EP3325751A1

EP3325751A1 - Antrieb für einen drehbaren flügel

Info

Publication number: EP3325751A1
Application number: EP16750109.7A
Authority: EP
Inventors: Stefan SCHIMON
Original assignee: Gotthard 3 Mechatronic Solutions AG
Current assignee: Gotthard 3 Mechatronic Solutions AG
Priority date: 2015-07-23
Filing date: 2016-07-20
Publication date: 2018-05-30
Also published as: JP2018523038A; KR20180036990A; AU2016295092A1; US20180209201A1; SG11201800083PA; CN107849890A; WO2017013151A1; HK1251275A1; CA2991660A1

Abstract

Der Antrieb für einen drehbaren Flügel umfasst einen Elektromotor (1), ein Getriebe (5), eine Abtriebswelle (3), welche über das Getriebe an den Elektromotor gekoppelt ist und an den Flügel koppelbar ist, um diesen mittels des Elektromotors zwischen einer Schliessstellung und einer Offenstellung hin und her zu bewegen, und eine Krafteinrichtung (10-13) zum Beaufschlagen der Abtriebswelle mit einer Kraft. Der Antrieb ist kompakt auslegbar, indem die Kraft an der Abtriebswelle ein Drehmoment erzeugt, welches einen Schwellenwert aufweist, der im stromlosen Zustand des Elektromotors zu überwinden ist, um den Flügel aus der Schliessstellung in die Offenstellung zu bewegen, und welches in der Offenstellung des Flügels verschwindet, und/oder indem die Krafteinrichtung eine Feder (13) aufweist, die quer zur Achse (1d) der Antriebswelle des Elektromotors und quer zur Achse der Abtriebswelle angeordnet ist.

Description

Antrieb für einen drehbaren Flüge!

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für einen drehbaren Flügel mit einem Elektromotor, der über ein Getriebe an eine Abtriebswelle gekoppelt ist, die an den Flügel koppelbar ist.

Derartige Antriebe werden verwendet, um z.B. einen Flügel in Form einer Türe oder eines Fensters automatisch zwischen einer Schliess- und einer Offenstellung zu bewegen, vgl. beispielsweise die DE 10 2006 002 751 A1 . WO 2013/160087 A2, DE 10 2007 002 650 A1 und DE 103 36 075 B4. Die in diesen Dokumenten beschriebenen

Antriebe weisen einen Energiespeicher auf, der bei einem Stromausfali bewirkt, dass ein sich in der Offenstellung befindender Flügel in die Schliessstellung bewegt wird. Das Vorsehen eines derartigen Energiespeichers macht den Antrieb recht voluminös. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Antrieb für einen drehbaren Flügel anzugeben, der kompakter ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit dem Gegenstand des Patentanspruchs 1 oder 2. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte Ausführungsformen des Antriebs.

Beim Antrieb gemäss Anspruch 1 ist eine Krafteinrichtung vorgesehen, mittels welcher im stromlosen Zustand des Elektromotors ein geschlossener Flügel in der

Schliessstellung gehalten wird. Die Krafteinrichtung übernimmt somit eine

Zuhaltefunktion. In der Offenstellung des Flügels hingegen hat die Krafteinrichtung keine Wirkung, dies im Unterschied zu den bekannten Antrieben, bei welchen im stromlosen Zustand ein offen stehender Flügel in die Schliessstellung bewegt wird. Der Antrieb gemäss Anspruch 1 ist dadurch kompakter auslegbar.

Ein kompakte Ausgestaltung des Antriebs ist auch dadurch erreich bar, indem gemäss Anspruch 2 die Krafteinrichtung eine Feder aufweist, die quer zur Achse der

Antriebswelle des Elektromotors und quer zur Achse der Abtriebswelle angeordnet ist.

Weitere spezifische Konstruktionsmerkmale und deren Vorteile sind aus folgender Beschreibung und Zeichnungen von Ausführungsbeispielen ersichtlich, in welchen

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Antriebs in einer perspektivischen Ansicht, den Antrieb aus Fig. 1 in einer um 180 Grad gedrehten Ansicht, Fig. 3 den Antrieb aus Fig. 2 ohne Gehäusedeckel in einer Draufsicht, Fig. 4 den Antrieb aus Fig. 1 ohne Gehäuse in einer Seitenansicht,

Fig. 5 eine Draufsicht der Krafteinrichtung des Antriebs aus Fig. 1 ,

Fig. 6 ein Beispiel einer Kurvenscheibe für die Krafteinrichtung aus Fig. 5, Fig. 7 eine schematische Draufsicht eines drehbaren Flügels mit einem daran angekoppelten Antrieb gemäss Fig. 1 ,

