EP4644651A1

EP4644651A1 - Antrieb

Info

Publication number: EP4644651A1
Application number: EP25166306.8A
Authority: EP
Inventors: Benjamin Wörner
Original assignee: Geze GmbH
Current assignee: Geze GmbH
Priority date: 2024-04-30
Filing date: 2025-03-26
Publication date: 2025-11-05
Also published as: DE102024112129A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Antrieb, insbesondere für einen Flügel eines Fensters oder einer Tür, mit einem Gehäuse, einem Motor, und einer in dem Gehäuse untergebrachten Getriebeeinheit zum Antrieb einer Abtriebswelle, wobei die Abtriebswelle dazu eingerichtet ist, mit einem Kraftübertragungsglied für den Flügel zum Öffnen und/oder Schließen des Flügels verbunden zu werden. Die Getriebeeinheit weist ein von der Motorwelle angetriebenes Torusrad und ein mit dem Torusrad in Eingriff stehendes Bogenrad auf, wobei das Torusrad eine Wälzfläche mit einer Verzahnung mit mindestens einem spiralförmig angeordneten Zahn aufweist und das Bogenrad eine zylinderförmige Wälzfläche mit mehreren Zähnen aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Antrieb, insbesondere für einen Flügel eines Fensters oder einer Tür, mit einem Gehäuse, einem Motor, und einer in dem Gehäuse untergebrachten Getriebeeinheit zum Antrieb einer Abtriebswelle, wobei die Abtriebswelle dazu eingerichtet ist, mit einem Kraftübertragungsglied für den Flügel zum Öffnen und/oder Schließen des Flügels verbunden zu werden. Die Erfindung betrifft ferner eine Tür oder ein Fenster mit einem schwenkbar gelagerten Flügel und einem solchen Antrieb zum Öffnen und/oder Schließen des Flügels
Antriebe für einen Flügel eines Fensters oder einer Tür sind allgemein bekannt.
Aus der DE 10 2015 105 623 B4 ist beispielsweise ein Stellantrieb für das automatische Bewegen von Verschlusselementen für Gebäudeöffnungen, insbesondere für Fensterflügel, bekannt. Der Stellantrieb umfasst ein entlang einer Längsrichtung langgestrecktes Gehäuse, einen in dem Gehäuse angeordneten Antriebsmotor, ein in das Gehäuse ein- und aus diesem durch eine Durchtrittsöffnung ausfahrbares Kraftübertragungsglied für die Übertragung einer Stellkraft auf ein Verschlusselement und ein Getriebe zur Übertragung einer von dem Antriebsmotor erzeugten Antriebskraft auf das Kraftübertragungsglied, wobei der Antriebsmotor eine Ausgangswelle und auf dieser angeordnet ein erstes Getriebeglied des Getriebes aufweist, wobei das erste Getriebeglied bei einer Kraftübertragung von dem Antriebsmotor über das Getriebe zu dem Kraftübertragungsglied mit einem zweiten Getriebeglied in Eingriff steht. Das erste Getriebeglied kann dabei als Schnecke ausgebildet sein und das Kraftübertragungsglied kann als Kraftübertragungskette ausgebildet sein.
Bei den meisten automatischen Fensterantriebe, wie auch bei dem aus der DE 102015 105 623 B4 bekannten Antrieb, wird die Motorbewegung über ein Schraubradgetriebe oder Schneckengetriebe und mehrere Stirnradstufen auf ein Kettenritzel übertragen, welches eine Kette antreibt.
Durch den insgesamt geringen Bauraum derartiger Antriebe werden oftmals kleine Motoren mit geringem Drehmoment eingesetzt. Dadurch sind allerdings hohe Getriebeübersetzungen von ca. 300 - 400 notwendig, welche mit meist vierstufigen Getrieben realisiert werden. Das Schraubradgetriebe weist meist sehr hohe Übersetzungen von ca. 40 oder höher auf. Dadurch bricht der Wirkungsgrad allerdings stark ein und beträgt regelmäßig weniger als 35 Prozent.
Grundsätzlich sollten die Getriebe zum Antrieb von Fenstern oder Türen nicht rücktreibbar sein, sodass ein geöffnetes Fenster bzw. eine geöffnete Tür sich nicht von selbst schließen kann. Dennoch sollten die genannten Getriebe einen möglichst hohen Wirkungsgrad aufweisen, damit das Fenster / die Tür auch mit einem kleinen bzw. vergleichsweise leistungsschwachen Motor in einer geforderten Zeit geöffnet bzw. geschlossen werden kann.
