DE9300588U1 - Stellantrieb für Fensterkuppeln o.dgl. bewegliche Fensterteile - Google Patents

Description

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DR.-ING. DIPL-PHVs. fi. STURIES
PATENTANWÄLTE

DIPL-ING. P. EICHLER

Helmut Claus GmbH & Co. KG, Fabrik für Feinmechanik,
Am Rosenhügel 39, 5620 Velbert 15

Stellantrieb für Fensterkuppeln od.dal, bewegliche Fensterteile

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stellantrieb für Fensterkuppeln od.dgl. bewegliche Fensterteile, mit einem in Bezug auf das die Fensterkuppel aufweisende Bauwerk fest angebrachten Stellantriebsgehäuse, in dem ein Niedervolt-Gleichstromgetriebemotor vorhanden ist, der eine an der Fensterkuppel angreifende Zahnstange antreibt, und mit einer Stromversorgungseinrichtung für den Motor.

Stellantriebe dieser Art werden einzeln oder zu mehreren eingesetzt, je nach dem, ob ein oder mehrere Fensterkuppeln verstellt werden sollen. An größeren Lichtkuppeln können auch mehrere Stellantriebe parallel eingesetzt werden. Die Stromversorgungseinrichtung für den Stellantrieb ist zentral angeordnet, befindet sich also an einer Stelle, von der aus der eine oder alle Stellantriebe versorgt werden können. In allen Fällen müssen entsprechend dimensionierte Zuleitungen verlegt werden.

Darüber hinaus ist es bekannt, Stellantriebe mit Gleichstromgetriebemotoren einzusetzen, die von einer im Stellantrieb befindlichen Gleichrichtschaltung mit Gleichspannung versorgt werden. Die Versorgungsspannung des Gleichstromgetriebemotors hat allerdings die übliche Netzspannung von z.B. 230 Volt. Infolgedessen kann zwar der Stellantrieb an das in Gebäuden übliche Wechselspannungsnetz angeschlossen werden, so daß die aus einem oder mehreren Stellantrieben aufgebaute Stellanlage also nicht jeweils hinsichtlich ihrer Stromversorgungseinrichtung besonders angepaßt werden muß, jedoch ist es andererseits erforderlich, daß infolge der Netzspannung aufwendige Gleich oder Wechselstromgetriebemotoren verwendet werden, die groß, schwer und entsprechend teuer sind. Auch in diesen Fällen müssen Netzspannungszuleitungen für die Stellantriebe verlegt werden.

Häufig ist eine Verlegung von Zuleitungen der Stellantriebe nur mit aufwendigen Mitteln oder gar nicht möglich oder aus optisschen Gründen nicht erwünscht. Das gilt beispielsweise für Wintergärten, deren im wesentlichen aus Glasscheiben bestehende Wände Profilstäbe aufweisen, die ein Verlegen von elektrischen Leitungen insbesondere im Eckverbindungsbereich nicht zulassen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Stellantrieb mit den eingangs genannten Merkmalen so zu verbessern, daß seine Antriebsenergie nicht über eine mit einem Netz in Verbindung stehende Leitung zugeführt werden muß. Der Stellantrieb soll also netzunabhängig sein.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die im Stellantriebsgehäuse angeordnete Stromversorgungseinrichtung mit einem nachladbaren Speicher für elektrische Energie versehen ist, und daß der Speicher an eine speichernahe lichtempfindliche Energiequelle angeschlossen ist.