Fig. 8 ein weiteres Beispiel einer Kurvenscheibe für die Krafteinrichtung aus Fig. 5, Fig. 9 das durch die Krafteinrichtung gemäss Fig. 5 erzeugbare Drehmoment, welche die Kurvenscheibe gemäss Fig. 6 umfasst,

Fig. 10 das durch die Krafteinrichtung gemäss Fig. 5 erzeugbare Drehmoment, welche die Kurvenscheibe gemäss Fig. 8 umfasst, und

Fig. 1 1 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Antriebs in einer perspektivischen Ansicht darstellen. Der in Fig. 1 und 2 gezeigte Antrieb weist einen Elektromotor 1 auf, der seitlich zu einem Gehäuse 2 angeordnet ist, in welchem u.a. die beweglichen Teile aufgenommen sind und aus welchem die Abtrieswelle 3 ragt.

Das Gehäuse 2 umfasst ein erstes Gehäuseteil 2e aus einem Gehäuseboden und einer Gehäusewand, die davon absteht und vorzugsweise einteilig angeformt ist, und ein zweites Gehäuseteil 2f, welches als Gehäusedeckel dient und am ersten Gehäuseteil 2e befestigt ist, z.B. durch Verschrauben. Das Gehäuse 2 ist mit Befestigungsmitteln 2a versehen, um den Antrieb z.B. an einer Zarge, einem Rahmen, einem Sturz oder dergleichen indirekt z.B. mittels einer Platte oder direkt befestigen zu können. Als Befestigungsmittel dienen hier Fortsätze 2a, die an der einen Seite des Gehäuses 2 angeordnet sind und die jeweils eine Durchgangsöffnung 2b für eine Schraube aufweisen. Vorzugsweise ist der jeweilige Fortsatz 2a einteilig mit dem Gehäuseteil 2e oder 2f ausgebildet. Das Gehäuse 2 weist ein Fenster 2c auf, welches als Zugang dient, um ein Kabel für einen Schalter 15 (vgl. Fig. 3) anschliessen zu können. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 2 mit einem weiteren Fenster 2d versehen, um einer beweglichen Komponente, hier einem Schwenkhebel 12, Platz für die Bewegung zu schaffen und dadurch eine möglichst kompakte Ausgestaltung des Antriebs zu ermöglichen. Je nach Auslegung des Gehäuses 2 kann das Fenster 2d auch

weggelassen sein.

Die Abtrieswelle 3 ist an den zu bewegenden Flügel koppelbar. Diese Kopplung erfolgt indirekt beispielsweise mittels eines Gestängemechanismus (z.B. Gleitgestänge, Kniehebel- und Scherengestänge, etc.) oder auch direkt. Der Flügel kann z.B. eine Türe, insbesondere Zimmer- oder Balkontüre, ein Fenster oder ein anderes drehbar gelagertes, flächiges Teil sein. Er ist zwischen einer Schliessstellung, in welcher ein Durchgang durch den Flügel verschlossen ist, und einer Offenstellung, in welcher der Flügel maximal gedreht ist, hin und her bewegbar. Der Flügel kann links öffnend, rechts öffnend oder als Pendelflügel ausgebildet sein. Im letzteren Fall ist als Offenstellung eine Stellung zu verstehen, bei welcher der Pendelflügel im Uhrzeigersinn oder

Gegenuhrzeigersinn maximal gedreht ist.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Antrieb so ausgebildet, dass die

Abtriebswelle 3 beidseitig aus dem Gehäuse 2 ragt und somit das jeweilige Ende der Abtriebswelle 3 an einen Flügel koppelbar ist. Dadurch kann mit ein- und demselben Antrieb wahlweise ein links- oder rechts öffnender Flügel bewegt werden. Beispielsweise wird der Antrieb in der Ausrichtung wie in Fig. 1 gezeigt montiert oder dann um 180 Grad gedreht, so wie in Fig. 2 gezeigt. Für die Montage wird die Orientierung des Antriebs so gewählt, dass dasjenige Ende der Abtriebswelle 3 an den Flügel koppelbar ist, welches im Betrieb die gewünschte Drehrichtung aufweist. Das Ende der Abtriebswelle 3 ist mit einem Vielkant versehen, in welchen ein Kopplungsteil 3a greift. Dieses weist hier einen Ring mit einer Flachverzahnung auf, die eine Feinjustierung in der Kopplung zum Flügel erlaubt, um so einfacher Anfangs- und Endstellung der Abtriebswelie präzise in

Übereinstimmung mit der gewünschten Anfangs- und Endstellung des Flügels bringen zu können.

