Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Peripheriegeräte
für Fensterabdeckungen und insbesondere auf Stellantriebe für Fensterabdeckungen,
die ferngesteuert sind.
Fensterabdeckungen, die geöffnet und geschlossen werden können,
werden an vielen Geschäftsgebäuden und Wohnhäusern verwendet. Beispiele
solcher Fensterabdeckungen sind horizontale Jalousien, vertikale Blenden, Faltabdeckungen,
Rollläden und netzartige Sonnenblenden, d.h. Zelljalousien, hergestellt beispielsweise
von Spring Industries (eingetragene Handelsmarke), Hunter-Douglas (eingetragene
Handelsmarke) und Levellor (eingetragene Handelsmarke).
Systeme zum Absenken oder Aufziehen einer Fensterabdeckung oder zur
Bewegung der Lamellen einer Fensterabdeckung zwischen einer geöffneten und
einer geschlossenen Stellung sind in den US-Patentschriften Nr. 6'189'592, 5'495'153
und 5'907'227 beschrieben, deren jeweiliger Inhalt Bestandteil des vorliegenden
Dokumentes sein soll. Diese Systeme enthalten ein Getriebe mit einem Antriebsmotor,
und das Getriebe ist mit einer Kippstange der Fensterabdeckung gekoppelt. Wenn der
Motor in Betrieb gesetzt wird, dreht sich die Kippstange im Uhrzeigersinn oder im
Gegenuhrzeigersinn. Diese Systeme können beispielsweise mit Hilfe einer Fernbedienung
gesteuert werden. Bei Verwendung einer Fernbedienung drückt der Benutzer einen
Knopf "Öffnen" oder "Schliessen" so lange, bis eine gewünschte Stellung
der Fensterabdeckung erreicht ist. Andererseits kann vorgesehen werden, dass der
Benutzer auch einen einzigen Knopf drücken kann, der einer bestimmten Stellung
der Fensterabdeckung entspricht, und die Fensterabdeckung fährt dann automatisch
in diese Stellung, beispielsweise ganz offen, halboffen, geschlossen usw.
Automatische Systeme zum Öffnen und Schliessen der Fensterabdeckung
bis zu einer vorbestimmten Stellung benötigen typischerweise eine Kodiervorrichtung,
die an einer beliebigen Stelle des Motorgetriebes anzuordnen ist. Der Kodierer kann
beispielsweise ein Magnet sein, der am Ausgangszahnrad angeordnet ist, und es ist
ein Hall-Sensor vorgesehen, der sich nahe am Aussenumfang des Ausgangsrades befindet.
Bei der Drehung dieses Ausgangsrades fühlt der Hall-Sensor den Magneten ab,
und auf diese Weise kann die Position der Fensterabdeckung bestimmt werden. Leider
hat diese Art von Kodiervorrichtung nur eine relativ niedrige Auflösung, und
daher ist die Genauigkeit jeder Bestimmung der Position der Fensterabdeckung nur
begrenzt.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine motorgetriebene Fensterabdeckung
und ein Verfahren zum Steuern einer derartigen Fensterabdeckung anzugeben, welche
die bekannten Fensterabdeckungen und die bekannten Verfahren zum Steuern der Fensterabdeckungen
verbessern.
Eine solche bekannte Fensterabdeckung und ein Verfahren zur Steuerung
der Fensterabdeckung sind aus dem Dokument EP-A-0381643 bekannt.
Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein ferngesteuertes
und automatisches Steuersystem für eine Fensterabdeckung zu schaffen, welches
eine Kodiervorrichtung für die Position mit einer relativ hohen Auflösung
aufweist, sowie ein Verfahren zur genauen Steuerung eines solchen Systems.
Der unabhängige Patentanspruch 1 definiert ein Verfahren zur
Steuerung der Position einer Fensterabdeckung, die von einem Stellantrieb betätigt
wird.
Anspruch 2 definiert die motorisierte Fensterabdeckung gemäss
der vorliegenden Erfindung.
Ein Verfahren zur Steuerung einer motorisierten Fensterabdeckung umfasst
zunächst die Verwirklichung einer vom Benutzer definierten Stellung der Fensterabdeckung.
In Abhängigkeit von einem Signal, welches vom Benutzer erzeugt wird, setzt
sich ein Motor in Bewegung, der mit der Fensterabdeckung gekoppelt ist. Bei der
Rotation des Motors ändert sich der vom Motor aufgenommene Strom periodisch,
und die Stromimpulse werden gezählt. Aufgrund der Zählung der Stromimpulse
kann bestimmt werden, wenn die Fensterabdeckung die vom Benutzer gewünschte
Position erreicht hat.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der Motor abgeschaltet,
wenn die Fensterabdeckung diejenige Position erreicht hat, die vom Benutzer vorgegeben
wurde. Vorzugsweise wird das vom Benutzer kommende Signal in einer entfernt liegenden
Steuereinheit erzeugt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird ausserdem
die vom Benutzer definierte Position dadurch verwirklicht, dass der Motor in Betrieb
gesetzt wird, um die Fensterabdeckung zu verstellen. Während der Motor rotiert,
werden die vom Motor erzeugten Impulse gezählt. Der Motor wird dann dadurch
angehalten, dass seine Speisung mit Energie ausgeschaltet wird, und damit wird auch
die Fensterabdeckung angehalten, und die Anzahl der gezählten Impulse, welche
der Stellung der Fensterabdeckung entspricht, wird gespeichert.
