EP3757330A1 - Antrieb für einen fenster- oder türflügel - Google Patents

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EP3757330A1
EP3757330A1 EP20165501.6A EP20165501A EP3757330A1 EP 3757330 A1 EP3757330 A1 EP 3757330A1 EP 20165501 A EP20165501 A EP 20165501A EP 3757330 A1 EP3757330 A1 EP 3757330A1
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EP
European Patent Office
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measuring device
drive
displacement measuring
absolute
relative
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EP20165501.6A
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EP3757330B1 (de
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Marko Budarick
Verena Braun
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Geze GmbH
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Geze GmbH
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a positioning and / or locking drive for a sash of a window, a door or the like, with a housing, a gear motor comprising a drive unit and a gear unit, an electronic control device for controlling the gear motor and a gear motor that can be acted upon by the gear motor Wing or a locking device associated therewith that can be coupled or coupled output element.
  • the speed and / or position of a respective actuation of the leaf or of a locking device assigned to it by the electronic control device is generally determined using the respective relative positions of the output element detected by a relative or incremental displacement measuring device, which are representative of the respective state of the wing or the locking device assigned to it, can be controlled and / or regulated.
  • the drive has to be re-initialized or calibrated by the user after a manual change in the position of the sash or its locking state during a power failure, which is relatively complex and time-consuming.
  • the invention is based on the object of specifying a drive of the type mentioned at the outset in which the aforementioned problems are eliminated. It should In particular, it is achieved in the simplest possible way that after a manual change in the position of the sash or its locked state during a power failure, the drive can be reliably controlled or regulated again after the subsequent switch-on without the user having to re-initialize or calibrate .
  • the positioning and / or locking drive according to the invention for a sash of a window, a door or the like comprises a housing, a gear motor comprising a drive unit and a gear unit, an electronic control device for controlling the gear motor and a gear motor that can be acted upon by the gear motor, with the sash or an output element that can be coupled or coupled to this locking device, the speed and / or position of which can be controlled and / or regulated by the electronic control device using the respective relative positions of the output element detected by a relative or incremental displacement measuring device.
  • the drive also includes an absolute position measuring device for recording the respective absolute positions of the output element, the relative or incremental position measuring device being automatically calibrated by the electronic control device via the absolute position measuring device.
  • the absolute position measuring device supplies the absolute position directly with a received position measurement value.
  • a position measured value obtained is related to at least one further position value.
  • the relative or incremental distance measuring device can be automatically calibrated by the electronic control device via the absolute distance measuring device, in particular after a respective power failure.
  • the drive is thus also after a manual change in the position of the sash or its locked state during a power failure after a subsequent switch-on, it can be reliably controlled or regulated again without the user having to carry out a new initialization or calibration.
  • the invention makes use of the fact that the absolute displacement measuring device is insensitive to interruptions in the voltage supply. Manual override therefore has no effect on their position detection. A one-time setting or calibration of the drive is now sufficient for lifelong use. With the elimination of renewed initializations, the associated previous load on the drive components is also eliminated.
  • the absolute displacement measuring device is preferably calibrated to a defined zero position with respect to the drive housing. Such a calibration, which has to be carried out only once, is simple and can be carried out with the required accuracy.
  • the respective relative positions of the output element detected via the relative or incremental position measuring device can expediently be temporarily stored in an intermediate memory of the electronic control device. This means that a respective relative position value can be called up at any time if required.
  • a comparison between the absolute positions recorded via the absolute displacement measuring device and the relative positions recorded via the relative or incremental displacement measuring device takes place via the electronic control device before a new command is executed.
  • the electronic control device preferably takes over the position values of the absolute Distance measuring device as true position values.
  • the absolute displacement measuring device is insensitive to interruptions in the voltage supply. A reliable drive control or regulation based on the position values of the relative or incremental displacement measuring device is thus always guaranteed.
  • a preferred practical embodiment of the drive according to the invention is characterized in that in the event of a failure of the voltage supply for the electronic control device, the geared motor and / or the voltage supply for the electronic control device, the geared motor and / or the power supply that lasts for a predeterminable time after a respective calibration of the relative or incremental displacement measuring device via the absolute displacement measuring device Intermediate memory
  • the electronic control device automatically compares a respective absolute position value recorded via the absolute displacement measuring device and a respective relative position value temporarily stored in the intermediate memory.
  • the output element automatically switches to a safe state via the geared motor that can be controlled by the electronic control unit, in accordance with an absolute position measuring device specifiable absolute position value can be transferred.
  • the safe state of the output element and thus a safe position of the sash or a safe state of its locking device can be individually defined by the user.
  • the safe position of the sash can be its closed position.
  • the position value of the relative or incremental position measuring device is preferably set to the detected position value of the absolute position measuring device by the electronic control device following the transfer of the drive element to the safe state. Reliable control and / or regulation of the position of the sash or its locking device is then ensured again.
  • the relative or incremental displacement measuring device and / or the absolute displacement measuring device is preferably integrated in the drive housing, so that the drive can be kept correspondingly compact.
  • the gear unit of the geared motor comprises a spindle gear with a spindle and a spindle nut, the spindle of which is connected to an output shaft of the drive unit of the geared motor and the spindle nut of which serves as an output element, which thus with a respective rotation of the output shaft of the drive unit of the gear motor can be moved along the spindle.
  • the absolute displacement measuring device preferably comprises a potentiometer wired as a voltage divider, on which a variable voltage representative of the respective position of the output element or the spindle nut can be tapped via a sliding contact that is adjustable along a conductor path of the potentiometer with the output element or the spindle nut of the spindle gear.
  • a signal representative of the respective position of the output element and thus the respective position of the wing or the respective state of its locking device is obtained via the respective voltage of the potentiometer wired as a voltage divider, which can be tapped off via the sliding contact.
  • the gear unit for calibrating the absolute displacement measuring device is expediently provided with a stop which is stationary relative to the housing for the spindle nut of the spindle gear serving as the output element.
  • the absolute displacement measuring device can thus be calibrated in a relatively simple manner.