Diese Gratwanderung verkompliziert und verteuert die Entwicklung und Fertigung derartiger Antriebe und macht sie anfällig für Fehler durch Toleranzabweichungen.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Antrieb für einen Flügel eines Fensters oder einer Tür bereitzustellen, das einen hohen Wirkungsgrad bei kompaktem Bauraum, verringerter Komplexität und reduzierten Herstellungskosten aufweist. Zudem soll ein entsprechendes Fenster oder eine entsprechende Tür angegeben werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Antrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Fenster oder eine Tür mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Antriebs ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den Zeichnungen.
Der erfindungsgemäße Antrieb zeichnet sich dadurch aus, dass die Getriebeeinheit ein von der Motorwelle angetriebenes Torusrad und ein mit dem Torusrad in Eingriff stehendes Bogenrad aufweist, wobei das Torusrad eine Wälzfläche mit einer Verzahnung mit mindestens einem spiralförmig angeordneten Zahn aufweist und das Bogenrad eine zylinderförmige Wälzfläche mit mehreren Zähnen aufweist.
Mit anderen Worten wird bei dem erfindungsgemäßen Antrieb das übliche Schraubradgetriebe oder Schneckengetriebe (in der Eingangsstufe der Getriebeeinheit) durch ein Spiralgetriebe (auch als Planspiralgetriebe oder Torusgetriebe bezeichnet) ersetzt. Das Spiralgetriebe hat die Eigenschaft auch bei hohen Übersetzungen einen hohen Wirkungsgrad von ca. 50 Prozent aufzuweisen und gleichzeitig nicht rücktreibbar zu sein. Das Torusrad kann auch als Planspiralrad bezeichnet werden.
Sofern die Getriebeeinheit als dreistufiges Getriebe ausgebildet ist, kann das Spiralgetriebe durch die genannte Ersetzung eine sehr hohe Übersetzung, nämlich eine Übersetzung größer 100 oder mitunter größer 150, realisiert werden, wodurch eine Stirnradstufe des (üblicherweise vierstufigen) Getriebes entfallen kann und gleichzeitig ein hoher Wirkungsgrad erreicht wird. Insofern kann es ausreichend sein, wenn nach der Eingangsstufe lediglich zwei Stirnradstufen folgen, bis die Bewegung auf ein Kraftübertragungsglied, wie beispielsweise eine Kette, geführt wird. Dadurch können Bauraum und Kosten eingespart werden.
Wird die Getriebeeinheit als vierstufiges Getriebe ausgeführt, kann das Spiralgetriebe eine Übersetzung von kleiner 100, besonders vorteilhaft von kleiner 70, aufweisen. Dementsprechend gering kann der Durchmesser des Bogenrades gewählt werden. Dadurch ergeben sich vorteilhafte Anordnungsmöglichkeiten für die weiteren Getriebestufen, sodass auch bei dieser Ausführung Bauraum und Kosten eingespart werden können.
Durch den hohen Wirkungsgrad kann der erfindungsgemäße Antrieb höhere Lasten bewegen und/oder das Fenster (bzw. die Tür) kann schneller geöffnet oder geschlossen werden.
Der Motor kann in dem Gehäuse angeordnet sein, er kann aber auch (außerhalb, insbesondere stirnseitig) an dem Gehäuse angeordnet sein. Er ist kann z.B. direkt oder über einen Adapter mit dem Gehäuse verbunden (z.B. verschraubt) sein.
In einer Ausführungsform weist die Getriebeeinheit ferner mindestens eine erste Stirnradstufe und eine zweite Stirnradstufe auf. Insbesondere sind die erste Stirnradstufe und die zweite Stirnradstufe in einer Ebene angeordnet.
Bevorzugt sind auch etwaige weitere Stirnradstufen in der genannten Ebene angeordnet. Besonders bevorzugt sind die erste Stirnradstufe und die zweite Stirnradstufe in einer Ebene angeordnet, die parallel zur Drehebene des Bogenrades verläuft (und ungleich der Drehebene des Bogenrades ist) bzw. senkrecht zu einer Drehachse des Bogenrades und/oder der Abtriebswelle verläuft. Diese Anordnung bietet den Vorteil, dass anderen Bauteilen, insbesondere dem Bogenrad, ein vergleichsweise großer Bauraum zur Verfügung gestellt werden kann. Insofern können sowohl Größe als auch Anordnung des Bogenrades flexibel gewählt werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Bogenrad drehfest mit einem Ritzel der ersten Stirnradstufe verbunden.
Die Drehachse des Bogenrades ist dabei vorzugsweise gleich der Drehachse des Ritzels. Dies ermöglicht, dass die erste Stirnradstufe (bestehend aus dem Ritzel und einem ersten Stirnrad, das mit dem Ritzel kämmt) in einer anderen (Dreh-)Ebene verlaufen kann als das Bogenrad.