Am Gehäuse 2 ist ein Winkelgeber 4 angebracht, welcher zur Positionserfassung des angekoppelten Flügels dient. Der Winkelgeber 4 ist z.B. als Hall-Sensor ausgebildet und umfasst einen Magneten, der an das drehende Teil gekoppelt ist und dessen Feld von einem stehenden Element erfasst wird. Es sind jedoch auch Sensoren als Winkelgeber 4 einsetzbar, welche nicht kontaktlos arbeiten, z.B. solche mit einem drehbaren Schleifer, der eine Widerstandsbahn kontaktiert. Wie Fig. 3 zeigt, weist der Elektromotor 1 ein Motorengehäuse 1 a auf, aus welcher die Antriebswelle 1 b herausragt. Diese endet im Gehäuse 2 und ist mit einer Schnecke 1 c versehen, welche über ein Getriebe 5 mit der Abtriebswelle 3 in Wirkverbindung steht.

Das Getriebe 5, von welchem in Fig. 3 lediglich die Wirkkreise der einzelnen

Getriebeteile 5a-5e gestrichelt angedeutet sind, ist als mehrstufiges Reduktionsgetriebe ausgelegt. Im vorliegenden Beispiel weist das Getriebe 5 folgende Komponenten auf:

- ein drehbar gelagertes Schneckenrad 5a, welches in Eingriff mit der Schnecke 1 c steht,

- ein Ritzel 5b, welches auf der gleichen Drehachse wie das Schneckenrad 5a

angeordnet ist und in Eingriff steht mit einem Zahnrad 5c,

- ein weiteres Ritzel 5d, welches auf der gleichen Drehachse wie das Zahnrad 5c angeordnet ist und in Eingriff steht mit einem Zahnrad 5e.

Das Zahnrad 5e ist drehfest mit der Abtriebswelle 3 verbunden. Das Gehäuse 2 weist geeignete (in Fig. 3 nicht dargestellte) Lager auf, um das Getriebeglied 5a und 5b sowie das Getriebeglied 5c und 5d drehbar zu lagern. Je nach Auslegung ist natürlich auch eine andere Ausgestaltung des Getriebes 5 möglich, um die Bewegung der Antriebswelle 1 b in eine gewünschte Bewegung der Abtriebswelle 3 umzusetzen.

Der Antrieb ist weiter mit einer Krafteinrichtung 10-13 versehen, welche auf die

Abtriebswelle 3 wirkt. Die Krafteinrichtung, welche auch in Fig. 5 dargestellt ist, umfasst hier folgende Komponenten:

- eine Kurvenscheibe 10, welche drehfest mit der Abtriebswelle 3 verbunden ist und von dieser durchdrungen ist,

- eine Druckrolle 1 1 , welche entlang der Stirnseite der Kurvenscheibe 10 abrollbar ist, - einen Schwenkhebel 12, an welchem die Druckrolle 1 1 drehbar aufgenommen ist, und

- eine Feder 13, welche mit dem Schwenkhebel 12 zusammenwirkt.

Der Schwenkhebel 12 weist an dem einen Ende 12a eine Lagerstelle auf, um welche er schwenkbar ist und welche hier benachbart zur Antriebswelle 1 b angeordnet ist. Die Achse 12f, um welche der Schwenkhebel 12 schwenkbar ist, ist parallel zur Achse 3b der Abtriebswelle 3 angeordnet (vgl. Fig. 4). Zur Bildung der Lagerstelle umfasst das Ende 12a eine Büchse, welche um eine darin aufgenommene Achse 12b gleiten kann. Das Ende 12a mit der Büchse ist hier einteilig mit dem Schwenkhebel 12 ausgebildet. Die Achse 12b ist beidseitig am Gehäuse 2 befestigt z.B. mittels Schrauben . Es sind natürlich auch andere Ausgestaltungen zur schwenkbaren Lagerung des Schwenkhebels 12 denkbar.

Das andere Ende 12c des Schwenkhebels 12 dient als Anschlag für die Feder 13.

Zwischen den beiden Enden 12a, 12c befindet sich eine Lagerstelle 12d zur drehbaren Lagerung der Druckrolle 1 1 am Schwenkhebel 12. Die Druckrolle 1 1 weist stirnseitig eine kreiszylindrische Fläche auf, welche die Kurvenscheibe 10 kontaktiert.

