring 16 acts on the claw carrier 17 of the clutch 15 in the sense of engagement, it is of course also possible to make the reverse arrangement without further ado such that the claw carrier 17 only engages with the driver against the action of the spring 16 18 can be coupled. It has proven to be particularly expedient if the clutch 15 can be actuated manually, because in this way it is possible in a simple manner to bring the actuator 1 with the functional parts actuated by its drive pin 14 into and out of the drive connection.
- the actuator 1 It is essential for the actuator 1 that its low-voltage direct current motor 2 is easily replaceable in the transmission housing S by the provided plug connection, so that it is easily accessible and can be handled at any time - even for a layperson - for the purpose of an exchange. Since suitable extra-low voltage direct current motors 2 are available at low cost, any malfunction of the actuator 1 based on a failure of the extra-low voltage direct current motor 2 can be easily remedied if necessary.
- the actuator 1 can be fitted both directly on the wing and also on the stationary one without any problems Mount the frame of a window, a door or the like in such a way that its drive pin 14 is in operative connection with the functional part to be actuated in each case.
- a functional unit additionally provided between the sash and frame of the window or the door or the like, for example the carriage of a horizontal sliding sash, in order to work together with the stationary running rail, for example via a friction wheel, for the displacement process for the wing to effect.
- FIGS. 4 to 6 of the drawing A particularly preferred design for an actuator 1 is shown in FIGS. 4 to 6 of the drawing.
- the actuator 1 is integrated into an actuating device 19 for espagnolette fittings of windows, doors or the like - essentially while maintaining its type shown in FIGS. 1 to 3, which by means of an operating lever 20 in several, namely at least two different switch positions can be brought.
- the operating hand lever 20 is rotatably seated in or on a bearing plate 21 which can be attached to the end face of a sash or window frame profile, and is held in a rotationally fixed connection with the drive mandrel 14 of the actuator 1 via an extension shaft 22.
- the housing 24 is accommodated in a conventional manner in a recess on the sash or frame 25 of the window or door, on the end face of which the bearing plate 21 of the actuating device 19 is mounted in the manner already mentioned.
- the bearing plate 21 of the actuating device 19 is designed in the manner of a housing, in which the actuator 1 can in turn be completely accommodated with the aid of its gear housing 8.
- the operating hand lever 20 is arranged together with the extension shaft 22 and the drive pin 14 relative to the bearing plate 21 and the actuator 1 accommodated therein to be axially displaceable to a limited extent. This makes it possible, therefore, to bring the drive mandrel 14 into and out of the rotary drive connection via the clutch 15 which interacts with it and the multi-stage reduction gear 9.
- the spring 16 of the clutch 15 is provided so that the clutch 15 assumes its engagement position under the action of the restoring force of the spring 16.
- the clutch 15 can be brought against the restoring force of the spring 16 with the actuator 1 out of operative connection.
- the drive mandrel 14 can then be moved purely manually, independently of the actuator 1, simply by rotating the operating hand lever 20.
- the operating hand lever 20 of the actuating device 19 can be brought into at least two different switching positions, which have an angular distance from one another which is less than 360 °, namely at most 180 °, but can also correspond to 90 °.
- the angle of rotation limitation for the operating hand lever 20 and thus also for the drive pin 14 is usually mechanical, either by Stops directly between the operating hand lever 20 and the bearing plate 21 or indirectly via the rotary drive member connected to the drive pin 14 - pinion 23 - within the housing 24 of the drive rod fitting.
- Actuator 1 must of course also respond to this rotation angle limitation of operating hand lever 20 or drive pin 14, i.e. its low-voltage direct current motor 2 must be switched off as soon as it has moved drive pin 14 into one of the mechanically limited switching positions.
- a normal, bistable relay 26 can also be placed in the supply circuit for the extra-low voltage DC motor, each of which, when a mechanically limited rotational angle position of the drive mandrel 14 is reached, via a switch contact 27 acting in the manner of a limit switch or 28 is convertible, as shown in FIGS.
- a contact spring 29 interacts alternately, which exactly the angular rotation of the drive mandrel 14 participates.
- two different current branches 30 and 31 are alternately closed and opened, the respectively closed current branch 30 or 31 activating a relay coil 32 or 33 of the bistable relay 26 and thereby switching the relay contacts 34 and 35 together.
- the low-voltage DC motor 2 can only start in the opposite direction of rotation after the prepared supply circuit is activated by actuating the main switch 36 again. If the other, mechanically limited rotational angle end position of the drive mandrel 14 is then approached, the contact spring 29 arrives at the other switching contact 28 or 27, activates the relay coil 33 or 32 via the associated current branch 31 or 30 and thus sets the relay contacts 35 or 34 together in their other situation. On the one hand, the extra-low voltage DC motor 2 is then stopped, while on the other hand the precautions for starting are taken with the opposite direction of rotation.
- This circuit board 37 can either be firmly connected to the terminals of the extra-low voltage direct current motor 2, so that when the extra-low voltage electric motor 2 is replaced, all the electrical switching elements are also replaced.
- a detachable plug connection of the printed circuit board 37 with the connection terminals of the extra-low voltage direct current motor 2 can also be used.
- the extra-low voltage DC motor 2 it is then possible to use the extra-low voltage DC motor 2 to be replaced independently of the printed circuit board or on the other hand also to replace the printed circuit board 37 independently of the extra-low voltage DC motor 2.
- the extra-low voltage DC motor 2 of the actuator 1 can be fed by several, for example four, mono cells 38 connected in series, which - as shown in FIG. 4 - can be located directly in the housing-like bearing plate 21 or in the transmission housing 8 the actuator 1 can be accommodated interchangeably.
- suitable accumulators can also be used to feed the extra-low voltage direct current motor 2.
- the accumulators can then, at least temporarily, be brought into active connection with the mains-powered induction charger in the rest position of the actuator 1 in order to maintain or restore the optimum charge state.
- the mains-powered induction charger can be located on the associated frame, in such a way that it is at least in operative connection with the accumulators Locking position of the opening wing is received.
- the main switch 36 for the supply circuit of the extra-low voltage DC motor 2 does not necessarily have to be designed as a manually operable switch contact. Rather, it can also be of one for environmental influences sensitive sensor switch are formed, which responds completely automatically. Several such sensor switches, which are sensitive to different environmental influences, can interact in parallel, but possibly also in series, with one another with the supply circuit for the extra-low voltage DC motor 2 if it is important to have the actuator 1 respond to the presence of different environmental influences .