Je nach Ausführung der Getriebeeinheit ist eine Ausführungsform vorteilhaft, bei der das Bogenrad im Wesentlichen mit einer ersten Gehäuseseite abschließt und ein mit dem Ritzel kämmendes Stirnrad der ersten Stirnradstufe im Wesentlichen mit einer zweiten Gehäuseseite abschließt (oder umgekehrt), wobei sich die erste Gehäuseseite und die zweite Gehäuseseite in einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung des Gehäuses und senkrecht zur Drehachse des Bogenrades gegenüberliegen. Besonders bevorzugt schließt das Bogenrad in dieser Ausführungsform nicht mit der zweiten Gehäuseseite ab bzw. ist von dieser beabstandet angeordnet und das Stirnrad der ersten Stirnradstufe schließt nicht mit der ersten Gehäuseseite ab bzw. ist von dieser beabstandet angeordnet.
Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, wenn die Getriebeeinheit mehr als zwei Stirnradstufen aufweist. Beispielsweise für den Fall eines vierstufigen Getriebes, welches drei Stirnradstufen aufweist, weist das Spiralgetriebe bevorzugt eine Übersetzung von kleiner 100, besonders bevorzugt von kleiner 70 auf, sodass ein Bogenrad mit reduziertem Durchmesser ausreicht. Damit können die Stirnradstufen im Vergleich zur einer Schraubradstufe als Eingangsstufe anders angeordnet werden, insbesondere wesentlich kompakter angeordnet werden, sodass insgesamt weniger Bauraum benötigt wird. Mit anderen Worten können insbesondere das Bogenrad und das Stirnrad der ersten Stirnradstufe (bzw. deren Drehachsen) in der Richtung senkrecht zur Längsrichtung des Gehäuses und senkrecht zur Drehachse des Bogenrades, d.h. der Tiefenrichtung des Antriebs bzw. Gehäuses, relativ stark versetzt zueinander angeordnet werden. Dementsprechend gering kann die Braugröße des Gehäuses in der Längsrichtung des Gehäuses ausfallen.
Durch die geringere Übersetzung findet auch eine geringere Kraftübertragung statt. Dementsprechend kann das Bogenrad aus relativ günstigen metallischen Materialien oder gar Kunststoffen hergestellt werden. In Betracht kommen insbesondere Sintermetalle, Polyamid (PA) oder Acetalharz (Polyoxymethylen; POM).
In einer bevorzugten Ausführungsform füllt das Bogenrad das Gehäuse in einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung des Gehäuses und senkrecht zu seiner Drehachse im Wesentlichen aus.
Mit anderen Worten nutzt das Bogenrad die Tiefe des Antriebs bzw. Gehäuses quasi komplett aus. Der Umfang des Bogenrades wird in dieser Ausführungsform also maximiert. Dementsprechend kann eine sehr hohe Übersetzung erreicht werden, so dass es ausreichend sein kann, wenn auf das Spiralgetriebe lediglich noch zwei Stirnradstufen folgen, bevor eine Kraftübertragung auf das Kraftübertragungsglied stattfindet.
In dieser Ausführungsform ist das Bogenrad vorzugsweise mittig in der Tiefe des Gehäuses angeordnet. Genauer ausgedrückt befindet sich die Drehachse des Bogenrades in der Tiefenrichtung, also in der Richtung senkrecht zur Längsrichtung des Gehäuses und senkrecht zu seiner Drehachse, mittig im Gehäuse.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Torusrad in Längsrichtung des Gehäuses näher am Motor angeordnet als das Bogenrad.
Besonders bevorzugt ist das Torusrad stirnseitig auf der Motorwelle angeordnet bzw. mit dieser verbunden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Wälzfläche des Torusrades zumindest bereichsweise konkav ausgebildet und/oder die Verzahnung des Torusrades ist mit zwei oder mehr Zähnen des Bogenrades in Eingriff.
Besonders vorteilhaft ist die Wälzfläche des Torusrades zumindest dort konkav ausgebildet, wo sich die Verzahnung mit dem mindestens einen spiralförmig angeordneten Zahn befindet, da hierdurch in Zusammenspiel mit dem Bogenrad (welches ein konvexe Wälzfläche aufweist) ein besonders starker Eingriff der beiden Räder erfolgen kann und die Kraftübertagung somit gesteigert werden kann. Eine konkave Wälzfläche des Spiralrades kann ferner dazu beitragen, dass mehr Zähne des Bogenrades (vorzugweise zwei oder mehr Zähne) in Eingriff gehalten werden können. Wenn mehrere Zähne des Bogenrades in den mindestens einen Zahn des Torusrades gleichzeitig eingreifen (wobei der spiralförmig angeordnete Zahn des Torusrades mehrere Windungen aufweist), verteilen sich die zu übertragenden Kräfte auf mehrere Zähne. Dadurch können die Module kleiner gewählt werden und so eine höhere Übersetzung realisiert werden. Alternativ können höhere Lasten im Bauraum bewegt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Antriebs sind die Zähne des Bogenrades zumindest einseitig bogenförmig gekrümmt.