Der Schwenkhebel 12 weist einen Verlauf auf, der hier S-förmig ist und durch den Raum hindurchführt, in welchem das Getriebe 5 angeordnet ist. Der Schwenkhebel 12 ist derart angeordnet dass - in der Draufsicht gemäss Fig. 3 und somit in Richtung der Achse 3b der Abtriebswelle 3 gesehen - die Antriebswelle 1 b auf der einen Seite des

Schwenkhebels 12 und die Abtriebswelle 3 auf der anderen Seite des Schwenkhebel 12 angeordnet sind. In der Seitenansicht gemäss Fig. 4 und somit quer zur Richtung der Achse 3b der Abtriebswelle 3 gesehen ist der Schwenkhebel 12 zwischen den

Zahnrädern 5c und 5e angeordnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst der Schwenkhebel 12 ein

Betätigungselement 12e zum Betätigen eines Schalters 15 in Abhängigkeit der Stellung des Schwenkhebels 12. Der Schalter 15 dient als Informationsgeber, der ein Signal liefert, wenn sich der Flügel in einer Endstellung (Schliessstellung oder Offenstellung) befindet. Der Schalter 15 ist hier bei der Feder 13 angeordnet und ist am Gehäuse 2 befestigt. Das Betätigungselement 12e ist z.B. in Form eines Fortsatzes ausgebildet, welcher beim Schwenken des Schwenkhebels 12 auf einen Hebel 15a wirkt, so dass der Schalter 15 betätigt wird (vgl. Fig. 3).

Wie oben erläutert, ist ein Winkelgeber 4 vorgesehen zur Positionserfassung des Flügels. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Winkelgeber 4 in das

Schneckenrad 5a integriert. Es ist jedoch auch möglich, den Winkelgeber 4 an ein anderes Getriebeglied zu koppeln, um dessen Winkellage zu erfassen. Da die

Übersetzungsverhältnisse des Getriebes 5 bekannt sind, kann aus der Winkellage des Getriebeglieds auf die Winkellage der Abtriebswelle 3 geschlossen werden. Je nach Auslegung des Winkelgebers 4 ist unter Umständen offen, in welcher Position genau sich ein an den Antrieb gekoppelter Flügel befindet. Mittels des Schalters 15 steht zumindest ein zusätzlicher Referenzwert zur Verfügung, der zum Eichen der Werte des Winkelgebers 4 dient, um genau die Position erfassen zu können, in welcher sich der Flügel z.B. in der Schliessstellung befindet. Der Schalter 15 kann auch weggelassen sein, indem z.B. ein Absolutwertgeber als Winkelgeber 4 verwendet wird.

Die Feder 13 ist quer zur Achse 1 d der Antriebswelle 1 b des Elektromotors 1 und quer zur Achse 3b der Abtriebswelle 3 angeordnet, was einen besonders kompakten Aufbau des Antriebs ermöglicht. Gesehen in Richtung der Achse 3b der Abtriebswelle 3 befindet sich diese zwischen Feder 13 und Antriebswelle 1 b des Elektromotors 1. Die Feder 13 ist z.B., wie hier in den Figuren dargestellt, als Druckfeder ausgebildet. Es sind auch andere Federarten einsetzbar, z.B. Tellerfedern. Die Feder 13 ist zwischen dem Ende 12c des Schwenkhebels 12 und einer Anschlagsplatte 2g angeordnet, die in einem Fenster des Gehäuses 2 angebracht ist, beispielsweise durch Anschrauben (vgl. auch Fig. 2). Diese Ausgestaltung erleichtert das Zusammensetzten des Antriebs, indem die Feder 13 durch das Fenster hindurch in das Gehäuse 2 eingefügt und dann durch Anbringen der Anschlagsplatte 2g eingespannt wird. Alternativ ist es auch denkbar, einen Anschlag vorzusehen, der einteilig mit dem Gehäuseteil 2e ausgebildet ist, und die Feder 13 bei der Montage von der gemäss Fig. 4 oberen Seite in den Gehäuseraum einzufügen.

Die Komponenten 10-12 bilden ein Kurvengetriebe, welches eingerichtet ist, die von der Feder 13 erzeugte Kraft in ein gewünschtes Drehmoment an der Abtriebswelle 3 umzusetzen.

Vorzugsweise weist die Feder 13 im Arbeitsbereich eine lineare Kennlinie auf, so dass die von der Feder 13 erzeugte Kraft proportional zu ihrem Federweg ist.