- the sensor switches can be temperature sensors, humidity sensors, gas probes, sound receivers or motion detectors.
- wireless remote control of the actuator 1 can also be effected with the aid of an infrared transmitter.
- the extra-low voltage DC motor 2 can of course also be fed from the local network, if necessary, with the interposition of a transformer. It is then only necessary to ensure that there is a permanent connection to the local network.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Stellantrieb für die Betätigung von Fenstern, Türen od. dgl., insbesondere zum Bewegen der Öffnungsflügel, welcher über einen drehbaren Antriebsdorn mit einem zumindest am Flügel angreifenden Stellglied gekuppelt oder kuppelbar ist, wobei ein Elektromotor mit dem Antriebsdorn über ein Untersetzungsgetriebe mit einem hohen Untersetzungsverhältnis in Verbindung steht, und wobei dieser Elektromotor als ein hochtouriger Kleinstspannungs-Gleichstrommotor ausgelegt ist.The invention relates to an actuator for the operation of windows, doors or the like., In particular for moving the opening sash, which is coupled or can be coupled via a rotatable drive mandrel with an actuator acting at least on the sash, an electric motor with the drive mandrel via a reduction gear a high reduction ratio, and this electric motor is designed as a high-speed low-voltage DC motor.
Derartige Stellantriebe werden bei Fenstern, Türen od. dgl. benutzt, um den Öffnungsflügel zwangsweise zwischen seiner Schließlage und seiner Öffnungslage zu verstellen, wie das beispielsweise aus der DE-A- 32 02 930 sowie aus der US-A- 4 137 796 hervorgeht. Wie sich andererseits z.B. aus der US-A- 3 947 060 und der DE-A- 30 13 851 ergibt, sind solche Stellantriebe aber auch schon benutzt worden, um bei Fenstern, Türen od. dgl. deren Öffnungsflügel in seiner Schließlage am feststehenden Rahmen zu fixieren.Actuators of this type are used in windows, doors or the like in order to forcibly adjust the opening leaf between its closed position and its open position, as is evident, for example, from DE-A-32 02 930 and from US-A-4 137 796. On the other hand, how from US-A-3 947 060 and DE-A-30 13 851 results, however, such actuators have also been used to fix the opening sash in windows, doors or the like in their closed position on the fixed frame.
Gattungsgemäße Stellantriebe der zuerst genannten Art werden für die unterschiedlichsten Öffnungsbewegungen der Flügel von Fenstern, Türen od. dgl. benutzt, nämlich für die zwangsweise Kippbewegung, Klappbewegung und Drehbewegung wie auch Schiebebewegung der Öffnungsflügel. Aber auch für Drehkippflügel von Fenstern, Türen od. dgl. hat man bereits Stellantriebe gattungsgemäßer Art in Benutzung genommen.Generic actuators of the type mentioned first are used for the most varied opening movements of the sash of windows, doors or the like, namely for the forced tilting movement, folding movement and rotary movement as well as sliding movement of the opening sash. However, actuators of the generic type have also already been used for tilt and turn sashes of windows, doors or the like.
Beim Stellantrieb nach DE-A- 32 02 930 ist der hochtourige Kleinstspannungs-Gleichstrommotor mit dem Untersetzungsgetriebe zu einer Antriebseinheit baulich zusammengefaßt und das Untersetzungsgetriebe ist als Planetengetriebe ausgelegt, welches wiederum durch eine Kegelrad-Endstufe mit dem Antriebsdorn in Verbindung steht.In the actuator according to DE-A-32 02 930, the high-speed low-voltage DC motor with the reduction gear is structurally combined to form a drive unit and the reduction gear is designed as a planetary gear, which in turn is connected to the drive mandrel by a bevel gear output stage.
Dieser bekannte Stellantrieb bietet nicht die Möglichkeit einer laiengerechten und kostengünstigen Behebung von Betriebsstörungen, weil dort nämlich Elektromotor und Planetengetriebe als eine nur gemeinsam montierbare Einheit ausgelegt sind.This known actuator does not offer the possibility of a layman-friendly and cost-effective remedy of malfunctions, because there the electric motor and planetary gear are designed as a unit that can only be assembled.
Die gleichen Gesichtspunkte treffen auch für den Stellantrieb nach US-A- 4 137 796 zu, wonach der Elektromotor auf ein Untersetzungsgetriebe arbeitet, das eine Stirnrad-Eingangsstufe hat, der zum Antriebsdorn hin wiederum ein Schraubengetriebe nachgeordnet ist. Auch dieser bekannte Stellantrieb bietet nicht die Möglichkeit einer laiengerechten und kostengünstigen Behebung von Betriebsstörungen.The same considerations apply to the actuator according to US-A-4 137 796, according to which the electric motor works on a reduction gear which has a spur gear input stage, which in turn is followed by a screw gear to the drive mandrel. This well-known actuator does not offer the possibility of a layman-friendly and inexpensive remedy of malfunctions.
Diese bekannten Stellantriebe für die Betätigung von Fenstern, Türen od. dgl. haben den gemeinsamen Nachteil, daß sie eine technisch verhältnismäßig aufwendige Auslegung aufweisen und damit teuer in Anschaffung und Unterhaltung sind.These known actuators for the operation of windows, doors or the like. Have the common disadvantage that they have a technically relatively complex design and are therefore expensive to purchase and maintain.
Wesentliches Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Stellantriebes der gattungsgemäßen Art, der nicht nur mit technisch einfacher Auslegung und geringem Energiebedarf die Aufbringung genügend großer Stellkräfte bei einem Höchstmaß an elektrischer Sicherheit sowie mit minimalem Installationsaufwand gewährleistet, sondern darüberhinaus auch sicherstellt, daß auftretende Betriebsstörungen jederzeit - auch von Laien - leicht behoben werden können und sich folglich die Funktionsfähigkeit der Stellantriebe kostengünstig wiederherstellen läßt.The main aim of the invention is to create an actuator of the generic type, which not only ensures the application of sufficiently large actuating forces with a maximum of electrical safety and with minimal installation effort, but also ensures that operational malfunctions that occur at any time - with a technically simple design and low energy requirements. even by laymen - can be easily remedied and consequently the functionality of the actuators can be inexpensively restored.