  • the sliding contact advantageously comprises a ball which is mounted in the spindle nut of the spindle gear and pressed resiliently against the conductor track of the potentiometer.
  • both the ball and the spring unit acting on it against the conductor track are advantageously electrically insulated from the spindle nut.
  • the voltage that can be tapped off at the potentiometer and is representative of the respective position of the output element or the spindle nut can be fed to the electronic control device, preferably via an impedance converter.
  • an impedance converter can include an operational amplifier, for example.
  • the relative or incremental displacement measuring device preferably comprises a Hall sensor which is stationary relative to the drive housing and can be acted upon by at least one magnet provided on an output shaft of the drive unit of the geared motor.
  • the Hall sensor is provided with a multi-pole one provided on the output shaft of the drive unit of the geared motor Magnet, in particular a two-pole magnet with a north pole and a south pole diametrically opposite this, can be acted upon.
  • the Hall sensor With each rotation of the output shaft of the drive unit of the geared motor, the Hall sensor is alternately acted upon by different magnetic fields, whereby a correspondingly variable Hall voltage is generated, which can be fed to the electronic control device to detect the relative position of the output element or the spindle nut.
  • the speed of movement of the output element or the spindle nut of the spindle gear can expediently be regulated to predeterminable constant values by the electronic control device.
  • the travel speed of the output element or the spindle nut of the spindle gear can be regulated to predeterminable constant values in different ranges.
  • the control device preferably comprises a microcontroller.
  • the drive housing is provided with an undercut formed by a rounding for the simultaneous use of the drive that can be fastened to the sash as a handle for manually operating the window or door.
  • the output element or the spindle nut can be provided with a sword or the like.
  • FIGS. 1 to 6 show an exemplary embodiment of a positioning and / or locking drive 10 according to the invention for a wing 12 (cf. also Fig. 5 ) a window, a door or the like.
  • the drive 10 comprises a housing 14, a geared motor 20 comprising a drive unit 16 and a gear unit 18, an electronic control device 22 for controlling the geared motor 20 and one that can be acted upon by the geared motor 20 and can be coupled or coupled to the wing 12 or a locking device assigned to it Output element 24.
  • the speed and / or position of output element 24 can be controlled and / or regulated by electronic control device 22 using the respective relative positions of output element 24 detected via a relative or incremental displacement measuring device.
  • the drive 10 includes an absolute displacement measuring device 28 for detecting the respective absolute positions of the output element 24.
  • the relative or incremental displacement measuring device 26 can be automatically calibrated by the electronic control device 22 via the absolute displacement measuring device 28.
  • the absolute displacement measuring device 28 can be calibrated to a defined zero position with respect to the drive housing 14.
  • the respective relative positions of the output element 24 detected via the relative or incremental position measuring device 26 can be temporarily stored in a buffer memory of the electronic control device.
  • the electronic control device 22 can be used to automatically compare the absolute positions detected via the absolute displacement measuring device 28 and those via the relative or incremental position measuring device 26 recorded relative positions take place. In this case, if the position values of the absolute displacement measuring device 28 and the relative or incremental displacement measuring device 26 differ from one another, the electronic control device 22 takes over the position values of the absolute displacement measuring device 28 as true position values.
  • the electronic control device can 22, a comparison is carried out automatically between a respective absolute position value recorded via the absolute displacement measuring device 28 and a respective relative position value temporarily stored in the buffer memory.
  • the position value of the relative or incremental position measuring device 26 is then set to the position value of the absolute position measuring device 28.
  • the relative or incremental displacement measuring device 26 and the absolute displacement measuring device 28 are each integrated in the drive housing 14 in the present case.
  • the gear unit 18 of the geared motor 20 comprises a spindle gear 30 with a spindle 32 and a spindle nut 34, the spindle 32 of which is connected to an output shaft 36 of the drive unit 16 of the geared motor 20 and whose spindle nut 34 serves as the output element 24.
  • the output element 24 comprising the spindle nut 34 can thus be moved along the spindle 32 with a respective rotation of the output shaft 36 of the drive unit 16 of the geared motor 20.
  • the absolute displacement measuring device 28 comprises a potentiometer 38 connected as a voltage divider, on which a sliding contact 42, which is adjustable along a conductor track 40 of the potentiometer 38 with the output element 24 or the spindle nut 34 of the spindle drive 30, provides a sliding contact 42 for the respective position of the output element 24 or The variable voltage representative of the spindle nut 34 can be tapped.
  • the gear unit 18 is provided with a stop 58, which is stationary relative to the drive housing 14, for the spindle nut 34 of the spindle gear 30, which serves as an output element 24.
  • the sliding contact 42 in the present case comprises a ball 44 mounted in the spindle nut 34 of the spindle gear 30 and pressed resiliently against the conductor track 40 of the potentiometer 38.
  • the ball 44 and the relevant spring unit for pressing the ball 44 against the conductor track 40 can be opposite the spindle nut 34 serving as the output element 44 can be electrically isolated.
  • the voltage that can be tapped off at the potentiometer 38 and is representative of the respective position of the output element 24 or the spindle nut 34 is fed to the electronic control device 22, for example via an impedance converter (not shown).
  • an impedance converter can, however, also be integrated in the electronic control device 22, for example.
  • the relative or incremental displacement measuring device 26 can comprise a Hall sensor which is stationary relative to the drive housing 14 and can be acted upon by at least one magnet provided on an output shaft 36 of the drive unit 16 of the geared motor 20.
  • a Hall sensor can be acted upon in particular by a multipole magnet provided on the output shaft 36 of the drive unit 16 of the geared motor 20, in particular a two-pole magnet with a north pole and a south pole diametrically opposite it.
  • the Hall sensor is alternately subjected to different magnetic fields, which brings about a pulsating Hall voltage that can be detected by the electronic control device 22.
  • the speed of travel of the output element 24 or of the spindle nut 34 of the spindle gear 30 can in the present case be regulated by the electronic control device 22 to predeterminable constant values.