Mit anderen Worten ist zumindest eine Flanke der Zähne des Bogenrades (jeweils) bogenförmig gekrümmt ausgebildet. Da die Verzahnung des Torusrades mindestens einen spiralförmig angeordneten Zahn aufweist, folgen die Zähne des Bogenrads somit vorteilhaft dieser spiralförmigen Krümmung. Dadurch wird der Eingriff des Bogenrades mit dem Torousrad verbessert.
Besonders vorteilhaft sind die Zähne des Bogenrades beidseitig bogenförmig gekrümmt ausgebildet, wobei beide Zahnflanken konvex ausgebildet sind. In diesem Fall können in beide Drehrichtungen des Bogenrades Kräfte von diesem aufgenommen werden. Je nach Montageart des Antriebes kann dies von Vorteil sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Torusrad einen Fortsatz auf, der über ein Lager im Gehäuse gelagert wird, und/oder das Torusrad ist mit der Motorwelle kraft- und/oder formschlüssig verbunden.
Bei dem Lager handelt es sich bevorzugt um ein Kugellager (z.B. ein Rillenkugellager oder Schrägkugellager) oder um ein Rollenlager. Andere Lagerarten sind ebenso denkbar. Die Motorwelle kann von dem Torusrad beispielsweise über eine Passfeder oder dergleichen aufgenommen werden. Damit wird erreicht, dass das Torusrad in besonders effektiver Weise mit dem Motor verbunden wird. Weiterhin trägt diese Ausführungsform zu einer besonders kompakten Bauweise des Antriebs bei.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Achse der Motorwelle zur Längsachse des Gehäuses abgewinkelt angeordnet, wobei der Winkel zwischen der Achse der Motorwelle und der Längsachse des Gehäuses mindestens 2° beträgt, insbesondere mindestens 4° beträgt.
Diese Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass ein großer bzw. leistungsstarker Motor verwendet werden kann und der Bauraum des Antriebs entlang seiner Längsachse dennoch reduziert werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform weist der Antrieb ferner ein Drehabtriebsglied auf, wobei das Drehabtriebsglied drehfest auf der Abtriebswelle gelagert ist und dazu eingerichtet ist, mit dem Kraftübertragungsglied zusammenzuwirken.
Bei dem Drehabtriebsglied handelt es sich bevorzugt um ein Kettenritzel oder ein Zahnrad und das Kraftübertragungsglied ist bevorzugt eine Zahnstange oder eine Kette. Dabei ist das Kettenritzel drehfest mit einem Stirnrad verbunden, wobei das Stirnrad mit einem vorgeschalteten Stirnrad kämmt. Die beiden genannten Stirnräder sind vorzugsweise im Wesentlichen gleich groß bzw. die Übersetzung / Untersetzung dieser (letzten) Stirnradstufe ist verglichen mit den anderen Getriebestufen in dem Antrieb eher gering. Insofern dient das "vorletzte" Stirnrad in der Getriebeeinheit eher zur Distanzüberbrückung, um für die Kette genügend Bauraum zu schaffen.
In einer bevorzugten Ausführungsform folgt der mindestens eine auf der Wälzfläche des Torusrades spiralförmig angeordnete Zahn dem Verlauf einer Archimedischen Spirale, deren Koordinatenursprung auf der Drehachse des Torusrades angeordnet ist. Vorzugsweise weist die Spirale mindestens eine Windung, besonders bevorzugt mindestens zwei (oder mehr) Windungen auf. Damit kann ein besonders effektiver Eingriff zwischen Bogenrad und Torusrad erreicht werden.
Besonders bevorzugt weist die Verzahnung des Torusrades zwei oder mehr spiralförmig angeordnete Zähne auf, deren gemeinsamer Koordinatenursprung auf der Drehachse des Torusrades angeordnet ist. Hierdurch wird der Eingriff mit dem Bogenrad noch weiter verbessert.