Erreicht wird das gesteckte Ziel und die Lösung der gestellten Aufgabe dadurch, daß der Kleinstspannungs-Gleichstrommotor einen Drehzahlbereich zwischen 83,333 s⁻¹ und 333,333 s⁻¹ [= 5 000 U/min. bis 20 000 U/min.] umfaßt, daß dieser Kleinstspannungs-Gleichstrommotor ein Anlauf-Drehmoment zwischen 4,905 mN.m und 147, 150 mN.m [50g/cm bis 1 500g/cm] hat, daß das Untersetzungsgetriebe ein Vielstufen-Stirnradgetriebe mit einem Untersetzungsverhältnis zwischen 400 : 1 und 20 000 : 1 ist, und daß der Antriebsdorn ein Anlauf-Drehmoment zwischen 5N.m und 50N.m [5N/m und 500N/m] aufweist.The set goal and the solution of the task is achieved in that the low-voltage DC motor has a speed range between 83.333 s⁻¹ and 333.333 s⁻¹ [= 5,000 U / min. to 20,000 rpm]], that this low voltage DC motor has a starting torque between 4.905 mN.m and 147, 150 mN.m [50g / cm to 1 500g / cm], that the reduction gear is a multi-stage spur gear with a reduction ratio between 400: 1 and 20,000: 1, and that the drive mandrel has a starting torque between 5N.m and 50N.m [5N / m and 500N / m].
Vorteilhaft bei einem solchen Stellantrieb ist dabei, daß sowohl der Kleinstspannungs-Gleichstrommotor als auch das zwischen diesen und den Antriebsdorn geschalte Untersetzungsgetriebe mit einem geringen Einbauraum auskommen, womit sich der gesamte Stellantrieb im Bedarfsfalle auch unmittelbar auf dem Blendrahmen oder Flügelrahmen von Fenstern, Türen od. dgl. montieren läßtAn advantage of such an actuator is that both the extra-low voltage DC motor and the reduction gear connected between them and the drive mandrel manage with a small installation space, which means that the entire actuator can also be used directly on the frame or casement of windows, doors or if necessary. Like. can be assembled
In den meisten Fällen können erfindungsgemäß Kleinstspannungs-Gleichstrommotoren in Benutzung genommen werden, deren Anlauf-Drehmoment zwischen 19,62 mN.n und 29,43 mN.m liegt, wobei es vorteilhaft ist, dem Untersetzungsgetriebe ein Untersetzungsverhältnis zu gegen, bei dem der Antriebsdorn mit einem Anlauf-Drehmoment zwischen 10 N.m und 30 N.m verstellbar ist.In most cases, low-voltage DC motors can be used according to the invention, the starting torque of which is between 19.62 mN.n and 29.43 mN.m, it being advantageous to counter the reduction gear with a reduction ratio in which the drive mandrel is adjustable between 10 Nm and 30 Nm with a starting torque.
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.In many cases, it is also advisable according to the invention to design an actuator so that the drive mandrel is connected to the reduction gear via an optional clutch that can be engaged and disengaged.
Eine konstruktiv einfache Bauart für den Stellantrieb wird weiterhin dann erreicht, wenn der Kleinstspannungs-Gleichstrommotor 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.A structurally simple design for the actuator is further achieved if the extra-low voltage DC motor is connected via a reduction gear stage to a multi-stage spur gear, the gear stages of which are located on two mutually parallel axes, one of which also forms the drive mandrel.
Sämtliche Getriebestufen des Vielstufen-Stirnwandgetriebes können dabei untereinander ein übereinstimmendes Übersetzungsverhältis, beispielsweise von 3: 1 aufweisen.All gear stages of the multi-stage front wall gear unit can have a mutually identical gear ratio, for example of 3: 1.
Die ein- und ausrückbare Kupplung kann von einer federbelasteten Schaltkupplung, insbesondere einer im Einrücksinne beeinflußten Klauenkupplung, gebildet werden.The clutch which can be engaged and disengaged can be formed by a spring-loaded clutch, in particular a claw clutch which is influenced in the sense of engagement.
Als vorteilhaft hat sich auch herausgestellt, wenn der Kleinstspannungs-Gleichstrommotor parallelachsig zur Untersetzungs-Vorgelegestufe innerhalb eines Gehäuses liegt, wobei sein Stator lediglich durch eine axiale Steckverbindung drehfest im Gehäuse gehalten ist und seine Antriebswelle, ebenfalls durch eine axiale Steckverbindung, an der Untersetzungs-Vorgelegestufe angreift.It has also proven to be advantageous if the extra-low voltage direct current motor lies parallel to the reduction gear stage within a housing, with its stator only through an axial plug connection is held in the housing in a rotationally fixed manner and its drive shaft engages the reduction gear stage, also by means of an axial plug connection.
Das Antriebsritzel der Untersetzungs-Vorgelegestufe sitzt vorteilhafterweise fest auf der Antriebswelle des Kleinstspannungs-Gleichstrommotors, während ihr Stirnrad im Gehäuse lagert und ständig mit der Eingangsstufe des Vielstufen-Stirnradgetriebes kämmt.The drive pinion of the reduction gear stage advantageously sits firmly on the drive shaft of the extra-low voltage DC motor, while its spur gear is mounted in the housing and constantly meshes with the input stage of the multistage spur gear.
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.For a permanently correct operation of the actuator, it is also important according to the invention that at least the spur gear and the pinion of the final stage of the reduction gear have a tooth width which is a multiple, z. B. three times the tooth width of spur gears and pinions corresponds to all other gear stages.
Praktische Versuche haben ergeben, daß bei einem erfindungsgemäßen Stellantrieb das Gesamt-Untersetzungsverhältnis des Untersetzungsgetriebes zwischen dem Kleinstspannungs-Gleichstrommotor und dem Antriebsdorn in einem Bereich zwischen 8000 : 1 und 15000 : 1 vorzugsweise etwa bei 10000 : 1 liegen sollte, während zugleich der Kleinstspannungs-Gleichstrommotor eine Nenndrehzahl hat, die zwischen 133,333 s⁻¹ und 333,333 s⁻¹ beträgt.Practical tests have shown that in an actuator according to the invention, the overall reduction ratio of the reduction gear between the extra-low voltage DC motor and the drive mandrel should preferably be in the range between 8000: 1 and 15000: 1 around 10000: 1, while at the same time the extra-low voltage DC motor has a nominal speed that is between 133.333 s⁻¹ and 333.333 s⁻¹.