  • the speed of movement of the output element 24 or the spindle nut 34 of the spindle gear 30 for adjusting a tilt vane between its tilt and closed position on the one hand and for locking and unlocking such a tilt vane on the other hand can be regulated to predeterminable constant values in different ranges.
  • the control device 22 can for example comprise a microcontroller.
  • the drive housing 14 can be provided with an undercut 48 formed by a rounding 46 for the simultaneous use of the drive that can be fastened to the sash 12 as a handle for manually operating the window or the door.
  • the electronic control device 22 can for example be mounted in the drive housing 14 via a holder or a control circuit board.
  • a control panel 60 can also be introduced into the drive housing 14 via a corresponding holder.
  • a respective opening state of the sash can be displayed via an opening indicator 50.
  • the drive 10 can be provided with means 52 for fixing the sash in a specific rotational position and / or with an emergency lock 54.
  • the drive 10 can be locked at one end by a side cap 56 provided with a lock for access authorization.

Landscapes

  • Power-Operated Mechanisms For Wings (AREA)

Abstract

Ein Positionier- und/oder Verriegelungsantrieb für einen Flügel eines Fensters, einer Tür oder dergleichen umfasst ein Gehäuse, einen eine Antriebseinheit und eine Getriebeeinheit umfassenden Getriebemotor, eine elektronische Steuerungseinrichtung zur Ansteuerung des Getriebemotors und ein durch den Getriebemotor beaufschlagbares, mit dem Flügel bzw. einer diesem zugeordneten Verriegelungseinrichtung koppelbaren oder gekoppelten Abtriebselement, dessen Geschwindigkeit und/oder Position durch die elektronische Steuerungseinrichtung unter Heranziehung von über eine relative oder inkrementale Wegmesseinrichtung erfassten jeweiligen relativen Positionen des Abtriebselements steuer- und/oder regelbar ist. Zudem umfasst der Antrieb eine absolute Wegmesseinrichtung zur Erfassung jeweiliger absoluter Positionen des Abtriebselements, wobei die relative bzw. inkrementelle Wegmesseinrichtung durch die Steuerungseinrichtung automatisch über die absolute Wegmesseinrichtung kalibrierbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Positionier- und/oder Verriegelungsantrieb für einen Flügel eines Fensters, einer Tür oder dergleichen, mit einem Gehäuse, einem eine Antriebseinheit und eine Getriebeeinheit umfassenden Getriebemotor, einer elektronischen Steuerungseinrichtung zur Ansteuerung des Getriebemotors und einem durch den Getriebemotor beaufschlagbaren, mit dem Flügel bzw. einer diesem zugeordneten Verriegelungseinrichtung koppelbaren oder gekoppelten Abtriebselement.
  • Bei Positionier- und/oder Verriegelungsantrieben dieser Art ist die Geschwindigkeit und/oder Position einer jeweiligen Betätigung des Flügels bzw. einer diesem zugeordneten Verriegelungseinrichtung durch die elektronische Steuerungseinrichtung in der Regel unter Heranziehung von über eine relative oder inkrementelle Wegmesseinrichtung erfassten jeweiligen relativen Positionen des Abtriebselements, die repräsentativ für den jeweiligen Zustand des Flügels bzw. der diesem zugeordneten Verriegelungseinrichtung sind, steuer- und/oder regelbar.
  • Bei den bisher bekannten Antrieben der eingangs genannten Art muss der Antrieb nach einer während eines Stromausfalls erfolgten manuellen Veränderung der Position des Flügels bzw. dessen Verriegelungszustands nach dem darauffolgenden Einschalten jeweils von Neuem vom Benutzer initialisiert oder kalibriert werden, was relativ aufwendig und zeitraubend ist. Zudem besteht die Gefahr, dass sich bei einer jeweiligen vom Benutzer neu vorzunehmenden Initialisierung bzw. Kalibrierung Fehler einschleichen, durch die die Zuverlässigkeit der Antriebssteuerung bzw. -regelung entsprechend beeinträchtigt wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die zuvor erwähnten Probleme beseitigt sind. Dabei soll auf möglichst einfache Weise insbesondere erreicht werden, dass nach einer während eines Stromausfalls erfolgten manuellen Veränderung der Position des Flügels bzw. dessen Verriegelungszustands der Antrieb nach dem darauffolgenden Einschalten auch ohne durch den Benutzer vorzunehmende erneute Initialisierung bzw. Kalibrierung wieder zuverlässig steuer- bzw. regelbar ist.
  • Der erfindungsgemäße Positionier- und/oder Verriegelungsantrieb für einen Flügel eines Fensters, einer Tür oder dergleichen umfasst ein Gehäuse, einen eine Antriebseinheit und eine Getriebeeinheit umfassenden Getriebemotor, eine elektronische Steuerungseinrichtung zur Ansteuerung des Getriebemotors und ein durch den Getriebemotor beaufschlagbares, mit dem Flügel bzw. einer diesem zugeordneten Verriegelungseinrichtung koppelbaren oder gekoppelten Abtriebselement, dessen Geschwindigkeit und/oder Position durch die elektronische Steuerungseinrichtung unter Heranziehung von über eine relative oder inkrementelle Wegmesseinrichtung erfassten jeweiligen relativen Positionen des Abtriebselements steuer- und/oder regelbar ist. Dabei umfasst der Antrieb zudem eine absolute Wegmesseinrichtung zur Erfassung jeweiliger absoluter Positionen des Abtriebselements, wobei die relative bzw. inkrementelle Wegmesseinrichtung durch die elektronische Steuerungseinrichtung automatisch über die absolute Wegmesseinrichtung kalibrierbar ist. Dabei liefert die absolute Wegmesseinrichtung mit einem erhaltenen Positionsmesswert jeweils unmittelbar die absolute Position. Dagegen wird bei einer relativen oder inkrementellen Wegmesseinrichtung ein erhaltener Positionsmesswert jeweils zu wenigstens einem weiteren Positionswert in Beziehung gesetzt.