Weiterbildungen der Erfindung sind auch den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen entnehmbar.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigen (schematisch)

Fig. 1: eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Antriebs,
Fig. 2: eine perspektivische Ansicht der ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Antriebs mit Gehäuseabdeckung,
Fig. 3: eine Draufsicht auf die erste Ausgestaltung des erfindungsmäßen Antriebs,
Fig. 4: eine Seitenansicht der ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Antriebs,
Fig. 5: eine perspektivische Ansicht auf den Motor, das Torusrad und das Bogenrad der ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Antriebs samt vergrößertem Ausschnitt der Wälzfläche des Bogenrades,
Fig. 6: eine Seitenansicht eines Ausschnitts der Wälzfläche eines Bogenrades einer zweiten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Antriebs,
Fig. 7: eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer dritten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Antriebs,
Fig. 8: eine Schnittansicht eines Ausschnitts einer vierten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Antriebs,
Fig. 9: eine perspektivische Ansicht einer fünften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Antriebs,
Fig. 10: eine Draufsicht auf die fünfte Ausgestaltung des erfindungsmäßen Antriebs,
Fig. 11: eine Seitenansicht der fünften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Antriebs,
Fig. 12: eine Draufsicht auf eine sechste Ausgestaltung des erfindungsmäßen Antriebs.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Antriebs. Der Antrieb ist mit der Bezugsziffer 10 versehen. Der Antrieb 10 weist Gehäuse 12 und einen (stirnseitig) an dem Gehäuse 12 angeordneten Motor 14 auf. Mit anderen Worten schließt der Motor 14 in Längsrichtung L des Gehäuses bzw. des Antriebs 10 (dargestellt durch den Doppelpfeil) an das Gehäuse 12 an. Grundsätzlich ist auch denkbar, dass der Motor 14 in das Gehäuse 12 integriert ist. Die Achse des Motors oder genauer gesagt der Motorwelle ist vorliegend mit der Bezugsziffer 141 versehen.
In dem Gehäuse 12 befindet sich eine Getriebeeinheit 16 zum Antrieb einer Antriebswelle 18, wobei die Abtriebswelle 18 vorliegend über ein Kettenritzel 20, auch Drehabtriebsglied genannt, mit einer Kette 22, auch Kraftübertragungsglied genannt, für den Flügel (nicht dargestellt) eines Fensters oder einer Tür zum Öffnen und/oder Schließen des Flügels antriebswirksam verbunden ist.
Die Getriebeeinheit 16 ist in dieser Ausgestaltung dreistufig ausgebildet, wobei die Eingangsstufe als Spiralgetriebe ausgestaltet ist. Dabei weist die Getriebeeinheit 16 ein von der Motorwelle angetriebenes Torusrad 24 auf. Das Torusrad 24 steht über seine Verzahnung auf der Wälzfläche 242 mit der Verzahnung auf der Wälzfläche 262 des Bogenrades 26 mit dem Bogenrad in Eingriff. Die Verzahnung des Torusrades 24 wird durch einen auf der Wälzfläche 242 des Torusrades 24 spiralförmig angeordneten Zahn gebildet, der mehrere Windungen aufweist. Die Zähne auf der Wälzfläche 262 des Bogenrades 26 sind vorliegend einseitig bogenförmig gekrümmt und folgen somit der Spiralform des Zahnes auf dem Torusrad 24.
Das Bogenrad 26 ist drehfest mit einem Ritzel (nicht dargestellt) verbunden, wobei das Ritzel mit einem ersten Stirnrad 34 kämmt. Ritzel und erstes Stirnrad 34 bilden eine erste Stirnradstufe. Das erste Stirnrad 34 kämmt seinerseits mit einem zweiten Stirnrad 36 und bildet mit diesem die zweite Stirnradstufe. Das zweite Stirnrad 36 ist mit der Abtriebswelle 18 drehfest verbunden, wobei die Abtriebswelle 18 mit einem Kettenritzel 20 drehfest verbunden ist. So wird durch eine Drehung des zweiten Stirnrades 36 letztlich das Kettenritzel 20 in Drehung versetzt. Die mit dem Kettenritzel 20 in Eingriff stehende Kette 20 wird in der Folge in ebenfalls in Bewegung versetzt und kann dadurch einen angeschlossenen Fenster- oder Türflügel bewegen.
Das erste Stirnrad 34 und das zweite Stirnrad 36 bilden die zweite bzw. letzte Stirnradstufe in der Getriebeeinheit 16. Die beiden Stirnräder sind im Wesentlichen gleich groß bzw. die Übersetzung / Untersetzung dieser letzten Stirnradstufe ist verglichen mit den anderen Getriebestufen in dem Antrieb 10 eher gering. Insofern dient das Stirnrad 34 in der Getriebeeinheit 16 zur Distanzüberbrückung. So kann für die Kette 22 genügend Bauraum zur Verfügung gestellt werden
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht der ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Antriebs 10 mit Gehäuseabdeckung 125. Die Gehäuseabdeckung 125 deckt die Getriebeeinheit 16 dabei im Wesentlichen ab und schützt sie so vor äußeren Einflüssen wie etwa Staub oder Feuchtigkeit. Ferner ist in Fig. 2 der Kettenaustritt des Gehäuses 12 mit der Bezugsziffer 220 dargestellt. Der Kettenaustritt 220 befindet sich an einer Längsseite des Gehäuses 12.