Gemäss einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist
die motorisierte Fensterabdeckung eine Jalousie auf.
Ein Stellantrieb ist mit der Fensterabdeckung gekoppelt und wird dazu
benutzt, um diese zu bewegen. Sodann ist mit dem Stellantrieb ein Motor gekoppelt,
und mit dem Motor ist ein Impulszähler elektrisch verbunden. Der Impulszähler
zählt die Impulse des Motors, wenn sich dieser dreht.
Die Einzelheiten der vorliegenden Erfindung, was sowohl deren Konstruktion
als auch deren Betrieb betrifft, gehen am besten aus einer Beschreibung unter Bezugnahme
auf die anhängenden Zeichnungen hervor, in denen sich gleiche Bezugszeichen
auf ähnliche Bauteile beziehen. In der Zeichnung stellen dar:
1 eine perspektivische Ansicht des Stellantriebs einer
Fensterabdeckung gemäss vorliegender Erfindung, der in seiner vorgesehenen
Umgebung dargestellt ist, wobei Teile der Kopfschiene zwecks Klarheit der Darstellung
weggelassen sind;
2 eine perspektivische Ansicht der Getriebeanordung
des Stellantriebs der vorliegenden Erfindung, wobei einige Teile abgebrochen dargestellt
sind;
3A eine perspektivische Ansicht des Hauptreduktionsrades
des Stellantriebs der vorliegenden Erfindung;
3B einen Querschnitt des Hauptreduktionsrades des Stellantriebes
der vorliegenden Erfindung, geschnitten entlang der Linie 3B-3B in 3A;
4 eine Ansicht des Fernbedienungsgerätes;
5 ein Blockdiagramm des Steuersystems;
6 ein Fliessdiagramm der Einstelllogik der vorliegenden
Erfindung;
7 ein Fliessdiagramm der Betriebslogik der vorliegenden
Erfindung;
8 ein Fliessdiagramm der Fehlerkorrekturlogik; und
9 ein Fliessdiagramm der Fehlerkorrekturlogik für
eine gleichmässige Bewegung der Fensterabdeckung nach oben und nach unten.
Zunächst wird Bezug auf 1 genommen,
in der ein Stellantrieb dargestellt ist, der allgemein mit 10 bezeichnet
ist. Wie gezeigt, befindet sich der Stellantrieb 10 in Wirkverbindung mit
einer drehbaren Kippstange 12 einer Fensterabdeckung, die beispielsweise,
jedoch nicht ausschliesslich, eine horizontale Abdeckung 14 mit mehreren
Lamellen 16 ist, zwischen denen sich Lichtschlitze befinden. Wie dargestellt
ist, ist die Kippstange 12 drehbar in einem Block 18 einer Kopfschiene
20 der Jalousie 14 gelagert.
Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Abdeckung
14 an einem Fensterrahmen 22 angebracht, um ein Fenster
24 abzudecken, und die Kippstange 12 kann sich um ihre Längsachse
drehen. Die Kippstange 12 ist im Eingriff mit einem nicht dargestellten
Stab, und wenn die Kippstange 12 um ihre Längsachse gedreht wird,
dreht sich auch der (nicht dargestellte) Stab um seine Längsachse, und jede
Lamelle 16 wird ebenfalls um die jeweilige Längsachse verschwenkt,
wodurch die Abdeckung 14 zwischen einer offenen Stellung, bei der Licht
zwischen jeweils zwei benachbarten Lamellen hindurchtreten kann, und einer geschlossenen
Konfiguration, bei der keine Lichtdurchgänge zwischen benachbarten Lamellen
vorhanden sind, verstellt wird.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform handelt es sich um
eine Jalousie. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die Grundlagen der vorliegenden
Erfindung darüber hinaus bei einer Vielzahl von Fensterabdeckungen angewendet
werden können, wobei die folgende Auflistung nicht vollständig ist: vertikale
Abdeckungen, Plissé-Faltstoren, aufrollbare Jalousien, netzartige Storen (d.h.
Zellstoren), Jalousien für Dachfenster und beliebige andere Jalousien und Storen,
die vertikale oder horizontale Lichtschlitz-Lamellen aufweisen.
Im Stellantrieb 10 ist ein Steuersignalgenerator, vorzugsweise
ein Tageslichtfühler 28, mit bekannten Mitteln befestigt, beispielsweise
durch Kleben mit Lösungsmittel. Gemäss der vorliegenden Erfindung steht
der Tageslichtfühler 28 in Lichtverbindung mit einem Lichtloch
30, das sich auf der Rückseite der Kopfschiene 20 befindet,
und dieses Loch ist in 1 gestrichelt gezeichnet. Der
Fühler 28 steht im Stellantrieb 10 weiterhin in elektrischer
Verbindung mit elektronischen Bauteilen und kann an diese ein Steuersignal senden,
wie weiter unten noch genauer ausgeführt wird. Demgemäss kann der Tageslichtfühler
28 bei der gezeigten Anordnung feststellen, ob Licht durch das Fenster
24 einfällt, unabhängig davon, ob sich die Abdeckung
14 in der offenen Stellung oder in der geschlossenen Stellung befindet.