  • Aufgrund dieser Ausbildung ist die relative bzw. inkrementelle Wegmesseinrichtung insbesondere nach einem jeweiligen Stromausfall durch die elektronische Steuerungseinrichtung automatisch über die absolute Wegmesseinrichtung kalibrierbar. Der Antrieb ist somit auch nach einer während eines Stromausfalls erfolgten manuellen Veränderung der Position des Flügels bzw. dessen Verriegelungszustands nach einem darauffolgenden Einschalten ohne durch den Benutzer vorzunehmende erneute Initialisierung bzw. Kalibrierung wieder zuverlässig steuer- bzw. regelbar. Dabei macht sich die Erfindung den Umstand zunutze, dass die absolute Wegmesseinrichtung gegenüber Unterbrechungen der Spannungsversorgung unempfindlich ist. Eine manuelle Übersteuerung bleibt somit ohne Einfluss auf deren Positionserfassung. Es genügt nunmehr eine einmalige Einstellung bzw. Kalibrierung des Antriebs für einen lebenslangen Gebrauch. Mit dem Wegfall erneuter Initialisierungen entfällt auch die damit einhergehende bisherige Belastung der Antriebsbauteile.
  • Bevorzugt ist die absolute Wegmesseinrichtung auf eine definierte Null-Position bezüglich des Antriebsgehäuses kalibriert. Eine solche, lediglich einmal durchzuführende Kalibrierung ist einfach und mit der erforderlichen Genauigkeit durchführbar.
  • Die jeweiligen über die relative bzw. inkrementelle Wegmesseinrichtung erfassten relativen Positionen des Abtriebselements sind zweckmäßigerweise in einem Zwischenspeicher der elektronischen Steuerungseinrichtung zwischenspeicherbar. Damit ist ein jeweiliger relativer Positionswert bei Bedarf jederzeit problemlos abrufbar.
  • Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebs erfolgt über die elektronische Steuerungseinrichtung vor der Ausführung eines jeweiligen neuen Befehls ein Abgleich zwischen den über die absolute Wegmesseinrichtung erfassten absoluten Positionen und den über die relative bzw. inkrementelle Wegmesseinrichtung erfassten relativen Positionen.
  • Dabei übernimmt die elektronische Steuerungseinrichtung bei voneinander abweichenden Positionswerten der absoluten Wegmesseinrichtung und der relativen bzw. inkrementellen Wegmesseinrichtung bevorzugt die Positionswerte der absoluten Wegmesseinrichtung als wahre Positionswerte. Wie bereits ausgeführt, ist die absolute Wegmesseinrichtung gegenüber Unterbrechungen der Spannungsversorgung unempfindlich. Es ist somit stets eine zuverlässige auf den Positionswerten der relativen bzw. inkrementellen Wegmesseinrichtung basierende Antriebssteuerung bzw. -regelung gewährleistet.
  • Eine bevorzugte praktische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebs zeichnet sich dadurch aus, dass im Fall eines nach einer jeweiligen Kalibrierung der relativen bzw. inkrementellen Wegmesseinrichtung über die absolute Wegmesseinrichtung auftretenden, eine vorgebbare Zeit andauernden Ausfalls der Spannungsversorgung für die elektronische Steuerungseinrichtung, den Getriebemotor und/oder den Zwischenspeicher durch die elektronische Steuerungseinrichtung automatisch ein Abgleich zwischen einem jeweiligen über die absolute Wegmesseinrichtung erfassten absoluten Positionswert und einem jeweiligen im Zwischenspeicher zwischengespeicherten relativen Positionswert erfolgt.
  • Dabei ist insbesondere von Vorteil, wenn bei einer festgestellten Abweichung zwischen einem jeweiligen über die absolute Wegmesseinrichtung erfassten absoluten Positionswert und einem jeweiligen im Zwischenspeicher zwischengespeicherten relativen Positionswert das Abtriebselement über den durch die elektronische Steuerungseinheit ansteuerbaren Getriebemotor automatisch in einen sicheren Zustand entsprechend einem über die absolute Wegmesseinrichtung vorgebbaren absoluten Positionswert überführbar ist.
  • Dabei sind insbesondere solche Ausführungen des erfindungsgemäßen Antriebs denkbar, bei denen der sichere Zustand des Abtriebselements und damit eine sichere Position des Flügels bzw. ein sicherer Zustand dessen Verriegelungseinrichtung individuell durch den Benutzer definierbar ist. So kann es sich bei der sicheren Position des Flügels beispielsweise um dessen Geschlossen-Position handeln.
  • Der Positionswert der relativen bzw. inkrementellen Wegmesseinrichtung wird durch die elektronische Steuerungseinrichtung im Anschluss an die Überführung des Antriebselements in den sicheren Zustand bevorzugt auf den erfassten Positionswert der absoluten Wegmesseinrichtung gesetzt. Im Anschluss daran ist dann wieder eine zuverlässige Steuerung und/oder Regelung der Position des Flügels bzw. dessen Verriegelungseinrichtung gewährleistet.
  • Die relative bzw. inkrementelle Wegmesseinrichtung und/oder die absolute Wegmesseinrichtung ist bevorzugt jeweils im Antriebsgehäuse integriert, womit der Antrieb entsprechend kompakt gehalten werden kann.
  • Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebs umfasst die Getriebeeinrichtung des Getriebemotors ein Spindelgetriebe mit einer Spindel und einer Spindelmutter, dessen Spindel mit einer Abtriebswelle der Antriebseinrichtung des Getriebemotors verbunden ist und dessen Spindelmutter als Abtriebselement dient, das somit mit einer jeweiligen Drehung der Abtriebswelle der Antriebseinheit des Getriebemotors entlang der Spindel verfahrbar ist.
  • Über ein solches Spindelgetriebe ist eine exakte rasche Ansteuerung des Abtriebselements und damit des Flügels bzw. dessen Verriegelungseinrichtung möglich.