Der Stellantrieb ist also mit einem Speicher versehen, in dem elektrische Energie gespeichert werden kann, z.B. durch herkömmliche Akkumulatoren mit mechanisch/chemischen Mitteln. Aus diesem Speicher wird der Stellantrieb gespeist, wenn er die Fensterkuppel, eine Klappe, einen Fensterflügel od.dgl. ver-

stellen soll. Der Speicher ist nachladbar, so daß er im Falle einer teilweisen oder einer ganzen Entleerung wieder aufgefüllt werden kann. Hierzu ist der Speicher an eine speichernahe lichtempfindliche Energiequelle angeschlossen. Mit Hilfe dieser Energiequelle erfolgt die Nachladung. Infolge der speichernahen Anordnung der Energiequelle können elektrische Leitungen vermieden werden, wie sie sonst als Anschlußleitungen für den Stellantrieb erforderlich wären, nämlich Anschlußleitungen, die im Bereich des Bauwerks Verlegungsschwierigkeiten bieten.

Des weiteren wird durch die vorbeschriebene Ausgestaltung des Stellantriebs erreicht, daß er netzunabhängig ist. Infolgedessen kann der Stellantrieb dort eingesetzt werden, wo es schwierig ist, überhaupt mit einer Netzleitung hinzukommen bzw. wo ein Netz überhaupt nicht vorhanden ist, wie bei freistehenden Gewächshäusern. Der Stellantrieb kann an allen beweglichen Fensterteilen von Gebäuden oder Glasanbauten eingesetzt werden, wie Oberlichtern od.dgl..

Zweckmäßigerweise besteht die Energiequelle aus Solarzellen. Mit solchen Solarzellen kann die Strahlungsenergie der Sonne in elektrische Energie umgewandelt werden, die in dem nachladbaren Speicher zur bedarfsweisen Versorgung des Stellantriebs gespeichert wird.

Der Stellantrieb kann so ausgestaltet sein, daß die Energiequelle außen am Stellantriebsgehäuse bedarfsweise ausrichtbar angebracht ist. Da der Stellantrieb durchweg in unmittelbarer Nähe eines Fensters angeordnet sein dürfte, wird er in der Regel auch im Lichteinstrahlungsbereich sein. Die außen am Stellantriebsgehäuse angebrachte Energiequelle bzw. die Solarzellen werden daher hinreichend bestrahlt bzw. beleuchtet. Es ergibt sich der Vorteil, daß die Energiequelle mit dem Stellantrieb eine Baueinheit bildet, so daß für die Montage der Energiequelle am Einbauort des Stellantriebs kein besonderer Aufwand getrieben werden muß. Die Ausrichtbarkeit kann durch ein Scharnier erreicht werden.

Falls die Lichtverhältnisse am Einbauort des Stellantriebs für ein dauerhaft sicheres Nachladen des Energiespeichers nicht

ausreichen, wird der Stellantrieb so ausgebildet, daß die Energiequelle in antriebsnaher Distanz zum Stellantrieb angeordnet und mit dem Speicher über eine Zuleitung verbunden ist. Bei einer derartigen Anordnung der Energiequelle stört die Zuleitung üblicherweise nicht, weil sie wegen geringerer Spannungen und Ströme mit kleinem Querschnitt dimensioniert werden kann und daher Befestigungsprobleme nicht auftreten. Andererseits kann die Energiequelle unabhängig vom Einbauort an derjenigen Stelle angeordnet werden, die wesentlich häufiger oder besser von der Sonne bestrahlt oder dem Licht ausgesetzt ist, als das Stellantriebsgehäuse .