Der Stellantrieb 10 kann aber noch einen weiteren Signalgenerator
enthalten, bevorzugt einen Signalfühler 32, der vom Benutzer zum Empfang
eines vorzugsweise optischen Steuersignals eingerichtet ist. Das Steuersignal des
Benutzers wird vorzugsweise in einem handgerechten Steuersignalgenerator
34, d.h. in einem Fernbedienungsgerät, erzeugt, welches beispielsweise
eine Fernbedienung mit Infrarot (IR) sein kann. Bei einer Ausführungsform,
die gegenwärtig bevorzugt wird, erzeugt der Generator
34 ein impulsförmiges Signal.
Wie der Tageslichtfühler 28 ist auch der Signalfühler
32 elektrisch mit elektronischen Bauteilen verbunden, die Teil eines Stellantriebs
10 sind. Wie nachfolgend noch in Einzelheiten ausgeführt wird, kann
entweder der Tageslichtfühler 28 oder der Signalfühler
32 ein elektrisches Steuersignal erzeugen, um den Stellantrieb
10 in Betrieb zu setzen, wodurch die Abdeckung 14 in die offene
oder geschlossene Stellung verstellt wird, je nach Absicht.
Vorzugsweise sind sowohl der Tageslichtfühler 28 als
auch der Signalfühler 32 Lichtdetektoren, die nur niedrige Dunkelströme
aufweisen, damit Energie gespart wird, wenn der Stellantrieb 10 ausgeschaltet
ist. Insbesondere haben die Fühler 28, 32 Dunkelströme,
die gleich oder weniger als 10–8 Ampere und vorzugsweise gleich
oder weniger als etwa 2 × 10–9 Ampere betragen.
Wie in 1 gezeigt ist, befindet sich eine
Energieversorgung 36 in der Kopfschiene 20. Bei der bevorzugten
Ausführungsform enthält die Energieversorgung 36 vier, sechs
oder mehr Gleichstrom-(DC-)Batterien des Typs AA in Form von Alkalibatterien oder
Lithiumbatterien 38, 40, 42, 44. Es können
auch sogenannte Transistorbatterien mit einer Spannung von 9 Volt verwendet werden.
Die Batterien 38, 40, 42, 44 sind in der Kopfschiene
20 elektrisch in Serie geschaltet, und zwar durch Mittel, die in der Technik
bekannt sind. Beispielsweise befinden sich bei der gezeigten Ausführungsform
zwei Paare der Batterien 38, 40, 42, 44 jeweils
zwischen positiven und negativen Metallklemmen 46, die die Batterien
38, 40, 42, 44 in der Kopfschiene
20 mechanisch festhalten und einen Stromweg zwischen den Batterien
38, 40, 42, 44 und ihren jeweiligen Klemmen
herstellen.
Weiterhin zeigt 1, dass in der Kopfschiene
20 unterhalb der Batterien 38, 40, 42,
44 eine elektronische Leiterplatte 48 angeordnet ist. Es sei darauf
hingewiesen, dass die Leiterplatte 48 beispielsweise mittels Schrauben
(nicht dargestellt) oder mit anderen, in der Technik bekannten Mitteln an der Kopfschiene
20 befestigt sein kann, und dass die Batterien auf der Leiterplatte
48 angebracht sein können. Zwischen den Batterieklemmen
46 und der elektronischen Leiterplatte 48 ist ein elektrischer
Stromweg vorhanden. Demgemäss sind die Batterien 38, 40,
42, 44 elektrisch mit der elektronischen Leiterplatte
48 verbunden. Weiterhin soll darauf hingewiesen werden, dass die elektronische
Leiterplatte 48 einen Mikroprozessor enthalten kann.
Wie weiterhin aus 1 hervorgeht, ist ein
leichtes Getriebegehäuse 50 aus einem Metall oder einem geformten
Kunststoff vorzugsweise auf der Leiterplatte 48 befestigt. Das Getriebegehäuse
50 kann einen Durchgang 51 besitzen, der eine derartige Grösse
und Form aufweist, dass die Kippstange 12 eingeführt werden kann.
Wie weiterhin aus 1 hervorgeht, besitzt die Kippstange
12 einen sechseckigen Querschnitt, und die Kippstange 12 kann
mit Gleitsitz in die Öffnung 51 im Getriebegehäuse eingeführt
werden. Auf diese Weise kann der Stellantrieb 10 gleitend mit der Kippstange
12 verbunden werden, und zwar an einer beliebigen Stelle entlang der Kippstange
12.
1 zeigt weiterhin, dass ein kleiner, leichter Elektromotor
52 am Getriebekasten 50 befestigt ist, vorzugsweise durch Verschrauben
des Motors 52 am Getriebekasten 50. Wie im Einzelnen aus
2 hervorgeht, ist im Getriebekasten 50 ein
Getriebe eingebaut, durch welches die Kippstange 12 mit einem Bruchteil
der Winkelgeschwindigkeit des Motors 52 in Drehung versetzt wird. Vorzugsweise
kann der Motor 52 von der Energiequelle 36 über die elektronische
Schaltung auf der Leiterplatte 48 mit Energie versorgt werden, und der
Motor kann auch auf der Leiterplatte 48 befestigt sein.