Die Kurvenscheibe 10 ist drehbar um das Drehzentrum, welches durch die Achse 3b der Abtriebswelle 3 definiert ist, und weist eine stirnseitige Abrollfläche mit einem

spezifischen Profil auf, so dass sich ein ungleichförmiger Rand ergibt. Fig. 6 zeigt ein mögliches Beispiel dieses Profils, welches folgende Abschnitte umfasst:

- einen konkav gekrümmten Abschnitt 10b, welcher sich von einer ersten Stelle 10a bis zu einer zweiten Stelle 10c erstreckt,

- einen Abschnitt 10d, welcher sich von der zweiten Stelle 10c bis zu einer dritten Stelle 10e kreisförmig um die Achse 3b als Zentrum erstreckt,

- einen Abschnitt 10d', welcher sich von der dritten Stelle 10e bis zu einer vierten Stelle 10c' kreisförmig um die Achse 3b als Zentrum erstreckt, und

- einen konkav gekrümmten Abschnitt 10b', welcher sich von der vierten Stelle 10c' bis zur ersten Stelle 10a erstreckt. Das Profil ist hier spiegelsymmetrisch um die Mittelachse ausgebildet, welche durch die Stellen 10a und 10e hindurchverläuft. Das Kurvengetriebe 10-12 hat demnach die gleiche Wirkung auf einen links- oder rechtsöffnenden Flügel, der über das eine bzw. andere Ende der Abtriebswelle 3 angekoppelt ist. Es ist auch denkbar, den Antrieb an die vorgesehene Drehrichtung des Flügels auszulegen und somit nur eine Seite des Profils entsprechend den Abschnitten 10b und 10d bzw. den Abschnitten 10b' und 10d' auszugestalten, während die andere Seite des Profils irgendeine Form haben kann.

Durch das Versehen der Kurvenscheibe 10 mit einer Einbuchtung, die durch den

Abschnitt 10b bzw. 10b' gegeben ist, ist ein Zuhaltemoment mit einem Schwellenwert auf den Flügel ausübbar, während der kreisförmige Abschnitt 10d bzw. 10d' kein Moment auf den Flügel bewirkt. Dies sowie die Benutzung des Antriebs werden nachfolgend genauer erläutert: Der Antrieb ist z.B. an derjenigen Seite eines Flügels angeordnet, auf welcher sich die Scharniere befinden. Diese sind z.B. links angeordnet, so dass der Flügel links öffnend ist. Der Antrieb ist z.B. in der Ausrichtung gemäss Fig. 1 montiert, so dass die

Abtriebswelle 3 mit dem Ende, welches in Fig. 2 zu sehen ist, an den Flügel gekoppelt ist. Diese beispielhafte Anordnung ist in Fig. 7 dargestellt, welche schematisch einen in Scharnieren 21 drehbar gelagerten Flügel 20 und die Komponenten 1 , 2 des daran gekoppelten Antriebs zeigt, α bezeichnet den Winkel des Flügels 20 zwischen seiner Schliessstellung und seiner aktuellen Stellung.

In der Schliessstellung des Flügels 20 (a = 0 Grad) kontaktiert die Druckrolle 1 1 eine Ruhestelle, welche sich im Abschnitt 10b der Kurvenscheibe 10 befindet und nahe bei der Stelle 10a liegen kann. Die Lage der Ruhestelle ist einstellbar, indem bei der Montage des Antriebs die Abtriebswelle 3 in einer bestimmten Winkellage an den Flügel gekoppelt wird. An dieser Ruhestelle ist die Kurvenscheibe 10 so geformt, dass die Kraft, welche die Druckrolle 1 1 ausübt, kein oder ein reduziertes Moment M auf die

Abtrieswelle 3 bewirkt. Wirkt nun eine äussere Kraft, z.B. verursacht durch einen Luftzug, und somit ein äusseres Drehmoment Mo auf den Flügel 20, so beginnt diese zu drehen. Die Druckrolle 1 1 bewegt sich dann entlang des Abschnitts 10b der Kurvenscheibe 10, wobei gleichzeitig der Schwenkhebel 12 geschwenkt und die Feder 13

zusammengedrückt wird. Diese beaufschlagt via den Schwenkhebel 12 die Druckrolle 1 1 mit einer Kraft F1 , die nicht auf die Abtrieswellenachse 3b, sondern neben diese gerichtet ist (vgl. Fig. 6). Die Kraft F1 bewirkt demnach ein nicht-verschwindendes Drehmoment M auf die Abtriebswelle 3, welche dem äusseren Drehmoment Mo entgegenwirkt und somit den Flügel 20 in die Schliessstellung bewegt bzw. dort hält. Die Krafteinrichtung 10-13 erfüllt somit eine Zuhaltefunktion, indem sie stromlos, insbesondere ohne Betrieb des Elektromotors 1 den Flügel in der Schliessstellung hält, wenn äussere Einflüsse auf den Flügel wirken. Die Krafteinrichtung 10-13 ist somit beispielsweise als Ersatz eines Türschnappers verwendbar, welcher ebenfalls eine Zuhaltefunktion erfüllen.