Ein Stellantrieb zeichnet sich nach der Erfindung dadurch aus, daß der Antriebsdorn einer Betätigungsvorrichtung für Treibstangenbeschläge von Fenstern, Türen od. dgl. mit einem Bedienungshandhebel in drehfester Verbindung gehalten ist, über den eine Treibstange in mehrere, nämlich mindestens zwei, verschiedene Schaltstellungen längsschiebbar ist,
wobei der Bedienungshandhebel drehbar in einer auf der Stirnfläche des Flügel- oder Blendrahmenprofils angeordneten Lagerplatte sitzt, sowie in ein Drehantriebsglied, z.B. ein Ritzel, eingreift,
wobei Antriebsdorn und Bedienungshandhebel zumindest zeitweise entkuppelbar mit dem Untersetzungsgetriebe in Verbindung stehen,
wobei das Untersetzungsgetriebe in der gehäuseartig gestalteten Lagerplatte für den Bedienungshebel aufgenommen ist,
wobei der mit dem Untersetzungsgetriebe in Antriebsverbindung stehende Kleinstspannungs-Gleichstrommotor ebenfalls an oder in der Lagerplatte für den Bedienungshandhebel gehalten ist,
und wobei der Drehwinkel des Antriebsdorns und des Bedienungshandhebels relativ zum Gehäuse auf weniger als 360°, insbesondere 180° oder 190° begrenzt ist,
sowie auch die Möglichkeit besteht, mehreren Drehwinkel-Stellungen des Antriebsdorns, insbesondere dessen beiden Endstellungen, elektrische Schaltkontakte für den Stromkreis des Kleinstspannungs-Gleichstrommotors zuzuordnen.An actuator is characterized according to the invention in that the drive mandrel of an actuating device for espagnolette fittings of windows, doors or the like is held in a rotationally fixed connection with an operating hand lever, via which a drive rod can be shifted longitudinally into several, namely at least two, different switching positions,
the operating hand lever rotatably seated in a bearing plate arranged on the end face of the casement or window frame profile, and engages in a rotary drive element, for example a pinion,
wherein the drive mandrel and the operating hand lever are at least temporarily disconnectable from the reduction gear,
wherein the reduction gear is received in the housing-shaped bearing plate for the operating lever,
the low-voltage direct current motor, which is in drive connection with the reduction gear, is also held on or in the bearing plate for the operating hand lever,
and the angle of rotation of the drive mandrel and of the operating hand lever relative to the housing is limited to less than 360 °, in particular 180 ° or 190 °,
and there is also the possibility of assigning several rotary angle positions of the drive mandrel, in particular its two end positions, to electrical switching contacts for the circuit of the extra-low voltage DC motor.
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-Gleichstrommotors angeordnet ist.It has also been found to be expedient if, according to the invention, the electrical switching contacts are in series with a bistable relay which is arranged in the circuit of the low-voltage DC motor for switching the direction of rotation.
Bewährt hat es sich aber auch, sämtliche elektrischen Schaltelemente auf einer Leiterplatte anzuordnen, die nicht nur mit den Anschlußklemmen des Kleinstspannungs-Gleichstrommotors 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.However, it has also proven useful to arrange all the electrical switching elements on a printed circuit board, which can not only be operatively connected to the connecting terminals of the extra-low voltage DC motor and the contact actuating elements of the drive mandrel, but can also be connected to the housing, provided that it is made of metal or a other conductive material.
Ein erfindungsgemäßer Stellantrieb macht es in besonders zweckmäßiger Art und Weise möglich, daß der Kleinstspannungs-Gleichstrommotor durch mehrere in Reihe geschaltete Monozellen und/oder Akkumulatoren speisbar ist, die am oder im Gehäuse untergebracht sind.An actuator according to the invention makes it possible in a particularly expedient manner that the extra-low voltage direct current motor can be fed by several monocells and / or accumulators connected in series, which are accommodated on or in the housing.
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.The batteries can be connected at least temporarily - with the actuator in the rest position - with a mains-powered induction charger or with a photovoltaic element - solar cell - in charge connection.
Schließlich erweist es sich auch noch als vorteilhaft, wenn erfindungsgemäß der Stromkreis für den Kleinstspannungs-Gleichstrommotor durch mindestens einen für Umgebungseinflüsse empfindlichen Sensorschalter schließ- und öffenbar ist. Bei den Sensorschaltern kann es sich dabei um Temperaturfühler, Feuchtigkeitsfühler, Gassonden, Schallempfänger, Bewegungsmelder, und Infrarotempfänger handeln, die jeweils einzeln oder auch in zweckentsprechender Kombination in den Stromkreis für den Kleinspannungs-Gleichstrommotor einschaltbar sind.Finally, it also proves to be advantageous if, according to the invention, the circuit for the low-voltage DC motor has at least a sensor switch that is sensitive to environmental influences can be closed and opened. The sensor switches can be temperature sensors, moisture sensors, gas probes, sound receivers, motion detectors, and infrared receivers, which can be switched on individually or in a suitable combination in the circuit for the low-voltage DC motor.
Anhand der Zeichnung werden nachfolgend Ausführungsbeispiele des Gegenstandes 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 elektrische Steuer-Schaltungsanordnung.
- Fig. 1
- in a schematic side view and partially in longitudinal section an actuator for the operation of windows, doors or the like.
- Fig. 2
- 1 in section along the line II-II,
- Fig. 3
- the actuator in section along the line III-III in Fig. 1,
- Fig. 4
- 1 shows a longitudinal section corresponding to FIG. 1 through the actuator assigned to an actuating device for connecting rod fittings of windows, doors or the like,
- Fig. 5
- a view in the direction of arrow V of FIGS. 4 and
- Fig. 6
- a to an actuator according to FIGS. 1 to 4 assignable electrical control circuitry.
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 abtriebseitig Stellkräfte in einer Größenordnung hervorbringt, die zur zwangsweisen Bewegungssteuerung der Öffnungsflügel von Fenstern, Türen od. dgl. ebenso ausreicht, wie zur Beeinflussung einer Betätigungsvorrichtung für Treibstangenbeschläge, die üblicherweise mit Hilfe eines Bedienungshandhebels in mehrere, nämlich mindestens zwei, verschiedene Schaltstellungen bringbar ist.1 to 3 of the drawing, the basic structure of an actuator 1 for the actuation of windows, doors or the like is shown, which is characterized by relatively small structural dimensions and nevertheless produces actuating forces on the output side in an order of magnitude that for the compulsory movement control of the Opening sashes of windows, doors or the like is sufficient, as for influencing an actuating device for espagnolette fittings, which can usually be brought into several, namely at least two, different switching positions with the aid of an operating hand lever.