Bei einer nicht einschränkenden Ausführungsform ist ebenfalls
ein von Hand betätigbarer Schalter 54 vorgesehen, der elektrisch mit
der Leiterplatte 48 verbunden ist. Der in 1
gezeigte Schalter 54 ist ein Schalter Ein/Aus mit zwei Stellungen, der
zum Ein- und Ausschalten der Energiequelle vorgesehen ist. Ausserdem ist ein Betriebsart-Schalter
56 mit drei Stellungen elektrisch mit der Leiterplatte 48 verbunden.
Dabei weist der Schalter 56 eine "Aus"-Stellung auf, bei der der Tageslichtfühler
28 nicht eingeschaltet ist, eine Stellung "Tageslicht offen", bei der die
Jalousie 14 durch den Stellantrieb 10 in Abhängigkeit vom
Tageslicht, welches auf den Fühler 28 auftrifft, geöffnet wird,
und eine Stellung "Tageslicht geschlossen", bei der die Jalousie 14 vom
Stellantrieb 10 in Abhängigkeit vom Tageslicht, das auf den Fühler
28 auftrifft, geschlossen wird.
1 zeigt ausserdem, dass bei einer weiteren, nicht einschränkenden
Ausführungsform ein von Hand bedienbarer Einsteller 58 drehbar mittels
eines Einbauelements 60 auf der Leiterplatte 48 angebracht sein
kann. Der Umfang des Einstellers 58 erstreckt sich an der Kopfschiene
20 nach aussen, so dass es möglich ist, den Einsteller 58
von Hand zu drehen.
Wie es die vorliegende Erfindung vorsieht, kann am Einsteller
58 ein Metallstreifen 62 angebracht sein, und der Streifen
62 am Einsteller 58 kann eine Metallzunge 64 berühren,
die auf der Kippstange 12 angebracht ist, und zwar, wenn sich die Kippstange
12 in Richtung eines Öffnens der Lamellen bewegt hat.
Wenn der Streifen 62 die Zunge 64 berührt,
wird ein elektrischer Kontakt zwischen diesen beiden Elementen hergestellt, und
es wird ein Signal, durch welches die Energiezufuhr zum Motor 52 unterbrochen
wird, an eine elektrische Schaltung auf der Leiterplatte 48 abgegeben.
Der Einsteller 58 kann durch Drehen so gestellt werden, dass der Streifen
62 bei einer vorbestimmten Winkelstellung der Kippstange 12 mit
der Zunge 64 in Berührung kommt. Mit anderen Worten sind der Kippstange
12 eine geschlossene Stellung, bei der die Jalousie 14 vollständig
geschlossen ist, und eine offene Stellung, bei der die Jalousie 14 geöffnet
ist, zugeordnet, und die Offenstellung wird wählbar eingestellt, indem der
Einsteller 58 betätigt wird.
Nun soll auf die 2, 3A
und 3B Bezug genommen werden. Aus diesen Figuren gehen
Einzelheiten des Getriebekastens 50 hervor. Wie die 2
am besten darstellt, enthält der Getriebekasten 50 mehrere Zahnräder
aus einem leichten Metall oder aus geformtem Kunststoff, d.h. eine Getriebeanordnung,
und jedes Zahnrad ist drehbar im Getriebekasten 50 eingesetzt. Bei der
zur Zeit bevorzugten Ausführungsform ist der Getriebekasten 50 in
Schalenbauweise ausgeführt; er weist eine erste Gehäusehälfte
65 und eine zweiten Hälfte 66 auf, und die beiden Hälften
65, 66 des Getriebekastens 50 sind durch einen Schnappverschluss
miteinander verbunden, und zwar durch Mittel, die in der Technik bekannt sind. Beispielsweise
greift bei der Ausführungsform, die dargestellt ist, ein Zapfen 67
in der zweiten Hälfte 66 des Getriebekastens 50 mit Passsitz
in ein Loch 68 in der ersten Hälfte 65 des Getriebekastens
50 ein, so dass die beiden Hälfte 65, 66 zusammengehalten
werden.
Jede Hälfte 65, 66 besitzt eine Öffnung
70, 72, und die Öffnungen 70, 72 des Getriebekastens
50 sind koaxial mit dem Durchlass 51 des Getriebekastens (1)
zur gleitenden Aufnahme der Kippstange 12.
Wie aus 2 hervorgeht, ist ein Antriebszahnrad
74 mit dem Rotor 76 des Motors 60 verbunden. Das Antriebszahnrad
74 kämmt seinerseits mit einem ersten Untersetzungszahnrad
78, und das erste Untersetzungszahnrad 78 kämmt mit einem
zweiten Untersetzungszahnrad 80. Das zweite Untersetzungszahnrad
80 ist in Eingriff mit einem Hauptuntersetzungszahnrad 82. Um
die Kippstange 12 mit sechseckigem Querschnitt eng zu umschliessen, weist
das Hauptuntersetzungszahnrad 82 einen sechseckig geformten Durchlass
84 auf. Wie es die vorliegende Erfindung vorsieht, ist der Durchlass
84 des Hauptuntersetzungszahnrades 82 mit den Öffnungen
70, 72 (und daher auch mit dem Durchlass 51 des Getriebekastens,
siehe 1) koaxial.