  • Die absolute Wegmesseinrichtung umfasst bevorzugt ein als Spannungsteiler beschaltetes Potentiometer, an dem über einen mit dem Abtriebselement bzw. der Spindelmutter des Spindelgetriebes entlang einer Leiterbahn des Potentiometers verstellbarer Schleifkontakt eine für die jeweilige Position des Abtriebselements bzw. der Spindelmutter repräsentative variable Spannung abgreifbar ist.
  • Über die jeweilige über den Schleifkontakt abgreifbare Spannung des als Spannungsteiler beschalteten Potentiometers erhält man somit ein für die jeweilige Position des Abtriebselements und damit die jeweilige Position des Flügels bzw. den jeweiligen Zustand dessen Verriegelungseinrichtung repräsentatives Signal.
  • Dabei ist die Getriebeeinheit zum Kalibrieren der absoluten Wegmesseinrichtung zweckmäßigerweise mit einem relativ zum Gehäuse ortsfesten Anschlag für die als Abtriebselement dienende Spindelmutter des Spindelgetriebes versehen.
  • Damit ist das Kalibrieren der absoluten Wegmesseinrichtung auf relativ einfache Weise durchführbar.
  • Der Schleifkontakt umfasst vorteilhafterweise eine in der Spindelmutter des Spindelgetriebes gelagerte, federnd gegen die Leiterbahn des Potentiometers gedrückte Kugel. Dabei ist vorteilhafterweise sowohl die Kugel als auch die diese gegen die Leiterbahn beaufschlagende Federeinheit gegenüber der Spindelmutter elektrisch isoliert.
  • Die am Potentiometer abgreifbare, für die jeweilige Position des Abtriebselements bzw. der Spindelmutter repräsentative Spannung ist der elektronischen Steuerungseinrichtung bevorzugt über einen Impedanzwandler zuführbar. Ein solcher Impedanzwandler kann beispielsweise einen Operationsverstärker umfassen.
  • Die relative bzw. inkrementelle Wegmesseinrichtung umfasst bevorzugt einen relativ zum Antriebsgehäuse ortsfesten, durch wenigstens einen auf einer Abtriebswelle der Antriebseinheit des Getriebemotors vorgesehenen Magneten beaufschlagbaren Hall-Sensor.
  • Dabei ist insbesondere von Vorteil, wenn der Hall-Sensor durch einen auf der Abtriebswelle der Antriebseinheit des Getriebemotors vorgesehenen mehrpoligen Magneten, insbesondere einen zweipoligen Magneten mit einem Nord-Pol und einem diesen diametral gegenüberliegenden Süd-Pol, beaufschlagbar ist.
  • Bei einer jeweiligen Rotation der Abtriebswelle der Antriebseinheit des Getriebemotors wird der Hall-Sensor somit abwechselnd durch unterschiedliche Magnetfelder beaufschlagt, wodurch eine entsprechend variable Hall-Spannung erzeugt wird, die der elektronischen Steuerungseinrichtung zur Erfassung der relativen Position des Abtriebselements bzw. der Spindelmutter zuführbar ist.
  • Die Verfahrgeschwindigkeit des Abtriebselements bzw. der Spindelmutter des Spindelgetriebes ist durch die elektronische Steuerungseinrichtung zweckmäßigerweise auf vorgebbare konstante Werte regelbar.
  • Dabei ist die Verfahrgeschwindigkeit des Abtriebselements bzw. der Spindelmutter des Spindelgetriebes gemäß einer vorteilhaften praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebs zum Verstellen eines Kippflügels zwischen dessen Kipp- und Schließstellung einerseits und zum Verriegeln und Entriegeln eines solchen Kippflügels andererseits auf vorgebbare konstante Werte in unterschiedlichen Bereichen regelbar.
  • Die Steuerungseinrichtung umfasst bevorzugt einen Mikrocontroller.
  • Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn das Antriebsgehäuse zur gleichzeitigen Verwendung des am Flügel befestigbaren Antriebs als Handgriff zur manuellen Betätigung des Fensters bzw. der Tür mit einem durch eine Rundung gebildeten Hinterschnitt versehen ist.
  • Zur Betätigung des Flügels kann das Abtriebselement bzw. die Spindelmutter mit einem Schwert oder dergleichen versehen sein.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Seitenansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Positionierund/oder Verriegelungsantriebs,
    Fig. 2
    eine schematische Längsschnittdarstellung des Antriebs gemäß Fig. 1,
    Fig. 3
    eine vergrößerte geschnittene Ansicht eines die absolute Wegmesseinrichtung enthaltenden Teils des Antriebs gemäß Fig. 1,
    Fig. 4
    eine schematische Stirnansicht des im vorliegenden Fall beispielsweise gleichzeitig als Handgriff verwendbaren Antriebs gemäß Fig. 1,
    Fig. 5
    eine schematische Darstellung eines beispielhaften, mit einem Antrieb gemäß Fig. 1 versehenen manuell aufgedrehten Flügels, und
    Fig. 6
    eine schematische perspektivische Ansicht des beispielsweise gleichzeitig als Handgriff verwendbaren Antriebs gemäß Fig. 1.
  • Die Figuren 1 bis 6 zeigen eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Positionier- und/oder Verriegelungsantriebs 10 für einen Flügel 12 (vgl. auch Fig. 5) eines Fensters, einer Tür oder dergleichen.
  • Der Antrieb 10 umfasst ein Gehäuse 14, einen eine Antriebseinheit 16 und eine Getriebeeinheit 18 umfassenden Getriebemotor 20, eine elektronische Steuerungseinrichtung 22 zur Ansteuerung des Getriebemotors 20 und ein durch den Getriebemotor 20 beaufschlagbares, mit dem Flügel 12 bzw. einer diesem zugeordneten Verriegelungseinrichtung koppelbaren oder gekoppelten Abtriebselement 24. Die Geschwindigkeit und/oder Position des Abtriebselements 24 ist durch die elektronische Steuerungseinrichtung 22 unter Heranziehung von über eine relative oder inkrementelle Wegmesseinrichtung 26 erfassten jeweiligen relativen Positionen des Abtriebselements 24 steuer- und/oder regelbar.