Die Krafteinrichtung 10-13 ist so eingerichtet, dass die Zuhaltefunktion in einem begrenzten Winkelbereich des Flügels wirksam ist. Hat der Flügel eine Zwischenstellung mit einem genügend grossen Winkel erreicht, so befindet sich die Druckrolle nicht mehr am Abschnitt 10b bzw. 10b', sondern am kreisförmigen Abschnitt 10d bzw. 10d'. Dort übt die Druckrolle 1 1 auf die Kurvenscheibe 10 eine Kraft aus, die auf Abtrieswellenachse 3b gerichtet ist und somit kein Drehmoment M erzeugt (vgl. beispielsweise den in Fig. 6 eingezeichnete Kraftvektor F2).

Das Diagramm in Fig. 9 zeigt das von der Krafteinrichtung 10-13 erzeugbare Moment M in Funktion des Winkels α. M ist hier punktsymmetrisch um den Nullpunkt aufgrund der symmetrischen Ausbildung der Kurvenscheibe 10. Je nach Öffnungsrichtung des angekoppelten Flügels kommt entweder der rechte Bereich 9a oder der linke Bereich 9b der Kennlinie von M zum Tragen. Wie ersichtlich hat M z.B. im Bereich 9a, d.h. im Berich von α > 0 folgenden Verlauf: Das Moment M steigt nahe bei Null stark an, erreicht dann einen Schwellenwert Ms, verschwindet bei a1 und bleibt dann auf Null. Typischerweise ist a1 betragsmässig kleiner als 30 Grad gewählt. Ein analoger Verlauf ergibt sich im Bereich 9b von α < 0.

Nebst der Zuhaltefunktion weist der Antrieb auch eine Öffnungs- und Schliessfunktion auf. Zum automatischen Öffnen eines Flügels wird der Elektromotor 1 durch ein

Auslösesignal in Betrieb gesetzt, welches von einem Sensor erzeugt wird, z.B. einem Bewegungsmelder oder drgl. Die Drehung der Antriebswelle 1 b wird über das Getriebe 5 auf die Abtriebswelle 3 umgesetzt, wobei die Druckrolle 1 1 entlang der Kurvenscheibe 10 rollt. Elektromotor 1 und Getriebe 5 sind so ausgelegt, dass der Schwellenwert Ms überwunden wird und der Flügel über die Zwischenstellung hinaus in die Offenstellung gebracht wird. Diese liegt z.B. bei einem Winkel a, der betragsmässig grösser als 80 Grad ist. Um den Flügel automatisch zu schliessen, wird durch ein weiteres

Auslösesignal der Elektromotor 1 wieder in Betrieb gesetzt. Dabei wirkt die

Krafteinrichtung nach Erreichen der Zwischenstellung des Flügels unterstützend in der Schliessbewegung, da nun das von der Krafteinrichtung 10-13 erzeugte Moment M und das von Elektromotor 1 und Getriebe 5 erzeugte Moment gleich gerichtet sind. Der Antrieb ist hier so ausgelegt, dass bei einem Stromausfall der Flügel stehen bleibt, wenn er sich zwischen der Zwischen- und Offenstellung befindet, d.h. j α | > od , da dort das Zuhaltemoment M verschwindet und der Elektromotor 1 dann nicht aktiv ist.

In einer weiteren Ausführungsform des Antriebs kann vorgesehen sein, dass die

Krafteinrichtung zu einer Öffnungsbewegung führen kann. Fig. 8 zeigt ein Beispiel einer dazu ausgelegten Kurvenscheibe 10'. Diese ist hier mit einem spiegelsymmetrischen Profil dargestellt, wobei, wie bereits oben bei der Kurvenscheibe 10 erläutert, auch nur eine Seite des Profils vorgesehen sein kann und die andere Seite irgendwie geformt ist. Es wird daher nachfolgend nur eine Seite des Profils erläutert. Die Beschreibung gilt analog für die andere Seite. Wie in Fig. 8 gezeigt, umfasst das Profil folgende

Abschnitte:

- einen konkav gekrümmten Abschnitt 10b, welcher sich von der ersten Stelle 10a bis zur zweiten Stelle 10c erstreckt und welcher z.B. dem Abschnitt 10b der

Kurvenscheibe 10 entspricht,

- einen konvex gekrümmten Abschnitt 10f, welcher sich von der zweiten Stelle 10c bis zu einer Übergangsstelle 10g erstreckt, und

- einen Abschnitt 10h, welcher sich von der Übergangsstelle 10g bis zur dritten Stelle 10e kreisförmig um die Achse 3b als Zentrum erstreckt.