Aus der 2 geht hervor, dass die Seiten
des Durchlasses 84 bei einer Drehung des Hauptuntersetzungszahnrades
82 und bei eingesetzter Kippstange 12 in den Durchlass
84 des Hauptuntersetzungszahnrades 82 in Berührung mit der
Kippstange 12 sind, so dass eine relative Drehbewegung zwischen der Kippstange
12 und dem Hauptuntersetzungszahnrad 82 nicht möglich ist.
Weiterhin sind die Untersetzungszahnräder 78, 80,
82 in der Lage, die Kippstange 12 mit einem Bruchteil der Winkelgeschwindigkeit
des Motors 52 in Drehung zu versetzen. Vorzugsweise vermindern die Untersetzungszahnräder
78, 80, 82 die Winkelgeschwindigkeit des Motors
52 auf solche Weise, dass die Kippstange 12 etwa eine Umdrehung
pro Sekunde ausführt. Selbstverständlich können auch grössere
oder weniger Zahnräder als gezeigt verwendet werden.
Es liegt auf der Hand, dass der Durchgang 84 des Hauptuntersetzungszahnrades
82 auch andere Formen aufweisen kann, die dazu geeignet sind, sich an die
Form der jeweiligen Kippstange anzupassen. Beispielsweise hat der Durchgang
84 einen kreisförmigen Querschnitt, wenn eine (nicht gezeigte) Kippstange
auch einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Bei einer solchen Ausführungsform
ist eine Feststellschraube (nicht dargestellt) in das Hauptuntersetzungszahnrad
82 eingeschraubt und erstreckt sich in den Durchgang 84, bis sie
an der Kippstange zur Anlage kommt und diese Kippstange unbeweglich im Inneren des
Durchgangs 84 festlegt. Mit anderen Worten stellen die Zahnräder
74, 78, 80, 82, die oben beschrieben wurden,
eine Kupplung dar, die den Motor 52 mit der Kippstange 12 in Wirkverbindung
bringt.
Unter weiterer Bezugnahme auf die 2,
3A und 3B ist das Hauptuntersetzungszahnrad
82 auf einer hohlen Achse 86 geformt, und die Achse
86 ist passend in der Öffnung 70 der ersten Hälfte
62 des Getriebekastens 50 gelagert und kann sich in dieser Öffnung
drehen. Gemäss einer nicht einschränkenden Ausführungsform befindet
sich noch ein erstes Wegbegrenzungs-Zahnrad 88 auf der Welle
86 des Hauptuntersetzungszahnrades 82. Das erste Wegbegrenzungs-Zahnrad
88 steht in Eingriff mit einem zweiten Wegbegrenzungs-Zahnrad
90, und dieses zweite Wegbegrenzungs-Zahnrad 90 kämmt wiederum
mit einem dritten Wegbegrenzungs-Zahnrad 92.
2 zeigt am besten, dass das dritte Wegbegrenzungs-Zahnrad
92 mit einer linearen Zahnstange 94 in Eingriff steht. Auf diese
Weise wird das erste Untersetzungszahnrad 82 mit der Zahnstange
94 über die Wegbegrenzungs-Zahnräder 88, 90,
92 gekoppelt, und die Drehgeschwindigkeit (d.h. die Winkelgeschwindigkeit)
des Hauptuntersetzungszahnrades 82 wird über das erste, zweite und
dritte Wegbegrenzungs-Zahnrad 88, 90, 92 vermindert.
Ausserdem wird die Drehbewegung des Hauptuntersetzungszahnrades
82 in eine Linearbewegung umgesetzt, und zwar durch das Zusammenwirken
des dritten Wegbegrenzungs-Zahnrades 92 mit der Zahnstange 94.
2 zeigt ebenfalls als die Erfindung nicht einschränkende
Ausführungsform, dass sich das zweite Untersetzungszahnrad 80 sowie
das zweite und das dritte Wegbegrenzungs-Zahnrad 90, 92 jeweils
auf metallischen Achszapfen 80a, 90a, 92a drehen, welche
in der ersten Hälfte 65 des Getriebekastens 50 verankert
sind. Demgegenüber ist das erste Untersetzungszahnrad 78 drehbar um
einen metallischen Achszapfen 78a angeordnet, der in der zweiten Hälfte
66 des Getriebekastens 50 befestigt ist.
Unter weiterer Bezugnahme auf die 2 ist
gezeigt, dass die Zahnstange 94 in Gleitverbindung mit einer Nut
96 steht, die in die erste Hälfte 65 des Getriebekastens
50 eingearbeitet ist. Ein erster und ein zweiter Wegbewegungs-Anschlag
98 bzw. 100 stehen in Verbindung mit der Zahnstange
94. Bei der gezeigten, nicht einschränkenden Ausführungsform
sind die Wegbegrenzer 98, 100 mit einem Gewinde versehen und durch
eine Schraubverbindung mit der Zahnstange 94 gekoppelt. Auf alternative
Art und Weise können auch Wegbegrenzer mit glatten Flächen (die nicht
dargestellt sind) verwendet werden, die über einen Passsitz in Gleitverbindung
mit der Zahnstange 94 stehen und welche gegenüber der Zahnstange
94 von Hand bewegt werden können.