  • Zudem umfasst der Antrieb 10 eine absolute Wegmesseinrichtung 28 zur Erfassung jeweiliger absoluter Positionen des Abtriebselements 24. Dabei ist die relative bzw. inkrementelle Wegmesseinrichtung 26 durch die elektronische Steuerungseinrichtung 22 automatisch über die absolute Wegmesseinrichtung 28 kalibrierbar.
  • Die absolute Wegmesseinrichtung 28 ist im vorliegenden Fall auf eine definierte Null-Position bezüglich des Antriebsgehäuses 14 kalibrierbar.
  • Die jeweiligen über die relative bzw. inkrementelle Wegmesseinrichtung 26 erfassten relativen Positionen des Abtriebselements 24 können in einem Zwischenspeicher der elektronischen Steuerungseinrichtung zwischengespeichert werden.
  • Vor der Ausführung eines jeweiligen neuen Befehls kann über die elektronische Steuerungseinrichtung 22 automatisch ein Abgleich zwischen den über die absolute Wegmesseinrichtung 28 erfassten absoluten Positionen und den über die relative bzw. inkrementelle Wegmesseinrichtung 26 erfassten relativen Positionen erfolgen. Dabei übernimmt die elektronische Steuerungseinrichtung 22 bei voneinander abweichenden Positionswerten der absoluten Wegmesseinrichtung 28 und der relativen bzw. inkrementalen Wegmesseinrichtung 26 die Positionswerte der absoluten Wegmesseinrichtung 28 als wahre Positionswerte.
  • Alternativ oder zusätzlich kann im Fall eines nach einer jeweiligen Kalibrierung der relativen bzw. inkrementellen Wegmesseinrichtung 26 über die absolute Wegmesseinrichtung 28 auftretenden, eine vorgebbare Zeit andauernden Ausfalls der Spannungsversorgung für die elektronische Steuerungseinrichtung 22, den Getriebemotor 20 und/oder den Zwischenspeicher durch die elektronische Steuerungseinrichtung 22 automatisch ein Abgleich zwischen einem jeweiligen über die absolute Wegmesseinrichtung 28 erfassten absoluten Positionswert und einem jeweiligen im Zwischenspeicher zwischengespeicherten relativen Positionswert erfolgen.
  • Dabei ist insbesondere eine solche Ausführung des Antriebs 10 denkbar, bei der bei einer festgestellten Abweichung zwischen einem jeweiligen über die absolute Wegmesseinrichtung 28 erfassten absoluten Positionswert und einem jeweiligen im Zwischenspeicher zwischengespeicherten relativen Positionswert das Abtriebselement 24 über den durch die elektrische Steuerungseinheit 22 ansteuerbaren Getriebemotor 20 automatisch in einen sicheren Zustand entsprechend einem über die absolute Wegmesseinrichtung 20 vorgebbaren absoluten Positionswert überführbar ist.
  • Im Anschluss an die Überführung des Antriebselements 24 in den sicheren Zustand wird der Positionswert der relativen bzw. inkrementellen Wegmesseinrichtung 26 dann auf den Positionswert der absoluten Wegmesseinrichtung 28 gesetzt.
  • Die relative bzw. inkrementelle Wegmesseinrichtung 26 und die absolute Wegmesseinrichtung 28 sind im vorliegenden Fall jeweils im Antriebsgehäuse 14 integriert.
  • Die Getriebeeinheit 18 des Getriebemotors 20 umfasst im vorliegenden Fall ein Spindelgetriebe 30 mit einer Spindel 32 und einer Spindelmutter 34, dessen Spindel 32 mit einer Abtriebswelle 36 der Antriebseinheit 16 des Getriebemotors 20 verbunden ist und dessen Spindelmutter 34 als Abtriebselement 24 dient. Das die Spindelmutter 34 umfassende Abtriebselement 24 ist im vorliegenden Fall somit mit einer jeweiligen Drehung der Abtriebswelle 36 der Antriebseinheit 16 des Getriebemotors 20 entlang der Spindel 32 verfahrbar.
  • Die absolute Wegmesseinrichtung 28 umfasst im vorliegenden Fall ein als Spannungsteiler beschaltetes Potentiometer 38, an dem über einen mit dem Abtriebselement 24 bzw. der Spindelmutter 34 des Spindelgetriebes 30 entlang einer Leiterbahn 40 des Potentiometers 38 verstellbarer Schleifkontakt 42 eine für die jeweilige Position des Abtriebselements 24 bzw. der Spindelmutter 34 repräsentative variable Spannung abgreifbar ist.
  • Zum Kalibrieren der absoluten Wegmesseinrichtung 28 ist die Getriebeeinheit 18 mit einem relativ zum Antriebsgehäuse 14 ortsfesten Anschlag 58 für die als Abtriebselement 24 dienende Spindelmutter 34 des Spindelgetriebes 30 versehen.
  • Wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich, umfasst der Schleifkontakt 42 im vorliegenden Fall eine in der Spindelmutter 34 des Spindelgetriebes 30 gelagerte, federnd gegen die Leiterbahn 40 des Potentiometers 38 gedrückte Kugel 44. Dabei können die Kugel 44 sowie die betreffende Federeinheit zum Anpressen der Kugel 44 an die Leiterbahn 40 gegenüber der als Abtriebselement 44 dienenden Spindelmutter 34 elektrisch isoliert sein.
  • Die am Potentiometer 38 abgreifbare, für die jeweilige Position des Abtriebselements 24 bzw. der Spindelmutter 34 repräsentative Spannung wird der elektronischen Steuerungseinrichtung 22 beispielsweise über einen (nicht gezeigten) Impedanzwandler zugeführt. Ein solcher Impedanzwandler kann jedoch beispielsweise auch in der elektronischen Steuerungseinrichtung 22 integriert sein.