Der Stellantrieb kann so ausgebildet werden, daß er mindestens eine Anschlußbuchse für die Energiequelle und/oder für ein Ladegerät und/oder für eine zusätzliche Energiequelle aufweist . Eine solche Anschlußbuchse oder mehrere Anschlußbuchsen ermöglichen es, Anschlußleitungen für die Energiequelle und/oder für ein Ladegerät und/oder für eine zusätzliche Energiequelle zeitweise vorzusehen. Bei Vorhandensein einer solchen Anschlußbuchse für die Energiequelle wird gewährleistet, daß der Stellantrieb und die mit letzterem über eine Zuleitung zu verbindende Energiequelle jeweils unabhängig voneinander montiert werden können, also so, daß das eine Teil den Einbau bzw. die Befestigung des anderen Teils nicht behindert. Durch eine Anschlußbuchse wird des weiteren erreicht, daß wechselweise unterschiedliche Aggregate mit dem Stellantrieb bzw. mit dessen Speicher für elektrische Energie in Verbindung treten können. Beispielsweise wird ein Ladegerät dann angeschlossen, wenn der nachladbare Speicher das erste Mal aufgeladen werden muß, oder wenn es nach einer vollständigen Entladung notwendig erscheint, ihn wieder aufzuladen, bevor die lichtempfindliche Energiequelle angeschlossen wird. Eine zusätzliche Energiequelle kann angeschlossen werden, wenn es sich erweist, daß die von Hause aus vorgesehene, beispielsweise außen am Stellantriebsgehäuse angebrachte Energiequelle allein nicht ausreicht. Werden statt einer Anschlußbuchse mehrere Anschlußbuchsen verwendet, so können die vorgenannte Energiequelle und/oder das vorgenannte Ladegerät und/oder die vorgenannte zusätzliche Energiequelle parallel zueinander betrieben werden.

Um eine Überladung des nachladbaren Speichers oder dessen Entladung durch eine nicht ausreichend Energie liefernde Energiequelle zu vermeiden, ist der Stellantrieb so ausgebildet, daß der Speicher energiequellenseitig über einen im Stellantrieb angeordneten Laderegler angeschlossen ist.

Von besonderem Vorteil ist ein Stellantrieb, wenn er mit einer die Stromversorgungseinrichtung beeinflussenden leitungslosen Fernsteuereinrichtung versehen ist. Mit der Fernsteuereinrichtung ist es möglich, dem Stellantrieb bzw. dessen ein Steuerteil aufweisende Stromversorgungseinrichtung die Befehle für das Öffnen und das Schließen der Fensterkuppel zu übermitteln, ohne daß dazu eine Steuerleitung erforderlich ist. Eine solche leitungslose Fernsteuereinrichtung macht den Stellantrieb also vollständig unabhängig von zu verlegenden Leitungen und bildet den Stellantrieb eines völlig netzzuleitungslosen Geräts weiter.

Letztlich kann der Stellantrieb auch so ausgebildet werden, daß eine Fernsteuereinrichtung mit Klimaparameter ermittelnden Sensoren in Verbindung steht. Die Fernsteuereinrichtung ermittelt über ihre Sensoren Parameter, in deren Abhängigkeit der Stellantrieb gesteuert wird. Solche Parameter sind beispielsweise der Sonneneinfall, das Vorhandensein von Regen, die Höhe der Temperatur, die Größe der Windgeschwindigkeit und die Luftfeuchtigkeit. Entsprechende Meßwerte werden dem Stellantrieb bzw. dessen Steuerteil in der Stromversorgungseinrichtung übermittelt, der dementsprechend Steuerbefehle zum Verstellen des Gleichstromgetriebemotors gibt, um z.B. eine Fensterkuppel zu öffnen, zu schließen oder eine Zwischenstellung einnehmen zu lassen. Eine solche Fernsteuereinrichtung kann leitungslos sein. Sie kann aber auch über eine sehr dünne Steuerleitung mit dem Stellantrieb in Verbindung stehen, was normalerweise zu akzeptieren ist, wenn die Fernsteuereinrichtung in der Nähe der Kuppel angeordnet werden kann. Die Fernsteuereinrichtung kann aber auch leitungslos ausgebildet werden.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt:

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Fig.l eine perspektivische Darstellung eines Stellantriebs mit einer außen am Stellantriebgehäuse angebrachten Energiequelle,

Fig.2 eine perspektivische schematische Darstellung des Stellantriebs ohne das zugehörige Stellantriebsgehäuse,

Fig.2a einen Horizontalschnitt durch den Stellantrieb der Fig.l und

Fig.3 ein Blockschaltbild der Stromversorgungseinrichtung des Stellantriebs der Fig.l.