Gemäss noch einer anderen Alternative können (nicht gezeigte)
Wegbegrenzer vorgesehen sein, welche jeweils mit Auslösern (nicht dargestellt)
versehen sind. Bei einer solchen Ausführungsform weist die Zahnstange eine
Nut auf, in der eine Anzahl von Öffnungen angebracht sind, in welche die Auslöser
eingreifen, und die Wegbegrenzer können so gehandhabt werden, dass ihre Auslöser
in jeweils einem vorbestimmten Paar von Öffnungen in der Zahnstangennut eingesetzt
sind. In jedem Falle geht es darum, dass die Stellung der Wegbegrenzer der vorliegenden
Erfindung gegenüber der Zahnstange 94 von Hand einstellbar ist.
2 zeigt, dass bei einer nicht einschränkenden
Ausführungsform jeder Wegbegrenzer 98, 100 jeweils eine Anschlagfläche
102, 104 aufweist. Wie dargestellt ist, können die Anschlagflächen
102, 104 in Berührung mit einem Schalter 106 gelangen,
der auf einer Grundplatte 107 angebracht ist. Die Grundplatte
107 ist wiederum auf der zweiten Hälfte 66 des Getriebekastens
50 befestigt. Wie es die vorliegende Erfindung vorsieht, weist der Schalter
106 einen elektrisch leitenden ersten und einen zweiten Federarm
108, 112 sowie einen elektrisch leitfähigen mittleren Arm
110 auf. Wie gezeigt ist, ist jeweils ein Ende jedes Federarmes
108, 112 fest an der Grundplatte 107 angebracht, und
die gegenüberliegenden Enden der Federarme 108, 112 können
sich gegenüber der Grundplatte 107 bewegen. Wie ebenfalls gezeigt
ist, ist ein Ende des Mittelarmes 110 gleichermassen an der Grundplatte
107 befestigt.
Wenn sich das Hauptuntersetzungszahnrad 82 im Gegenuhrzeigersinn
genügend gedreht hat, berührt die Anlagefläche 102 des ersten
Wegbegrenzers 98 den ersten Federarm 108 des Schalters
106 und drückt den ersten Federarm 108 gegen den ortsfesten
Mittelarm 110 des Schalters 106. Wenn sich andererseits das Hauptuntersetzungszahnrad
82 im Uhrzeigersinn ausreichend gedreht hat, gelangt die Anlagefläche
104 des zweiten Wegbegrenzers 100 in Berührung mit dem zweiten
Federarm 112 des Schalters 106 und drückt diesen zweiten
Federarm 112 gegen den ortsfesten Mittelarm 110 des Schalters
106.
Wie weiterhin aus der 2 hervorgeht, auf
die jetzt wieder Bezug genommen wird, kann der Schalter 106 über eine
elektrische Leitung 119 elektrisch mit der Leiterplatte 52 (1)
verbunden sein. Weiterhin kann der erste Federarm 108 an den Mittelarm
110 gedrückt werden, um einen Stromschluss in einem Zweig eines elektrischen
Stromkreises auf der Leiterplatte 48 herzustellen. Andererseits kann der
zweite Federarm 112 gegen den Mittelarm 110 gedrückt werden,
um einen anderen Zweig des elektrischen Stromkreises auf der Leiterplatte
48 zu schliessen.
Das Schliessen des einen oder des anderen oben beschriebenen elektrischen
Stromkreises unterbricht die Energiezufuhr zum Motor 52, und dadurch hört
folglich die Drehung des Hauptuntersetzungszahnrades 82 und daher auch
die Drehung der Kippstange 12 auf. Wie schon beschrieben wurde, können
die Wegbegrenzer 98, 100 auf der Zahnstange 94 von Hand
so eingestellt werden, dass die Drehung der Kippstange 12 durch den Stellantrieb
10 nach Wunsch begrenzt werden kann.
Unter erneuter Bezugnahme auf 2 können
Abstandshalter 120, 122 an den Hälften 62,
64 angeformt sein, um eine Strukturstabilität auszuüben, wenn
die Hälften 62, 64 des Getriebekastens 56 durch
Einrasten miteinander verbunden werden.
4 zeigt die gegenwärtig bevorzugte Konfiguration
der Fernsteuereinheit 34. Wie dargestellt ist, weist die Fernsteuereinheit
34 mehrere Steuertasten auf. Insbesondere zeigt 4,
dass die Fernbedienung 34 eine Taste "Öffnen" 200, eine Taste
"Schliessen" 202, eine Taste "Einstellung" 204 und, wenn gewünscht,
eine Taste "Rücksetzen" 206aufweist. Weiterhin kann die bevorzugte
Ausführungsform des Fernsteuerungsgerätes 34 eine Taste "Einstellung
1" (S1) 208, eine Taste "Einstellung 2" (S2) 210 und eine Taste
"Einstellung 3" (S3) 212 aufweisen. Es ist dabei klar,
dass noch mehr Einstellungstasten bei der Konstruktion der Fernbedienung eingebaut
werden können, beispielsweise eine Taste "Einstellung 4", eine Taste "Einstellung
5" usw. In Übereinstimmung mit den oben vorgestellten Grundlagen können
die Steuertasten dazu verwendet werden, den Stellantrieb 10 in Betrieb
zu setzen und dadurch die Jalousie 14 zu steuern.