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf die erste Ausgestaltung des erfindungsmäßen Antriebs 10. Die Tiefenrichtung bzw. Tiefe des Gehäuses 12 ist dabei durch den mit dem Bezugszeigen T versehenen Doppelpfeil angedeutet. In Fig. 3 lässt sich deutlich erkennen, dass das Bogenrad 26 im Wesentlichen die gesamte Tiefe des Gehäuses 12 einnimmt. Die Drehachse 261 des Bogenrades ist dabei auf der Längsachse 121 des Gehäuses 12 angeordnet bzw. mittig in der Tiefe des Gehäuses 12. Dadurch fällt der Durchmesser des Bogenrads 26 maximal groß aus. Mit anderen Worten erstreckt sich das Bogenrad 26 von der ersten Gehäuseseite 122 (auf welcher sich der Kettenaustritt 220 befindet) zur zweiten Gehäuseseite 124.
Fig. 3 lässt sich ferner entnehmen, dass die Achse 141 der Motorwelle nicht mit der Längsachse 121 des Gehäuses 12 zusammenfällt. Vielmehr sind die beiden Achsen in einem nicht verschwindenden Winkel zueinander angeordnet. Vorliegend beträgt der Winkel α zwischen den beiden Achsen 4,5° Grad. Mit anderen Worten ist in der ersten Ausgestaltung der Motor 14 abgewinkelt zum Gehäuse 12 (bzw. zu dessen Längsachse 121) angeordnet. Durch den abgewinkelt angeordneten Motor 14 kann der Antrieb 10 in der Längsrichtung L verkürzt ausfallen, ohne dass ein baugrößenmäßig kleinerer Motor 14 verwendet werden muss.
Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht der ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Antriebs 10. In der Seitenansicht ist deutlich zu erkennen, dass die erste Stirnradstufe 33 und die zweite Stirnradstufe 33 in einer Ebene 123 liegen. Genauer gesagt, befinden sich das Ritzel 32 (welches drehfest mit dem Bogenrad 26) verbunden ist), das erste Stirnrad 34 und das zweite Stirnrad 36 in der Ebene 123 bzw. drehen sich in dieser Ebene 123.
Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht auf den Motor 14, das Torusrad 24 und das Bogenrad 26 der ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Antriebs 10 samt vergrößertem Ausschnitt der Wälzfläche 262 des Bogenrades 26. Insbesondere lässt sich Fig. 5 die spiralförmige Verzahnung des Torusrades 24 entnehmen, die einen spiralförmig angeordneten Zahn 243 aufweist, wobei der Zahn 243 mehrere Windungen aufweist. Die zylinderförmige Wälzfläche 262 des Bogenrades 26 weist ebenfalls mehrere Zähne auf. Die Wälzfläche 262 wird durch die Mantelfläche des Bogenrades 26 gebildet und weist mehrere bogenförmig gekrümmte Zähne auf, wobei die Zähne an einer ersten Flanke konkav und an einer zweiten Flanke konvex gekrümmt sind. In dem vergrößerten Ausschnitt der Verzahnung des Bogenrades ist einer der Zähne mit der Bezugsziffer 263 versehen, wobei die erste Flanke des Zahnes 263 mit der Bezugsziffer 263a und die zweite Flanke des Zahns mit der Bezugsziffer 263b versehen ist. Die erste Flanke 263a ist konvex gekrümmt, die zweite Flanke 263b ist konkav gekrümmt. Zumindest durch die konvexe Krümmung wird ein verbesserter Eingriff mit der Verzahnung des Torusrades 24 geschaffen.
Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht eines Ausschnitts der Wälzfläche 262 eines Bogenrades 26 einer zweiten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Antriebs 10. In dieser Ausgestaltung weist die Wälzfläche 262 mehrere Zähne auf. Beispielhaft ist einer der Zähne mit der Bezugsziffer 263 versehen, wobei der Zahn 263 eine erste Flanke 263a mit einer konvexen Krümmung und eine zweite Flanke 263b mit einer ebenfalls konvexen Krümmung aufweist. Die anderen Zähne des Bogenrades 26 sind in analoger Weise ausgebildet. Insofern sind die Zähne der gezeigten Wälzfläche 262 beidseitig bogenförmig gekrümmt. Eine derartige Ausgestaltung hat den Vorteil, dass in beide Drehrichtungen des Bogenrades 262 Kräfte von einem mit diesem in Eingriff stehenden Torusrad 24 aufgenommen werden können.
Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer dritten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Antriebs 10, bei dem ein Bogenrad 26 in Eingriff mit einem Torusrad 24 abgebildet ist. Dabei ist lediglich ein Abschnitt des Torusrades 24 erkennbar. Insbesondere ist die konkav ausgebildete Wälzfläche 242 erkennbar, die durch den gestrichelten Bogen 245 veranschaulicht wird. Ferner sind in dieser Ausgestaltung mehrere Zähne (263, 265, 267 und 269) des Bogenrades 26 in Eingriff mit einem Zahn des Torusrades 243, der fünf Windungen aufweist. Durch die konkave Krümmung der Wälzfläche 242 kann eine besonders effektive Kraftübertragung zwischen Torusrad 24 und Bogenrad 26 gewährleistet werden.