Der Stellantrieb 1 soll dabei hauptsächlich genutzt werden, um eine ferngesteuerte Bewegung der Öffnungsflügel von Fenstern, Türen od. dgl. und/ oder die ferngesteuerte Umstellung der Betätigungsvorrichtungen für Treibstangenbeschläge mit relativ geringem technischem Aufwand zu ermöglichen.The actuator 1 is to be used primarily to enable remote-controlled movement of the opening sash of windows, doors or the like and / or the remote-controlled changeover of the actuating devices for connecting rod fittings with relatively little technical effort.
Der Stellantrieb 1 arbeitet mit einem Kleinstspannungs-Gleichstrommotor 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-Gleichstrommotor 2 als hochtouriger Gleichstrommotor ausgelegt, dessen Nenndrehzahl z.B. zwischen 83,333 s⁻¹ und 333,333 s⁻¹. liegen kann, während er ein Anlauf-Drehmoment zwischen 4,905 mN.m und 147,150 mN.m haben sollte.The actuator 1 works with a low-voltage DC motor 2, which is designed for a nominal working voltage, the lower limit of which is approximately 6 volts, but should not exceed 24 volts. The extra-low voltage DC motor 2 is designed as a high-speed DC motor, the nominal speed of which is e.g. between 83.333 s⁻¹ and 333.333 s⁻¹. while it should have a starting torque between 4.905 mN.m and 147.150 mN.m.
Für einen solchen Kleinstspannungs-Gleichstrommotor 2 kommen dabei Einbauabmessungen in Betracht, bei denen die Länge zwischen 45mm und 90mm betragen kann, während der Durchmesser zweckmäßigerweise zwischen 25mm und 45mm liegen sollte.Installation dimensions in which the length can be between 45 mm and 90 mm can be considered for such a low-voltage direct current motor 2, while the diameter should expediently be between 25 mm and 45 mm.
Praktisch erprobt in Verbindung mit einem Stellantrieb 1 wurde beispielsweise ein Kleinstspannungs-Gleichstrommotor 2 für eine nominale Betriebsspannung von 6 Volt und mit einer Nenndrehzahl von 163,333 s⁻¹. der ein Anlauf- Drehmoment 26,487 mN.m aufweist.A low-voltage direct current motor 2 for a nominal operating voltage of 6 volts and with a nominal speed of 163.333 s⁻¹, for example, was tested in practice in connection with an actuator 1. which has a starting torque of 26.487 mN.m.
Dabei liegt die Einbaulänge für diesen Kleinstspannungs-Gleichstrommotor 2 bei etwa 50 mm, während er einen Einbaudurchmesser von etwa 28 mm hat.The installation length for this extra-low voltage DC motor 2 is approximately 50 mm, while it has an installation diameter of approximately 28 mm.
Die Antriebswelle 3 des Kleinstspannungs-Gleichstrommotors 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.The
Das Stirnrad 6 der Untersetzungs-Vorgelegestufe 5 ist ständig innerhalb eines Getriebegehäuses 8, und zwar an dessen Gehäusewand 7 gelagert, während der Kleinstspannungs-Gleichstrommotor 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 Antriebsverbindung bringbar ist.The
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.It has proven useful if a reduction ratio is selected between the
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.In addition to the
Es hat sich in baulicher Hinsicht als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn sämtliche Getriebestufen des Vielstufen-Stirnradgetriebes 9 untereinander ein übereinstimmendes Untersetzungsverhältnis, beispielsweise ebenfalls 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 UntersetzungsGetriebestufen 12/13 zueinander relativ drehbar angeordnet sind und wechselseitig miteinander in Dauereingriff stehen.From a structural point of view, it has been found to be particularly advantageous if all the gear stages of the
Mit Ausnahme der Stirnräder 12a und 13a der Ausgangs-Untersetzungsstufe 12a/13a haben die Stirnräder 12 und 13 aller übrigen Untersetzungs-Getriebestufen 12/13 übereinstimende Abmessungen hinsichtlich ihres Durchmessers und ihrer Verzahnung, insbesondere ihrer Zahnbreite.With the exception of the spur gears 12a and 13a of the output reduction stage 12a / 13a, the spur gears 12 and 13 of all the other reduction gear stages 12/13 have identical dimensions with regard to their diameter and their toothing, in particular their tooth width.
Die Ausgangs- bzw. Endstufe 12a/13a des Vielstufen-Untersetzungsgetriebes 9 benutzt hingegen Stirnräder 12a und 13a, 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.The output or output stage 12a / 13a of the
Die Ausbildung der Verzahnungen an den Stirnrädern 12a und 13a der End- bzw. Ausgangsstufe 12a/13a kann ebenfalls von derjenigen der übrigen Untersetzungs-Getriebestufen 12/13 abweichen. Das Untersetzungsverhältnis der End- bzw. Ausgangs-Getriebestufe 12a/13a sollte jedoch demjenigen aller vorhergehenden Untersetzungs-Getriebestufen 12/13 gleich sein, also beispielsweise auch 3 : 1 betragen.The formation of the toothing on the spur gears 12a and 13a of the final or output stage 12a / 13a can also differ from that of the other reduction gear stages 12/13. The reduction ratio of the final or output gear stage 12a / 13a should, however, be the same as that of all the previous reduction gear stages 12/13, that is to say, for example, 3: 1.
Das im Durchmesser große Stirnrad 12a der End- bzw. Ausgangs-Getriebestufe 12a/13a 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.The large diameter spur gear 12a of the final or output gear stage 12a / 13a can be coupled on the
Das Gesamt-Untersetzungsverhältnis zwischen der Antriebswelle 3 des Kleinstspannungs-Gleichstrommotors 2 und dem Antriebsdorn 14 des Stellantriebs 1 über die Untersetzungs-Vorgelegestufe 5 und das Vielstufen-Untersetzungsgetriebe 9 ist so gewählt, daß am Antriebsdorn 14 ein Anlauf-Drehmoment ansteht, das zwischen 5 N.m und 50 N.m gelegen ist.The total reduction ratio between the
Der Stellantrieb 1 nach den Fig. 1 bis 3 der Zeichnung läßt sich beispielsweise so auslegen, daß unter Benutzung eines Kleinstspannungs-Gleichstrommotors 2 mit den Leistungsdaten der vorstehend angegebenen, praktisch erprobten Motortype am Antriebsdorn 14 ein Anlauf-Drehmoment verfügbar ist, das in einem Bereich zwischen und 10 N.m und 30 N.m liegt.The actuator 1 according to FIGS. 1 to 3 of the drawing can be designed, for example, so that a starting torque is available on the
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.Such a design is sufficient in most cases not only to permanently ensure a positively controlled movement of the opening sash of windows, doors or the like, but also to switch the actuating device for connecting rod fittings for windows, doors or the like.