Es wird nun Bezug auf 5 genommen, in
welcher ein Blockdiagramm des Steuersystems dargestellt und allgemein mit
220 bezeichnet ist. 5 zeigt, dass das Steuersystem
220 den oben beschriebenen Gleichstrommotor 60 aufweist, der über
eine elektrische Leitung 224 mit einem Verstärker 222 verbunden
ist. Der Verstärker 222 ist seinerseits über die elektrische
Leitung 228 mit einem Impulsdetektor 226 verbunden. Der Impulsdetektor
226 kann über eine elektrische Leitung 232 mit einem Mikroprozessor
230 verbunden sein. 5 zeigt weiterhin, dass
der Mikroprozessor 230 mit den Motortreibern 234 in Verbindung
stehen kann. Diese Motortreiber 234 sind wiederum über die elektrische
Leitung 238 mit dem Motor 52 verbunden. Die Motortreiber
234 können den Motor 52 starten und anhalten.
Wie noch weiter unten in Einzelheiten beschrieben wird, verwendet
man den Impulsdetektor 226, um die Impulse zu zählen, die im Strom
auftreten, der durch den Motor 52 fliesst, wenn sich dieser dreht. Da der
zur Zeit bevorzugte Motor 52 zwei Pole und drei Kollektorsegmente aufweist,
treten sechs Stromimpulse pro Umdrehung auf. Durch Zählen der Impulse kann
die Absolutstellung des unteren Endes der Fensterabdeckung 14 relativ leicht
bestimmt werden.
Selbstverständlich können der Verstärker
222, der Impulsdetektor 226 und der Mikroprozessor 232
auch auf der Leiterplatte 48 angeordnet werden.
6 zeigt die Einstelllogik der vorliegenden Erfindung.
Diese beginnt zunächst beim Block 250, bei dem das Steuersystem initialisiert
wird, d.h. die Jalousie 14 wird geöffnet, wenn sie nicht bereits offen
ist. Dies kann dadurch erreicht werden, dass man die Taste "Öffnen"
200 auf dem Fernsteuergerät 34 drückt und gedrückt
hält. Im Block 252 kann ein Signal "Rückstellung" ("Reset"),
das erzeugt wird, wenn die Rückstelltaste 206 auf dem Fernsteuergerät
34 gedrückt wird, dazu verwendet werden, um diese Position als Bezugspunkt
zum Steuern der Position der Jalousie zu verwenden, obschon diese Rückstellung
an und für sich nicht erforderlich ist. Sodann wird im Block 254 die
Jalousie 14 bis zu einer gewünschten Position bewegt, beispielsweise
durch Drücken der Taste "Schliessen" 202.
Das Programm geht nun zum Block 256 über, und nach Massgabe
des Absenkens der Jalousielamellen 14 in die gewünschte Position zählt
der Impulsdetektor 226 die elektrischen Spitzen oder Impulse, die der Motor
52 erzeugt. Beim Weitergehen zum Block 258 kann ein Einstellsignal
am Stellantrieb empfangen werden, beispielsweise infolge des Drückens einer
Einstelltaste durch den Benutzer auf dem Fernsteuergerät 34. Im Block
260 wird der Zählerwert des Impulsdetektors 226 nach Empfang
des Einstellsignals, der der jeweiligen Position der Jalousie 14 entspricht,
im Mikroprozessor 232 gespeichert. Es sei zusätzlich erwähnt,
dass mehrere Positionen der Jalousie 14 gespeichert werden können
und jede Position mit der Einstelltaste S1 208, der Einstelltaste S2
210 und der Einstelltaste S3 212 verbunden werden kann. Je mehr
Einstelltasten sich auf der Fernbedienung befinden, desto mehr Stellungen der Jalousie
14 können gespeichert werden. Die Einstelllogik endet bei
262.
Es wird nun auf die 7 Bezug genommen,
in der die Betriebslogik dargestellt ist. Diese beginnt im Block 270 mit
einer Startschleife, in der, wenn ein "GeheZu"-Stellsignal empfangen wird, die folgenden
Schritte ausgeführt werden. Vorzugsweise wird das "GeheZu"-Signal erzeugt,
wenn entweder die Taste "S1" 208, die Taste "S2" 210 oder die
Taste "S3" 212 auf dem Fernsteuergerät 34 gedrückt werden.
Beim Übergang in den Block 272 wird der Motor 52 mit Energie
versorgt. Im Block 272 werden die Jalousielamellen 14 in die Stellung
bewegt, die dem gespeicherten Zählerwert entspricht, d.h. dem Wert, der mit
der jeweiligen Einstelltaste 208, 210, 212 verbunden
ist, die gedrückt wurde.