Fig. 8 zeigt eine Schnittansicht eines Ausschnitts einer vierten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Antriebs 10. Dabei zeigt Fig. 8 insbesondere den Motor 14 mit der Motorwelle 142, die in das Torusrad 24 form- und kraftschlüssig eingepasst ist. Ein zuverlässiger Sitz des Torusrades 24 wird dabei über den Fortsatz 248 gewährleistet. Der Fortsatz 248 bildet eine Art Hohlzylinder, der die Motorwelle 142 umgibt. Der Fortsatz 248 ist in dieser Ausgestaltung über ein Lager 128 im Gehäuse 12 gelagert. Das Lager 128 ist dabei als Rillenkugellager ausgebildet.
Fig. 9 zeigt eine perspektivische Ansicht einer fünften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Antriebs 10. In dieser Ausgestaltung ist der Antrieb 10 mit einer vierstufigen Getriebeeinheit 16 ausgebildet, wobei die Eingangsstufe durch ein Spiralgetriebe bestehend aus einem Torusrad 24 und einem Bogenrad 26 besteht und die weiteren Stufen 33, 35 und 37 als Stirnradstufen ausgebildet sind.
Das Bogenrad 26 ist drehfest mit einem Ritzel 32 verbunden, wobei das Ritzel 32 in der vorliegenden Ausgestaltung in ein drittes Stirnrad 38 greift. Drehfest mit dem dritten Stirnrad 38 ist ein weiteres Ritzel 39 verbunden, welches mit einem ersten Stirnrad 34 kämmt. Das erste Stirnrad 34 wiederum kämmt mit dem zweiten Stirnrad 36, welches drehfest mit einem Kettenritzel 20 zum Antrieb einer Kette (nicht dargestellt) verbunden ist. Die Stelle in dem Gehäuse 12 für den Kettenaustritt ist mit der Bezugsziffer 220 versehen.
Das Bogenrad 26 im Vergleich zur ersten Ausgestaltung des Antriebs 10 in der vorliegenden Ausgestaltung vergleichsweise klein ausgeführt, insbesondere was den Durchmesser des Bogenrades 26 angeht. Die Drehachse 261 des Bogenrades 26 ist, im Vergleich zur ersten Ausgestaltung, zu der Längsseite des Gehäuses 12 hin verschoben, auf welcher sich der Kettenaustritt 220 befindet. Die Drehachse 381 des dritten Stirnrades 38 ist der gegenüberliegenden Gehäuselängsseite zugewandt. Mit anderen Worten schließt das mit dem Ritzel 32 kämmende Stirnrad 38 im Wesentlichen mit der zweiten Gehäuseseite 124 ab und das Bogenrad 26 schließt im Wesentlichen mit der ersten Gehäuseseite 122 ab, wobei sich die erste Gehäuseseite 122 und die zweite Gehäuseseite 124 in der Tiefenrichtung T des Gehäuses 12 gegenüberliegen.
Diese Anordnung geht aus Fig. 10, welche eine Draufsicht auf die fünfte Ausgestaltung des erfindungsmäßen Antriebs 10 zeigt, noch deutlicher hervor. Fig. 10 ist weiterhin entnehmbar, dass in der fünften Ausgestaltung des Antriebs die Achse 141 der Motorwelle parallel zur Längsachse L des Gehäuses 12 verläuft. Insofern schließt in dieser Ausgestaltung der Motor 14 ohne Abwinkelung an das Gehäuse 12 an.
Fig. 11 zeigt eine Seitenansicht der fünften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Antriebs 10. Aus Fig. 11 ist deutlich entnehmbar, dass die drei Stirnradstufen 33, 35 und 37 in einer Ebene 123 liegen. Anders ausgedrückt, liegen das erste Stirnrad 34, das zweite Stirnrad 36 und das Ritzel 39 in der Ebene 123 und geben dem Bogenrad 26 somit ausreichend Bauraum.
Fig. 12 zeigt eine Draufsicht auf eine sechste Ausgestaltung des erfindungsmäßen Antriebs 10. Die sechste Ausgestaltung unterscheidet sich von der fünften Ausgestaltung in der Anordnung des Motors 14 am Gehäuse 12 und der Anordnung des Spiralgetriebes (also des Torusrades 24, des Bogenrades 26 und des Ritzels 32) bzw. des dritten Stirnrades 38 in dem Gehäuse 12. Während in der fünften Ausgestaltung die Achse 141 des Motors bzw. der Motorwelle näher an der ersten Gehäuseseite 122 angeordnet ist als an der zweiten Gehäuseseite 124, ist es in der sechsten Ausgestaltung umgekehrt. Entsprechend sind die Seitenanordnungen von Torusrad 24, Bogenrad 26, Ritzel 32 und drittem Stirnrad 38 vertauscht.