Im Unterschied zur Kurvenscheibe 10 geht beim Profil der Kurvenscheibe 10' die

Einbuchtung 10b nicht direkt in einen kreisförmigen Abschnitt über, sondern weist dazwischen einen Übergangsbereich 10f auf, der nicht auf einem Kreis mit der Achse 3b als Zentrum liegt. Gesehen in der Richtung von der Stelle 10c zur Stelle 10g nimmt entlang des Übergangsbereichs 10f der Abstand zum Drehzentrum 3b der

Kurvenscheibe 10 ab. Befindet sich die Druckrolle 1 1 in dem Übergangsbereich 10f, so übt sie eine Kraft F1 ' auf die Kurvenscheibe 10' aus, die nicht auf Abtrieswellenachse 3b, sondern neben diese gerichtet ist. Allerdings zeigt diese Kraft an der anderen Seite der Abtrieswellenachse 3b vorbei als die Kraft F1 , welche im Bereich 10b erzeugt wird, so dass hier das Vorzeichen des erzeugten Moments M geändert ist (vgl. den Vektor der Kraft FT im Beispiel gemäss Fig. 8, welcher rechts an der Abtrieswellenachse 3b vorbeizeigt, während der Vektor zur Kraft F1 links an der Abtrieswellenachse 3b vorbeizeigt.)

Der sich dadurch ergebende Verlauf des Moments M in Abhängigkeit des Winkels α ist aus dem Diagramm in Fig. 10 ersichtlich: Im Bereich von 0 bis ± a1 weist das Moment M analog dem Beispiel in Fig. 9 einen Schwellenwert Ms auf, um den Flügel im stromlosen Zustand in der Schliessstellung halten zu können. Im Unterschied zum Beispiel in Fig. 9 ändert bei der ersten Zwischenstellung ± a1 das Moment M sein Vorzeichen und verschwindet nach Erreichen eines Schwellenwerts bei der zweiten Zwischenstellung ± o2. Beim einem Stromausfall und/oder wenn der Elektromotor 1 inaktiv ist, wirkt demnach auf einen Flügel, der sich im Bereich zwischen der ersten und zweiten Zwischenstellung befindet, ein Moment M, welches den Flügel zur Offenstellung hin bewegt.

Nebst dieser Bewegungsvorgabe des Flügels hat das Vorsehen des Übergangsbereichs 10f den Vorteil, dass der Bereich 10h auf einem Kreis mit kleinerem Radius angeordnet werden kann und dadurch die Kurvenscheibe 10' kompakter ist als die Kurvenscheibe 10 (vgl. Fig. 6 und 8).

Aus der vorangehenden Beschreibung sind dem Fachmann zahlreiche Abwandlungen zugänglich, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, der durch die

Ansprüche definiert ist.

Beim Beispiel gemäss Fig. 3 ist nebst dem Winkelgeber 4 ein Schalter 15 zur

Referenzierung vorgesehen, der sich bei der Feder 13 befindet. Auslegung und

Anordnung der Sensorik zur Erfassung der Position eines Flügels können auch anders sein. Fig. 1 1 zeigt ein Beispiel, bei welchem ein Sensor 4' sich beim Schneckenrad befindet. Der Sensor 4' kann z.B. aus einer Kombination aus Winkelgeber und Schalter zur Referenzierung, einem Absolutwertgeber oder einem anderen Geber bestehen.

Claims

Patentansprüche

1 . Antrieb für einen drehbaren Flügel (20), insbesondere eine Türe oder ein Fenster, umfassend:

- einen Elektromotor (1 ),

- ein Getriebe (5),

- eine Abtriebswelle (3), welche über das Getriebe an den Elektromotor gekoppelt ist und an den Flügel koppelbar ist, um diesen mittels des Elektromotors zwischen einer Schliessstellung und einer Offenstellung hin und her zu bewegen, und

- eine Krafteinrichtung (10, 10', 1 1 , 12, 13) zum Beaufschlagen der Abtriebswelle mit einer Kraft (F1 , FT), die an der Abtriebswelle ein Drehmoment erzeugt, welches einen Schwellenwert (Ms) aufweist, der im stromlosen Zustand des Elektromotors zu überwinden ist, um den Flügel aus der Schliessstellung in die Offenstellung zu bewegen, und welches in der Offenstellung des Flügels verschwindet.