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.In this case, for a starting torque of 30 N.m on the
Es ergäbe sich dabei an Antriebsdorn 14 im ersteren Falle eine Drehzahl von 0,0148333 s⁻¹ während im zweiten Falle eine Drehzahl von 0,0445 s⁻¹ zu erreichen wäre.There would be a speed of 0.0148333 s⁻¹ on
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.Such drive speeds are sufficient for the actuation of windows, doors or the like, for example for generating the tilting, folding and rotating movement of opening sashes, in most cases. The opening angle for tilting and folding sashes of windows is usually less than 90 °, while the opening angle for rotating sashes of windows, doors or the like generally does not significantly exceed 90 °.
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.Such speeds of the
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 0,333 s⁻¹. liegen können. Bei einem Faktor 500 für das Gesamt-Übersetzungsverhältnis von Untersetzungs-Vorgelegestufe 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 Schiebebewegung des Flügels zu bewirken.For the opening movement of sliding sashes or the like on windows, doors or the like. Larger drive speeds of the
Für den gesamten Stellantrieb 1, also den Kleinstspannungs-Gleichstrommotor 2, die Untersetzungs-Vorgelegestufe 5 und das Vielstufen-Untersetzungsgetriebe 9 wird lediglich ein Einbauraum benötigt, dessen Länge etwa 100 mm, dessen Höhe etwa 50mm und dessen Breite etwa 40mm beträgt. Dabei kann innerhalb des Getriebegehäuses 8 auch noch eine Schaltkupplung 15 aufgenommen werden, mit der es möglich ist, den Antriebsdorn 14 wahlweise mit der End- bzw. Ausgangsstufe 12a/13a des Vielstufen-Untersetzungsgetriebes 9 in und außer Drehantriebsverbindung zu setzen. Diese Schaltkupplung 15 wird dabei vorzugsweise als durch eine Feder 16 belastete Klauenkupplung ausgelegt, deren Klauenträger 17 drehfest auf dem Antriebsdorn 14 sitzt und mit den am Stirnrad 12a der End- bzw. Ausgangsstufe 12a/ 13a vorgesehenen Mitnehmereingriffen 18 in und außer Kupplungsverbindung stellbar ist.For the entire actuator 1, i.e. the extra-low voltage DC motor 2, the
Während beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 die Feder 16 den Klauenträger 17 der Schaltkupplung 15 im Einrücksinne beaufschlagt, ist es selbstverständlich 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.1, the
Wesentlich für den Stellantrieb 1 ist, daß sein Kleinstspannungs-Gleichstrommotor 2 durch die vorgesehene Steckverbindung leicht austauschbar im Getriebegehäuse S sitzt, so daß er jederzeit - auch Iür einen Laien - zum Zwecke eines Austauschs leicht zugänglich ist und gehandhabt werden kann. Da geeignete Kleinstspannungs-Gleichstrommotoren 2 kostengünstig zur Verfügung stehen, kann jede auf einem Ausfall des Kleinstspannungs-Gleichstrommotors 2 basierende Betriebsstörung des Stellantriebs 1 im Bedarfsfalle leicht wieder behoben werden.It is essential for the actuator 1 that its low-voltage direct current motor 2 is easily replaceable in the transmission housing S by the provided plug connection, so that it is easily accessible and can be handled at any time - even for a layperson - for the purpose of an exchange. Since suitable extra-low voltage direct current motors 2 are available at low cost, any malfunction of the actuator 1 based on a failure of the extra-low voltage direct current motor 2 can be easily remedied if necessary.
Wegen des relativ geringen benötigten Einbauraums läßt sich der Stellantrieb 1 problemlos sowohl unmittelbar am Flügel, aber auch am feststehenden Rahmen eines Fensters, einer Tür od. dgl. so montieren, daß sein Antriebsdorn 14 unmittelbar mit dem jeweils zu betätigenden Funktionsteil in Wirkverbindung 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-Schiebeflügels, zugeordnet werden, um im Zusammenwirken mit der ortsfesten Laufschiene, beispielsweise über ein Reibrad, den Verschiebevorgang für den Flügel zu bewirken.Because of the relatively small installation space required, the actuator 1 can be fitted both directly on the wing and also on the stationary one without any problems Mount the frame of a window, a door or the like in such a way that its
Eine besonders bevorzugte Bauform für einen Stellantrieb 1 ist den Fig. 4 bis 6 der Zeichnung zu entnehmen.A particularly preferred design for an actuator 1 is shown in FIGS. 4 to 6 of the drawing.