In Fig.2 ist der Stellantrieb 10 mit einer als Vierkant ausgebildeten Zahnstange 13 versehen, in deren Verzahnung 13 ' ein Antriebsritzel 20 eines Niedervolt-Gleichstromgetriebemotors 12 eingreift. Dieser Gleichstromgetriebemotor 12 besteht im wesentlichen aus einem Gleichstrommotor 19, der mit einem im Einzelnen nicht dargestellten Untersetzungsgetriebe zusammenarbeitet, dessen Getriebegehäuse 17 schematisch dargestellt wurde. Das Gehäuse 17 ist an einem Zahnstangenführungsteil 21 befestigt. Hierzu dienen Befestigungsbohrungen 27 in jeder der beiden Hälften des Zahnstangenführungsteils 21. Durch die Befestigungsbohrungen 27 werden nicht dargestellte Befestigungsschrauben gesteckt, die die beiden Hälften des Zahnstangenführungsteils 21 mit dem Getriebegehäuse 17 des Getriebemotors 12 zusammenspannen.

Aus den Fig. 2,2a ist ersichtlich, daß der Motor 12 oberhalb der Zahnstange 13 quer zu dieser angeordnet ist. Diese Anordnung, die im übrigen parallel zur Achse des Ritzels 20 ist, begünstigt eine raumsparende Ausbildung des Stellantriebs durch Anordnung des Motors 19 oberhalb des Zahnstangenführungsteils 21. Das Getriebe benötigt lediglich einfache, z.B.durch Stanzen herzustellende Zahnräder.

An dem Getriebegehäuse 17 sind Halterungen 18 in Gestalt von Befestigungsvorsprüngen vorhanden, welche die Zahnstange 13 übergreifen. Sie ragen dabei soweit auf die andere Seite der Zahnstange 13, daß dort, also im wesentlichen gegenüber vom Getriebegehäuse 17, eine Stromversorgungseinrichtung 14 raumsparend angeordnet werden kann. Die Stromversorgungseinrichtung 14

besteht im wesentlichen aus einem nachladbaren Speicher 15 für elektrische Energie. Es sind beispielsweise mehrere herkömmliche Akkumulatoren parallelgeschaltet. Des weiteren ist ein Steuerteil 42 vorhanden, das gemeinsam mit weiteren Bauteilen der Gleichstromversorgungseinrichtung in Fig.2a lediglich schematisch dargestellt ist. Sämtliche Bauteile der Stromversorgungseinrichtung 14 und das Steuerteil 42 sind an einer tragenden Platine 2 9 angeklemmt.

Die Platine 2 9 ist mit einer Halterung 18' an den Halterungen 18 des Getriebegehäuses 17 z.B. durch Verschraubung befestigt. Die Platine 29 und ihre Bauteile sind gegen die bewegten Bauteile des Stellantriebs 10 abgekapselt. Hierzu dient eine Kapselung 22, die z.B. durch Festklemmen zwischen den Halterungen 18,18' positioniert ist. Sie gewährleistet den Schutz der elektrischen Teile vor den bewegten Teilen des Antriebs und vor Verschmutzung.