Bezugszeichenliste

10: Antrieb
12: Gehäuse
121: Längsachse des Gehäuses
122: erste Gehäuseseite
123: Ebene
124: zweite Gehäuseseite
128: Lager
14: Motor
141: Achse der Motorwelle
142: Motorwelle
16: Getriebeeinheit
18: Abtriebswelle
20: Kettenritzel
22: Kette
220: Kettenaustritt
24: Torusrad
242: Wälzfläche des Torusrades
243: Zahn des Torusrades
245: Bogen
248: Fortsatz
26: Bogenrad
262: Wälzfläche des Bogenrades
261: Drehachse des Bogenrades
263, 265, 265, 269: Zähne des Bogenrades
263a: erste Flanke (des Zahns 263)
263b: zweite Flanke (des Zahns 263)
30: Ritzel
32: Ritzel
33: erste Stirnradstufe
34: erstes Stirnrad
35: zweite Stirnradstufe
36: zweites Stirnrad
37: dritte Stirnradstufe
38: drittes Stirnrad
381: Drehsachse des dritten Stirnrades
39: Ritzel
L: Längsachse des Gehäuses
T: Tiefe des Gehäuses
α: Winkel zwischen Längsachse 121 des Gehäuses und Achse 141 der Motorwelle

Claims

Antrieb (10), insbesondere für einen Flügel eines Fensters oder einer Tür, mit
einem Gehäuse (12),

einem Motor (14), und

einer in dem Gehäuse (12) untergebrachten Getriebeeinheit (16) zum Antrieb einer Abtriebswelle (18), wobei die Abtriebswelle (18) dazu eingerichtet ist, mit einem Kraftübertragungsglied für den Flügel zum Öffnen und/oder Schließen des Flügels verbunden zu werden,

dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinheit (16) ein von der Motorwelle (142) angetriebenes Torusrad (24) und ein mit dem Torusrad (24) in Eingriff stehendes Bogenrad (26) aufweist, wobei das Torusrad (24) eine Wälzfläche (242) mit einer Verzahnung mit mindestens einem spiralförmig angeordneten Zahn aufweist und das Bogenrad (26) eine zylinderförmige Wälzfläche (262) mit mehreren Zähnen aufweist.
Antrieb (10) gemäß Anspruch 1, wobei die Getriebeeinheit (16) ferner mindestens eine erste Stirnradstufe (33) und eine zweite Stirnradstufe (35) aufweist, insbesondere wobei die erste Stirnradstufe (33) und die zweite Stirnradstufe (35) in einer Ebene angeordnet sind.
Antrieb (10) gemäß Anspruch 2, wobei das Bogenrad (26) drehfest mit einem Ritzel (32) der ersten Stirnradstufe (33) verbunden ist.
Antrieb (10) gemäß Anspruch 3, wobei das Bogenrad (26) im Wesentlichen mit einer ersten Gehäuseseite (122) abschließt und ein mit dem Ritzel (32) kämmendes Stirnrad der ersten Stirnradstufe (33) im Wesentlichen mit einer zweiten Gehäuseseite (124) abschließt, wobei sich die erste Gehäuseseite (122) und die zweite Gehäuseseite (124) in einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung des Gehäuses (12) und senkrecht zur Drehachse (261) des Bogenrades (26) gegenüberliegen.
Antrieb (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Bogenrad (26) das Gehäuse (12) in einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung des Gehäuses (12) und senkrecht zu seiner Drehachse (261) im Wesentlichen ausfüllt.
Antrieb (10) gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei das Torusrad in Längsrichtung des Gehäuses (12) näher am Motor (14) angeordnet ist als das Bogenrad (26).
Antrieb (10) gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei die Wälzfläche (242) des Torusrades (24) zumindest bereichsweise konkav ausgebildet ist und/oder wobei die Verzahnung des Torusrades (24) mit zwei oder mehr Zähnen des Bogenrades (26) in Eingriff ist.
Antrieb (10) gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei die Zähne des Bogenrades (26) zumindest einseitig bogenförmig gekrümmt sind.
Antrieb (10) gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei das Torusrad (24) einen Fortsatz (248) aufweist, der über ein Lager (128) im Gehäuse (12) gelagert wird, und/oder wobei die Motorwelle (142) mit dem Torusrad (24) kraft- und/oder formschlüssig verbunden ist.
Antrieb (10) gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei die Achse (141) der Motorwelle (142) zur Längsachse des Gehäuses (12) abgewinkelt angeordnet ist, wobei der Winkel zwischen der Achse der Motorwelle und der Längsachse des Gehäuses mindestens 2° beträgt, insbesondere mindestens 4° beträgt.
Fenster oder Tür mit einem schwenkbar gelagerten Flügel und einem Antrieb (10) gemäß Anspruch 1 zum Öffnen und/oder Schließen des Flügels.