In diesem Falle ist nämlich der Stellantrieb 1 - im wesentlichen unter Beibehaltung seiner aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlichen Bauart - in eine Betätigungsvorrichtung 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.In this case, namely, the actuator 1 is integrated into an
Der dem Stellantrieb 1 und dem Bedienungshandhebel 20 gemeinsame Antriebsdorn 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 Blendrahmen 25 des Fensters bzw. der Tür untergebracht, auf dessen Stirnfläche in der bereits erwähnten Art und Weise die Lagerplatte 21 der Betätigungsvorrichtung 19 montiert ist.The
Die Lagerplatte 21 der Betätigungsvorrichtung 19 ist nach Art eines Gehäuses ausgeführt, in welchem wiederum der Stellantrieb 1 mit Hilfe seines Getriebegehäuses 8 vollständig aufgenommen werden kann.The bearing
Der Bedienungshandhebel 20 ist zusammen mit der Verlängerungswelle 22 und dem Antriebsdorn 14 relativ zur Lagerplatte 21 und dem darin untergebrachten Stellantrieb 1 begrenzt axialverschieblich angeordnet. Hierdurch ist es daher möglich, den Antriebsdorn 14 über die mit ihm sowie dem Vielstufen-Untersetzungsgetriebe 9 zusammenwirkende Schaltkupplung 15 wahlweise in und außer Drehantriebsverbindung zu bringen.The operating
Auch bei der Betätigungsvorrichtung 19 nach Fig. 4 ist die Feder 16 der Schaltkupplung 15 so vorgesehen, daß die Schaltkupplung 15 unter der Wirkung der Rückstellkraft der Feder 16 ihre Einrückstellung einnimmt.4, the
Durch Axialverschiebung des Bedienungshandhebels 20 in Richtung gegen die Lagerplatte 21 läßt sich die Schaltkupplung 15 entgegen der Rückstellkraft 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.By axial displacement of the operating
Selbstverständlich wäre es auch möglich, die Schaltkupplung 15 zwischen dem Antriebsdorn 14 und dem Vielstufen-Untersetzungsgetriebe 9 so anzuordnen, 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 Lagerplatte 21 weg außer Kupplungseingriff gelangt.Of course, it would also be possible to arrange the clutch 15 between the
Wie bereits weiter oben erwähnt wurde, läßt sich der Bedienungshandhebel 20 der Betätigungsvorrichtung 19 in mindestens zwei verschiedene Schaltstellungen bringen, die einen Winkelabstand voneinander haben, der weniger als 360° beträgt, nämlich höchstens bei 180° liegt, aber auch 90° entsprechen kann.As already mentioned above, the operating
Die Drehwinkelbegrenzung für den Bedienungshandhebel 20 und damit auch für den Antriebsdorn 14 wird dabei in der Regel mechanisch, entweder durch Anschläge unmittelbar zwischen dem Bedienungshandhebel 20 und der Lagerplatte 21 oder aber mittelbar über das mit dem Antriebsdorn 14 in Verbindung stehende Drehantriebsglied - Ritzel 23 - innerhalb des Gehäuses 24 des Treibstangenbeschlages bewirkt.The angle of rotation limitation for the operating
Auf diese Drehwinkelbegrenzung des Bedienungshandhebels 20 bzw. des Antriebsdorns 14 muß natürlich auch der Stellantrieb 1 ansprechen, d.h., dessen Kleinstspannungs-Gleichstrommotor 2 muß jeweils abgeschaltet werden, sobald er den Antriebsdorn 14 in eine der mechanisch begrenzten Schaltstellungen bewegt hat.Actuator 1 must of course also respond to this rotation angle limitation of operating
Zu diesem Zweck ist es möglich, in den durch einen Hauptschalter aktivierbaren Speise-Stromkreis für den Kleinstspannungs-Gleichstrommotor 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 Kleinstspannungs-Gleichstrommotors sprunghaft ansteigt.For this purpose, it is possible to place a bistable overcurrent relay in the supply circuit for the extra-low voltage DC motor 2 which can be activated by a main switch and which opens the closed relay contact completely automatically whenever the angle of rotation of the
Erst nach nochmaliger Betätigung des Hauptschalters für den Speise-Stromkreis wird dann der Kleinstspannungs-Gleichstrommotor 2 über den jetzt in Schließlage 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.Only after the main switch for the supply circuit has been actuated again is the low-voltage DC motor 2 connected to voltage again via the second relay contact, which is now in the closed position, and switched on in the opposite direction of rotation, so that the actuator 1 drives the
Anstelle eines bistabilen Überstrom-Relais kann aber in den Speise-Stromkreis für den Kleinstspannungs-Gleichstrommotor 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.Instead of a bistable overcurrent relay, a normal,
Mit den beiden Schaltkontakten 27 und 28 wirkt abwechselnd eine Kontaktfeder 29 zusammen, welche exakt die Winkel-Drehbewegung des Antriebsdorns 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.With the two switching
Das jeweils so, daß der Kleinstspannungs-Gleichstrommotor 2 von dem Speisestromkreis für die gerade wirksame Drehrichtung abgetrennt, zugleich aber der Speise-Stromkreis für die hierzu entgegengesetzte Drehrichtung vorbereitet wird.That in such a way that the extra-low voltage direct current motor 2 is separated from the supply circuit for the currently effective direction of rotation, but at the same time the supply circuit is prepared for the opposite direction of rotation.
Der Kleinstspannungs-Gleichstrommotor 2 kann jedoch in der entgegengesetzten Drehrichtung erst anlaufen, nachdem durch erneute Betätigung des Hauptschalters 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 Schaltkontakt 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 Kleinstspannungs-Gleichstrommotor 2 stillgesetzt, während andererseits aber zugleich die Vorkehrungen für das Anlaufen mit entgegengesetzter Drehrichtung getroffen werden.However, the low-voltage DC motor 2 can only start in the opposite direction of rotation after the prepared supply circuit is activated by actuating the
Sämtliche elektrischen Schaltelemente der in Fig. 6 gezeigten Schaltungsanordnung 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.All the electrical switching elements of the circuit arrangement shown in FIG. 6 are expediently provided on a printed
Diese Leiterplatte 37 läßt sich dabei entweder fest mit den Anschlußklemmen des Kleinstspannungs-Gleichstrommotors 2 verbinden, so daß mit einem Austausch des Kleinstspannungs-Elektromotors 2 zugleich auch ein Austausch sämtlicher elektrischen Schaltelemente stattfindet.This
Es kann aber auch eine lösbare Steckverbindung der Leiterplatte 37 mit den Anschlußklemmen des Kleinstspannungs-Gleichstrommotors 2 zum Einsatz gelangen. Es ist dann einerseits möglich, den Kleinstspannungs-Gleichstrommotor 2 unabhängig von der Leiterplatte auszutauschen oder aber andererseits auch die Leiterplatte 37 unabhängig vom Kleinstspannungs-Gleichstrommotor 2 zu wechseln.However, a detachable plug connection of the printed
Da die mit den Schaltkontakten 27 und 28 nach Art von Endschaltern zusammenwirkende 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.Since the
Der Kleinstspannungs-Gleichstrommotor 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.In the simplest case, the extra-low voltage DC motor 2 of the actuator 1 can be fed by several, for example four,
Anstelle dieser Monozellen 38 oder auch parallel dazu können zur Speisung des Kleinstspannungs-Gleichstrommotors 2 aber auch geeignete Akkumulatoren zum Einsatz gelangen. In diesem Falle können dann die Akkumulatoren zumindest zeitweilig - in Ruhestellung des Stellantriebs 1 - mit einem netzgespeisten Induktions-Ladegerät in Wirkverbindung gebracht werden, um den optimalen Ladezustand zu erhalten bzw. wieder herzustellen.Instead of these
Wenn der Stellantrieb 1 mit den zugehörigen Akkumulatoren zur Speisung seines Kleinstspannungs-Gleichstrommotors 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 Wirkverbindung mit den Akkumulatoren zumindest in der Verschlußstellung des Öffnungsflügels eingeht.If the actuator 1 with the associated accumulators for supplying its low-voltage DC motor 2 sits, for example, on the opening sash of a window or a door, the mains-powered induction charger can be located on the associated frame, in such a way that it is at least in operative connection with the accumulators Locking position of the opening wing is received.