Fig.2a zeigt ein zweiteiliges Stellantriebsgehäuse 11, dessen Boden 11' mit dem Zahnstangenführungsteil 21 zusammengebaut ist und dessen zahnstangenumgreifender Deckel 11'' mit dem Boden 11' verklammert ist. Der Zusammenbau des Bodens 11 mit dem Zahnstangenführungsteil 21 erfolgt mit Schraubadaptern 30, die in nicht dargestellter Weise für die Befestigung des gesamten Stellantriebs 10 ausgelegt sind. Bohrungen 31 für die Adapter 30 zeigt Fig.2. Die Adapter 30 behindern nicht die Längsverstellbewegungen der Zahnstange 13, die an ihren Enden mit Endanschlägen 32,33 versehen ist. Die Endanschläge 32,33 sind identische einfache Gummipuffer, die am Zahnstangenführungsteil 21 anschlagen, wenn der Stellantrieb bei Bewegungen seiner Zahnstange 13 nicht vorher abgeschaltet hat. Der Endanschlag 33 ist an einer Büchse 33' befestigt, deren eines Ende nahe der Befestigungsöse 37 angeordnet ist und deren anderes Ende den Endanschlag 33 trägt, wobei die Büchse die Blocklänge eines Faltenbalgs 36 überbrückt. Der Endanschlag 33 und das diesem benachbarte Ende 21' des Zahnstangenführungsteils 21 sind mit Befestigungsrillen 34 versehen, in die gemäß Fig.2a jeweils ein Faltenbalgende 35 des Faltenbalgs 36 eingreift, so daß der Endanschlag 33, die Zahnstange 13 und damit der gesamte Stellantrieb 10 spritz- bzw. regenwassergeschützt sind. Dabei

wird vorausgesetzt, daß die Befestigungsöse 37 zum Anlenken des Stellantriebs 10 an der Fensterkuppel mit dem Endanschlag 33, der Büchse 33' bzw. der Zahnstange 13 dicht zusammengebaut ist. Fig.l zeigt in der perspektivischen Außenansicht des Stellantriebs 10, daß eine aus Solarzellen bestehende Energiequelle 16 außen am Stellantriebsgehäuse 11 angebracht ist. Die Oberseite 11''' des Gehäuses 11 dient der Befestigung der Energiequelle 16 beispielsweise durch Aufkleben einer Solarzellenplatte. Die elektrische Verbindung zum Stellantrieb erfolgt entweder in nicht dargestellter Weise durch die die Oberseite H''' bildende Wand des Gehäuses 11 hindurch, oder es wird eine Solarzellenplatte mit daran angebrachter, nicht dargestellter Zuleitung verwendet, die in eine Anschlußbuchse 38 des Stellantriebs 10 gesteckt wird. Die Anschlußbuchse 38 steht mit einem Laderegler 40 in Verbindung, über den der nachladbare Speicher 15 geregelt nachgeladen werden kann. Die Nachladung erfolgt derart, daß der Speicher 15 von der lichtempfindlichen Energiequelle 16 abgetrennt wird, wenn der Lichteinfall auf die Energiequelle 16 so gering ist, daß die Spannung der Energiequelle 16 geringer ist, als die des Speichers 15.

Die Stromversorgungseinrichtung 14 ist mit einem Steuerteil 42 versehen, das an den Speicher 15 angeschlossen ist. Dieses Steuerteil 42 vermag den Niedervolt-Gleichstromgetriebemotor 19 mit dem erforderlichen Antriebsstrom zu versorgen, so daß dieser die Zahnstange 13 im Sinne eines Versteilens der Fensterkuppel beaufschlagen kann, also beispielsweise im Sinne von "Kuppel auf" oder "Kuppel zu". In den Endlagen des Antriebs wird der Motor vom Steuerteil 42 automatisch gestoppt.

Das Steuerteil 42 ist mit einem Fernsteuerempfänger 43 verbunden, der einen Empfänger 43' aufweist, welcher über eine Steuerleitung 43'' an den Fernsteuerempfänger 43 angeschlossen ist. Der betreffende Anschluß wird durch die Platine 29 in nicht dargestellter Weise hergestellt. Des weiteren gehört zu der Fernsteuereinrichtung 41 ein Fernsteuersender 44, der dem Fernsteuerempfänger 43 bzw. dessen Empfänger 43' drahtlos Befehle zusendet, so daß das Steuerteil 42 bei entsprechender Beaufschlagung des Fernsteuerempfängers 43 die vorbeschriebenen Motorbefehle erzeugt bzw. den Antriebsmotor 19 mit dem erfor-

derlichen Antriebsstrom speist. Die Fernsteuereinrichtung 41 kann auch mit nicht dargestellten Sensoren in Verbindung stehen, welche Klimaparameter ermitteln, beispielsweise den Sonneneinfall, etwa vorhandenen Regen, die Höhe der Temperatur, die Größe der Windgeschwindigkeit und der Luftfeuchtigkeit.