  • Die relative bzw. inkrementale Wegmesseinrichtung 26 kann einen relativ zum Antriebsgehäuse 14 ortsfesten, durch wenigstens einen auf einer Abtriebswelle 36 der Antriebseinheit 16 des Getriebemotors 20 vorgesehenen Magneten beaufschlagbaren Hall-Sensor umfassen. Dabei kann ein solcher Hall-Sensor insbesondere durch einen auf der Abtriebswelle 36 der Antriebseinheit 16 des Getriebemotors 20 vorgesehenen mehrpoligen Magneten, insbesondere einen zweipoligen Magneten mit einem Nord-Pol und einem diesen diametral gegenüberliegenden Süd-Pol, beaufschlagbar sein. Der Hall-Sensor wird in diesem Fall bei rotierender Abtriebswelle 36 der Antriebseinheit 16 abwechselnd mit unterschiedlichen magnetischen Feldern beaufschlagt, was eine durch die elektronische Steuerungseinrichtung 22 erfassbare pulsierende Hall-Spannung mit sich bringt.
  • Die Verfahrgeschwindigkeit des Abtriebselements 24 bzw. der Spindelmutter 34 des Spindelgetriebes 30 ist im vorliegenden Fall durch die elektronische Steuerungseinrichtung 22 auf vorgebbare konstante Werte regelbar. Dabei kann die Verfahrgeschwindigkeit des Abtriebselements 24 bzw. der Spindelmutter 34 des Spindelgetriebes 30 zum Verstellen eines Kippflügels zwischen dessen Kipp- und Schließstellung einerseits und zum Verriegeln und Entriegeln eines solchen Kippflügels andererseits auf vorgebbare konstante Werte in unterschiedlichen Bereichen regelbar sein.
  • Die Steuerungseinrichtung 22 kann beispielsweise einen Mikrocontroller umfassen.
  • Wie insbesondere aus den Fig. 4 bis 6 ersichtlich, kann das Antriebsgehäuse 14 zur gleichzeitigen Verwendung des am Flügel 12 befestigbaren Antriebs als Handgriff zur manuellen Betätigung des Fensters bzw. der Tür mit einem durch eine Rundung 46 gebildeten Hinterschnitt 48 versehen sein.
  • Wie insbesondere aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, kann die elektronische Steuerungseinrichtung 22 beispielsweise über einen Halter oder eine Steuerungsplatine im Antriebsgehäuse 14 montiert sein. Über einen entsprechenden Halter kann zudem ein Bedienfeld 60 in das Antriebsgehäuse 14 eingebracht sein. Über einen Öffnungsindikator 50 kann ein jeweiliger Öffnungszustand des Flügels angezeigt werden. Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich, kann der Antrieb 10 mit Mitteln 52 zur Feststellung des Flügels in einer bestimmten Drehposition und/oder mit einer Notverriegelung 54 versehen sein. Zudem kann der Antrieb 10 an einem Ende durch eine mit einem Schloss für eine Zugangsberechtigung versehene Seitenkappe 56 verschließbar sein.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Positionier- und/oder Verriegelungsantrieb
    12
    Flügel
    14
    Antriebsgehäuse
    16
    Antriebseinheit
    18
    Getriebeeinheit
    20
    Getriebemotor
    22
    Elektronische Steuerungseinrichtung
    24
    Abtriebselement
    26
    Relative bzw. inkrementelle Wegmesseinrichtung
    28
    Absolute Wegmesseinrichtung
    30
    Spindelgetriebe
    32
    Spindel
    34
    Spindelmutter
    36
    Abtriebswelle
    38
    Potentiometer
    34
    Leiterbahn
    42
    Schleifkontakt
    44
    Kugel
    46
    Rundung
    48
    Hinterschnitt
    50
    Öffnungsindikator
    52
    Feststelleinrichtung
    54
    Notverriegelung
    56
    Seitenkappe
    58
    Anschlag
    60
    Bedienfeld

Claims (20)

  1. Positionier- und/oder Verriegelungsantrieb (10) für einen Flügel (12) eines Fensters, einer Tür oder dergleichen, mit einem Gehäuse (14), einem eine Antriebseinheit (16) und eine Getriebeeinheit (18) umfassenden Getriebemotor (20), einer elektronischen Steuerungseinrichtung (22) zur Ansteuerung des Getriebemotors (20) und einem durch den Getriebemotor (20) beaufschlagbaren, mit dem Flügel (12) bzw. einer diesem zugeordneten Verriegelungseinrichtung koppelbaren oder gekoppelten Abtriebselement (24), dessen Geschwindigkeit und/oder Position durch die elektronische Steuerungseinrichtung (22) unter Heranziehung von über eine relative oder inkrementelle Wegmesseinrichtung (26) erfassten jeweiligen relativen Positionen des Abtriebselements (24) steuer- und/oder regelbar ist, wobei der Antrieb (10) zudem eine absolute Wegmesseinrichtung (28) zur Erfassung jeweiliger absoluter Positionen des Abtriebselements (24) umfasst und die relative bzw. inkrementelle Wegmesseinrichtung (26) durch die elektronische Steuerungseinrichtung (22) automatisch über die absolute Wegmesseinrichtung (28) kalibrierbar ist.
  2. Antrieb nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die absolute Wegmesseinrichtung (28) auf eine definierte Null-Position bezüglich des Antriebsgehäuses (14) kalibriert ist.
  3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die jeweiligen über die relative bzw. inkrementelle Wegmesseinrichtung (26) erfassten relativen Positionen des Abtriebselements (24) in einem Zwischenspeicher der elektronischen Steuerungseinrichtung (22) zwischenspeicherbar sind.
  4. Antrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass über die elektronische Steuerungseinrichtung (22) vor der Ausführung eines jeweiligen neuen Befehls ein Abgleich zwischen den über die absolute Wegmesseinrichtung (28) erfassten absoluten Positionen und den über die relative bzw. inkrementelle Wegmesseinrichtung (26) erfassten relativen Positionen erfolgt.
  5. Antrieb nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die elektronische Steuerungseinrichtung (22) bei voneinander abweichenden Positionswerten der absoluten Wegmesseinrichtung (28) und der relativen bzw. inkrementellen Wegmesseinrichtung (26) die Positionswerte der absoluten Wegmesseinrichtung (28) als wahre Positionswerte übernimmt.