Der Hauptschalter 36 für den Speisestromkreis des Kleinstspannungs-Gleichstrommotors 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 Umgebungseinflüsse empfindlich sind, können parallel, ggf. aber auch in Reihe, zueinander mit dem Speisestromkreis für den Kleinstspannungs-Gleichstrommotor 2 zusammenwirken, wenn es darauf ankommt, den Stellantrieb 1 auf das Anstehen unterschiedlicher Umgebungseinflüsse ansprechen zu lassen.The
Bei den Sensorschaltern kann es sich dabei um Temperaturfühler, Feuchtigkeitsfühler, Gassonden, Schallempfänger oder auch Bewegungsmelder handeln.The sensor switches can be temperature sensors, humidity sensors, gas probes, sound receivers or motion detectors.
Ist als Sensorschalter beispielsweise ein Infrarotempfänger vorgesehen, dann kann mit Hilfe eines Infrarot-Sendegerätes auch eine drahtlose Fernsteuerung des Stellantriebs 1 bewirkt werden.If, for example, an infrared receiver is provided as the sensor switch, then wireless remote control of the actuator 1 can also be effected with the aid of an infrared transmitter.
Abschließend sei lediglich noch erwähnt, daß der Kleinstspannungs-Gleichstrommotor 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 gesorgt werden.Finally, it should only be mentioned that the extra-low voltage DC motor 2 can of course also be fed from the local network, if necessary, with the interposition of a transformer. It is then only necessary to ensure that there is a permanent connection to the local network.
Claims (10)
- A drive unit (1) for operating windows or doors or the like, more particularly for moving the opening members thereof, the unit being connected or connectable by way of a rotatable output spindle (14) to a final control element (23) acting at least on the opening member, an electric motor (2) being connected to the output spindle (14) by way of reduction gearing (5, 9) providing a high reduction ratio, the electric motor (2) being in the form of a high-speed extra-low-voltage DC motor,
characterised in that
the motor (2) covers a speed range between 83.333 s⁻¹ and 333.333 s⁻¹ [= 5 000 rpm to 20 000 rpm],
the motor (2) has a starting torque between 4.905 mN.m and 147.150 mN.m [= 50 g/cm to 1 500 g/cm],
the reduction gearing is in the form of a multistage spur gearing assembly having a reduction ratio between 400 : 1 and 20 000 : 1, and
the output spindle has a starting torque between 5 N.m and 50 N.m [5 N/m and 50 N/m]. - A unit according to claim 1,
characterised in that
the motor (2) has a starting torque between 19.62 mN.m and 29.43 mN.m [200 g/cm and 300 g/cm] and the output spindle (14) has a starting torque adjustable between 10 N.m and 30 N.m [10 N/m and 30 N/m]. - A unit according to claim 1 or 2,
characterised in that
the output spindle (14) is connected to the reduction gearing (5, 9) by way of a selectively engageable clutch (15). - A unit according to any of claims 1 - 3,
characterised in that
the motor (2) is connected by way of an intermediate reduction stage (5) to the multistage spur gear assembly (9),
and all the stages (12, 13, 12a, 13a) of the multistage assembly (9) are disposed on two parallel shafts (10, 11), one of which serves as the output spindle (14), preferably all the stages (12, 13, 12a, 13a) having the same reduction ratio, e.g. 3 : 1, as one another and, conveniently, the end stage (12a, 13a) being connected to the output spindle (14) by way of a spring-loaded (16) clutch (15), more particularly an engagement-biased dog clutch (17, 18). - A unit according to any of claims 1 - 4,
characterised in that
the motor (2) and its intermediate reduction stage (5) are arranged in a casing (8) with their axes parallel to the axis of the initial stage (12, 13) of the multistage assembly (9),
its stator being retained in the casing (8) for co-rotation (3) therewith by an axial push connection, the motor shaft (3) also being connectable by an axial push connection to the intermediate reduction stage (5), the drive pinion (4) of the intermediate reduction stage (5) advantageously being rigidly secured to the motor shaft (3) and movable into and out of engagement by the push connection with the spur gear (6) of the intermediate reduction gearing (5), such spur gear being mounted in the casing (8). - A unit according to any of claims 1 to 5,
characterised in that
the pinion (13a) and the spur gear (12a) of the final stage (12a, 13a) of the reduction gearing assembly (9) have a tooth width which is a multiple of, e.g. triple, the tooth width of the pinions (13) and spur gears (12) of all the other stages (12, 13). - A unit according to any of the previous claims 1 - 6,
characterised in that
the output spindle (22, 14) is connected co-rotatably to an actuator (19) for positioning bars of windows or doors or the like, the actuator (19) having an operating handle (20) by way of which a positioning bar is movable lengthwise into a number of, viz. at least two, different operative positions,
the handle being rotatably disposed in a bearing plate (21) disposed on the end face of the frame (25) of the opening member or fixed frame and engaging a final control element (23), e.g. a pinion,
the output spindle (22, 14) and operating handle (20) being so connected to the reduction gearing (5, 9) as to be at least temporarily disengageable (15 - 18),
the reduction gearing (5, 9) being received in the casing-like bearing plate (21) for the operating handle (20),
the motor (2) which is in driving engagement with the reduction gearing (5, 9) also being retained on or in the bearing plate (21),
and the angle of rotation of the output spindle (22, 14) and handle (20) relatively to the casing (8, 21) being limited to less than 360°, more particularly 180° or 190°,
it being possible for electrical switching contacts (27, 28) for the motor circuit to be associated with a number of angular positions of the output spindle (22, 14), more particularly the two end positions thereof. - A unit according to claim 7,
characterised in that
the switching contacts (27, 28) are in series with a bistable relay (26) disposed in the circuit of the motor (2) for reversing its direction of rotation and preferably all the electrical circuit elements (26-28, 32-35) are disposed on a printed circuit board (37) which can be operatively connected not only to the motor terminals and to the contact-operating elements (29) of the output spindle (22, 14) but also to the casing (8). - A unit according to any of claims 1 - 8,
characterised in that
the motor (2) can be energised by a number of serially connected single cells (38) and/or accumulators disposed on or in the casing (21),
the accumulators advantageously being either connectable at least intermittently - when the unit is inoperative - to a mains-energised inductive charger or being in permanent charging connection with a photovoltaic element (solar cell). - A unit according to any of claims 1 to 9,
characterised in that
the circuit for the motor (2) is adapted to be closed and opened by at least one sensor switch (36) sensitive to environmental influences.
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