2. Antrieb für einen drehbaren Flügel (20), insbesondere eine Türe oder ein Fenster, der vorzugsweise ein Antrieb gemäss Anspruch 1 ist, umfassend:

- einen Elektromotor (1 ),

- ein Getriebe (5),

- eine Krafteinrichtung (10, 10', 1 1 , 12, 13) zum Beaufschlagen der Abtriebswelle mit einer Kraft, wobei die Krafteinrichtung eine Feder (13) aufweist, die quer zur Achse (1 d) der Antriebswelle (1 b) des Elektromotors und quer zur Achse (3b) der

Abtriebswelle angeordnet ist.

3. Antrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Flügel (20) von der Schliessstellung über eine Zwischenstellung in die Offenstellung bewegbar ist und wobei die Krafteinrichtung (10, 10', 1 1 , 12, 13) eingerichtet ist. ein Drehmoment (M) auf den Flügel auszuüben, das dann, wenn sich der Flügel in der Zwischenstellung befindet, verschwindet oder in Richtung zur Offenstellung hin wirkt.

4. Antrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Krafteinrichtung (10, 10'. 1 1 , 12, 13) ein Kurvengetriebe (10, 10', 1 1 , 12) umfasst, welches eine bzw. die

Feder (13) an die Abtriebswelle (3) koppelt.

5. Antrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Krafteinrichtung (10, 10', 1 1 , 12, 13) eine Kurvenscheibe (10, 10') aufweist, die mindestens eines der folgenden Merkmale a-e aufweist:

a) die Kurvenscheibe ist drehfest mit der Abtriebswelle (3) verbunden,

b) die Kurvenscheibe weist ein Profil mit einem Abschnitt (1 Od, 10d', 10g) auf, welcher sich kreisförmig um das Drehzentrum (3b) der Kurvenscheibe erstreckt,

c) die Kurvenscheibe weist ein Profil mit einer Einbuchtung (10b, 10b') auf, welche in einen bzw. den kreisförmigen Abschnitt (1 Od, 10d') übergeht,

d) die Kurvenscheibe weist ein Profil mit einer Einbuchtung (10b) auf, welche in einen Übergangsabschnitt (1 Of ) übergeht, dem sich ein bzw. der kreisförmige Abschnitt

(10h) anschliesst, wobei entlang des Übergangsabschnitts der Abstand abnimmt, welchen das Profil zum Drehzentrum der Kurvenscheibe aufweist,

e) die Kurvenscheibe weist ein spiegelsymmetrisch ausgebildetes Profil auf.

6. Antrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Krafteinrichtung (10, 10', 1 1 , 12, 13) einen Schwenkhebel (12) aufweist, der mindestens eines der folgenden Merkmale a-f aufweist:

a) der Schwenkhebel ist derart angeordnet, dass - in Richtung der Achse (3b) der

Abtriebswelle (3) gesehen - die Antriebswelle (1 b) des Elektromotors (1 ) auf der einen Seite des Schwenkhebels und die Abtriebswelle (3) auf der anderen Seite des Schwenkhebel angeordnet sind,

b) der Schwenkhebel ist derart angeordnet, dass er quer zur Achse (3b) der

Abtriebswelle (3) gesehen zwischen Getriebegliedern (5c, 5e) des Getriebes (5) angeordnet ist,

c) der Schwenkhebel umfasst ein Betätigungselement (12e) zum Betätigen eines

Schalters (15) in Abhängigkeit der Stellung des Schwenkhebels,

d) der Schwenkhebel ist an den einem Ende (12a) schwenkbar gelagert und wirkt mit dem anderen Ende (12c) auf eine bzw. die Feder (13) der Krafteinrichtung, e) die Schwenkachse (12f) des Schwenkhebels ist parallel zur Abtriebswelle (3b) angeordnet,

f) auf dem Schwenkhebel ist eine drehbare Druckrolle (1 1 ) angeordnet, die eine bzw. die Kurvenscheibe (10) kontaktiert.

7. Antrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einem Winkelgeber (4, 4'), mittels welchem die Winkellage der Achse eines Getriebegliedes (5a-5e) des Getriebes (5) erfassbar ist.

8. Antrieb nach Anspruch 7, wobei der Winkelgeber (4) an ein Schneckenrad (5a) des Getriebes (5) gekoppelt ist und/oder einen Magneten aufweist.

9. Antrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Krafteinrichtung (10, 10'. 1 1 , 12, 13) eine Feder (13) umfasst, die mindestens eines der folgenden

Merkmale a-c aufweist:

a) die Feder weist im Arbeitsbereich eine lineare Kennlinie auf,

b) die Feder ist als Druckfeder oder Tellerfeder ausgebildet,

c) die Feder ist in Richtung der Achse (3b) der Abtriebswelle (3) gesehen derart angeordnet, dass sich die Abtriebswelle zwischen Feder und Antriebswelle (1 b) des Elektromotors (1 ) befindet.