  6. Antrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass im Fall eines nach einer jeweiligen Kalibrierung der relativen bzw. inkrementellen Wegmesseinrichtung (26) über die absolute Wegmesseinrichtung (28) auftretenden, eine vorgebbare Zeit andauernden Ausfalls der Spannungsversorgung für die elektronische Steuerungseinrichtung (22), den Getriebemotor (20) und/oder den Zwischenspeicher durch die elektronische Steuerungseinrichtung (22) automatisch ein Abgleich zwischen einem jeweiligen über die absolute Wegmesseinrichtung (28) erfassten absoluten Positionswert und einem jeweiligen im Zwischenspeicher zwischengespeicherten relativen Positionswert erfolgt.
  7. Antrieb nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass bei einer festgestellten Abweichung zwischen einem jeweiligen über die absolute Wegmesseinrichtung (28) erfassten absoluten Positionswert und einem jeweiligen im Zwischenspeicher zwischengespeicherten relativen Positionswert das Abtriebselement (24) über den durch die elektronische Steuerungseinheit (22) ansteuerbaren Getriebemotor (20) automatisch in einen sicheren Zustand entsprechend einem über die absolute Wegmesseinrichtung (28) vorgebbaren absoluten Positionswert überführbar ist.
  8. Antrieb nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Positionswert der relativen bzw. inkrementellen Wegmesseinrichtung (26) durch die elektronische Steuerungseinrichtung im Anschluss an die Überführung des Antriebselements (24) in den sicheren Zustand auf den erfassten Positionswert der absoluten Wegmesseinrichtung (28) gesetzt wird.
  9. Antrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die relative bzw. inkrementelle Wegmesseinrichtung (26) und/oder die absolute Wegmesseinrichtung (28) jeweils im Antriebsgehäuse (14) integriert ist.
  10. Antrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Getriebeeinheit (18) des Getriebemotors (20) ein Spindelgetriebe (30) mit einer Spindel (32) und einer Spindelmutter (34) umfasst, dessen Spindel (32) mit einer Abtriebswelle (36) der Antriebseinheit (16) des Getriebemotors (20) verbunden ist und dessen Spindelmutter (34) als Abtriebselement (24) dient, das somit mit einer jeweiligen Drehung der Abtriebswelle (36) der Antriebseinheit (16) des Getriebemotors (20) entlang der Spindel (32) verfahrbar ist.
  11. Antrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die absolute Wegmesseinrichtung (28) ein als Spannungsteiler beschaltetes Potentiometer (38) umfasst, an dem über einen mit dem Abtriebselement (24) bzw. der Spindelmutter (34) des Spindelgetriebes (30) entlang einer Leiterbahn (40) des Potentiometers (38) verstellbarer Schleifkontakt (42) eine für die jeweilige Position des Abtriebselements (24) bzw. der Spindelmutter (34) repräsentative variable Spannung abgreifbar ist.
  12. Antrieb nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Getriebeeinheit (18) zum Kalibrieren der absoluten Wegmesseinrichtung (28) mit einem relativ zum Antriebsgehäuse (14) ortsfesten Anschlag (58) für die als Abtriebselement (24) dienende Spindelmutter (34) des Spindelgetriebes (30) versehen ist.
  13. Antrieb nach Anspruch 11 oder 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Schleifkontakt (42) eine in der Spindelmutter (34) des Spindelgetriebes (30) gelagerte, federnd gegen die Leiterbahn (40) des Potentiometers (38) gedrückte Kugel (44) umfasst.
  14. Antrieb nach einem der vorstehenden Anspruche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die am Potentiometer (38) abgreifbare, für die jeweilige Position des Abtriebselements (24) bzw. der Spindelmutter (34) repräsentative Spannung der elektronischen Steuerungseinrichtung (22) über einen Impedanzwandler zuführbar ist.
  15. Antrieb nach einem der vorstehenden Anspruche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die relative bzw. inkrementelle Wegmesseinrichtung (26) einen relativ zum Antriebsgehäuse (14) ortsfesten, durch wenigstens einen auf einer Abtriebswelle (36) der Antriebseinheit (16) des Getriebemotors (20) vorgesehenen Magneten beaufschlagen Hall-Sensor umfasst.
  16. Antrieb nach Anspruch 15,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Hall-Sensor durch einen auf der Abtriebswelle (36) der Antriebseinheit (16) des Getriebemotors (20) vorgesehenen mehrpoligen Magneten, insbesondere einen zweipoligen Magneten mit einem Nord-Pol und einem diesem diametral gegenüberliegenden Süd-Pol, beaufschlagbar ist.
  17. Antrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Verfahrgeschwindigkeit des Abtriebselements (24) bzw. der Spindelmutter (34) des Spindelgetriebes (30) durch die elektronische Steuerungseinrichtung (22) auf vorgebbare konstante Werte regelbar ist.
  18. Antrieb nach Anspruch 17,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Verfahrgeschwindigkeit des Abtriebselements (24) bzw. der Spindelmutter (34) des Spindelgetriebes (30) zum Verstellen eines Kippflügels zwischen dessen Kipp- und Schließstellung einerseits und zum Verriegeln und Entriegeln eines solchen Kippflügels andererseits auf vorgebbare konstante Werte in unterschiedlichen Bereichen regelbar ist.
  19. Antrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steuerungseinrichtung (22) einen Mikrocontroller umfasst.
  20. Antrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Antriebsgehäuse (14) zur gleichzeitigen Verwendung des am Flügel (12) befestigbaren Antriebs (10) als Handgriff zur manuellen Betätigung des Fensters bzw. der Tür mit einem durch eine Rundung (46) gebildeten Hinterschnitt (48) versehen ist.
EP20165501.6A 2019-06-27 2020-03-25 Antrieb für einen fenster- oder türflügel Active EP3757330B1 (de)

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DE102019209378.7A DE102019209378A1 (de) 2019-06-27 2019-06-27 Antrieb für einen Fenster- oder Türflügel

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