In Fig.l ist neben der Anschlußbuchse 38 eine weitere Anschlußbuchse 38' dargestellt, wie übrigens auch in Fig.2a und in Fig.3. Mit Hilfe der Anschlußbuchse 38 und der Anschlußbuchse 38 ' können verschiedene wünschenswerte Anschlüsse mit Geräten hergestellt werden, die den Stellantrieb 10 bzw. dessen Stromversorgungseinrichtung 14 und das Steuerteil 42 beaufschlagen. Fig.3 zeigt die direkte Verbindung der lichtempfindlichen Energiequelle 16 mit dem Laderegler 40 und die externe Verbindung einer solchen Energiequelle 16 über die Anschlußbuchse 38 wurde oben bereits angesprochen. Sofern die Anschlußbuchse 38 also für den externen Anschluß einer am Gehäuse angebrachten Energiequelle 16 benutzt wird, dient die weitere Anschlußbuchse 38' beispielsweise für den Anschluß eines Ladegeräts 29, das in Fig.l schematisch dargestellt wurde. Es ist auch möglich, die Anschlußbuchse 38' für den Anschluß einer zusätzlichen Energiequelle 16' zu benutzen. Diese zusätzliche Energiequelle 16' wird dann vorgesehen, wenn die Energiequelle 16 nicht ausreicht, beispielsweise weil unerwartet wenig Lichteinfall vorhanden ist, oder weil das vom Stellantrieb 10 zu verstellende Element, beispielsweise eine Klappe, nach dem Einbau des Stellantriebs 10 schwerer ausgebildet wird, z.B. durch Glasumrüstung.

Claims (8)

DR.-ING. DIPL-PHYS. H. STURIES PATENTANWÄLTE DIPL-ING. P. EICHLER Ansprüche:

1. Stellantrieb (10) für Fensterkuppeln od.dgl. bewegliche Fensterteile, mit einem in Bezug auf das die Fensterkuppel aufweisende Bauwerk fest angebrachten Stellantriebsgehäuse, in dem ein Niedervolt-Gleichstromgetriebemotor vorhanden ist, der eine an der Fensterkuppel angreifende Zahnstange antreibt, und mit einer Stromversorgungseinrichtung für den Motor, dadurch, gekennzeichnet, daß die im Stellantriebsgehäuse (11) angeordnete Stromversorgungseinrichtung (14) mit einem nachladbaren Speicher (15) für elektrische Energie versehen ist, und daß der Speicher (15) an eine speichernahe lichtempfindliche Energiequelle (16,16') angeschlossen ist.

2. Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiequelle (16,16') aus Solarzellen besteht.

3. Stellantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Energiequelle (16) außen am Stellantriebsgehäuse (11) bedarfsweise ausrichtbar angebracht ist.

4. Stellantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Energiequelle (16) in antriebsnaher Distanz zum Stellantrieb angeordnet und mit dem Speicher (15) über eine Zuleitung verbunden ist.

5. Stellantrieb nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß er mindestens eine Anschlußbuchse (38) für die Energiequelle (16) und/oder für ein Ladegerät (39) und/oder für eine zusätzliche Energiequelle (16') aufweist .

6. Stellantrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (16) energiequellenseitig über einen im Stellantrieb angeordneten Laderegler (40) angeschlossen ist.

7. Stellantrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer die Stromversorgungseinrichtung (14) beeinflussenden leitungslosen Fernsteuereinrichtung (41) versehen ist.

8. Stellantrieb nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Fernsteuereinrichtung (41) mit Klimaparameter ermittelnden Sensoren in Verbindung steht.