Nun geht das Programm zum Entscheidungsrhombus 276, wo festgelegt
wird, ob der Zählerwert, welcher der jeweiligen Einstelltaste 208,
210, 212 entspricht, erreicht wurde. Wenn dies nicht der Fall
ist, geht die Logik zum Block 274 zurück, und die Jalousie
14 wird bis zum gespeicherten Zählerwert weiter bewegt. Wenn der Zählerwert
erreicht ist, kann der Motor 52 im Block 278 abgeschaltet werden.
Sodann endet die Betriebslogik im Block 280.
Wenn nun die Jalousie 14 von Hand betätigt wird, d.h.
wenn der Motor 52 ohne Strom ist, sind die Motorkontakte kurzgeschlossen,
und es fliesst ein Strom durch den Motor. Schwankungen im Strom erzeugen Impulse,
die gezählt werden können. Im Grunde wirkt der Motor wie ein Generator,
und es werden elektromagnetische Feldimpulse (EFI) erzeugt. Die Impulse können
ebenfalls vom Impulsdetektor gezählt werden, so dass die jeweilige Stellung
der Jalousie 14 immer bekannt ist. Ausserdem ist anzumerken, dass die Jalousie
14 zum Aufrechterhalten der Genauigkeit im oben beschriebenen Steuersystem
220 von Zeit zu Zeit beispielsweise in die vollständig geöffnete
Position bewegt werden kann, wobei die Werte dann zurückgesetzt werden. Auf
diese Weise werden eventuelle Ungenauigkeiten, die beispielsweise
durch Motorimpulse entstehen, die vom Impulsdetektor nicht gezählt wurden,
etwa beim Bewegungsbeginn, beim Abstellen oder beim Senken der Jalousie, eliminiert.
Es wird nun Bezug auf 8 genommen. In
der Figur ist die globale Fehlerkorrekturlogik gezeigt, die mit dem Block
300 beginnt, in dem eine Ausführungsschleife ausgeführt wird,
bei der, wenn eine Fehlerkorrektur erforderlich ist, die weiter unten besprochenen
Schritte ausgeführt werden. Diese Schaltung ermöglicht es, eine Fehlerkorrektur
vorzunehmen, die bei der ursprünglichen Einrichtung der Jalousie
14 und des Steuersystems 220 erforderlich sein kann. Eine Fehlerkorrektur
kann auch dann angewandt werden, wenn die Jalousie 14 eine vorbestimmte
Anzahl von Bewegungen ausgeführt hat. Alternativ kann die Fehlerkorrektur auch
nur dann vorgenommen werden, wenn sie erforderlich ist. Beim Übergang zum Block
302 wird die Jalousie 14 bis zu einem Endanschlag bewegt, beispielsweise
nach oben oder nach unten bis zum Kontakt mit dem Fensterrahmen 22. Sodann
wird der Positionszähler im Block 304 auf Null gesetzt. Die Logik
ist im Zustand 306 beendet. Durch eine Nullsetzung des Positionszählers,
die von Zeit zu Zeit vorgenommen wird, können sich Fehler der Position, die
durch nicht gezählte Impulse des Motorstroms entstehen, nicht unendlich ansammeln.
Wenn die Fehlerkorrektur einseitig, d.h. in nur einer Richtung verläuft,
typischerweise verursacht durch eine gleichbleibende cyclische Bewegung nach oben
und nach unten, kann in das Steuersystem 220, dessen Logik in
9 dargestellt ist, eine weitere Fehlerkorrektur eingeführt
werden. Die in 9 gezeigte Fehlerkorrekturlogik beginnt
im Block 310 mit einer Ausführungsschleife, bei der, nach dem Zurücksetzen
des Zählers auf Null, einige aufeinanderfolgende Schritte ausgeführt werden.
Im Block 312 werden die vom Motor 52 erzeugten Spitzen gezählt,
bis die Jalousie 14 die nächste Endstellung erreicht hat. Nach dem
Übergang zum Block 314 wird dieser Zählerwert als "Nettospitzen"
gespeichert. Die Bewegungen in Richtung nach oben werden zum Zählerwert hinzugezählt,
und die Bewegungen nach unten werden vom Zählerwert abgezogen.
Die Beschreibung der Logik soll nun fortgesetzt werden. Im Block
316 wird die Anzahl der Bewegungen mit Ausnahme der Bewegungen bis zum
Anschlag ebenfalls gezählt, bis die Jalousie 14 den Halt am Anschlag
erreicht hat. Sämtliche Bewegungen, die nicht zum Endanschlag führen,
werden zum Zähler hinzugezählt. Sodann wird in den Block 318
übergegangen, und dort wird dieser Zählerwert als ein Wert "Bewegungen
ohne Endhalt" gespeichert. Dann geht die Logik zum Block 320 über,
in der der Wert der "Nettospitzen" durch den Wert "Bewegungen ohne Endhalt" dividiert
wird, und man erhält einen Wert "Fehlerkorrektur".
Nun geht die Logik zum Entscheidungsrhombus 322 über,
wo bestimmt wird, ob der "Fehlerkorrektur"-Wert positiv oder negativ ist. Wenn der
Fehlerkorrektur-Wert positiv ist, geht die Logik zum Block 324, und der
Wert der "Fehlerkorrektur" wird zum Zählerwert der Bewegungen nach oben addiert.
Dann endet die Logik beim Zustand 326. Wenn der Fehlerkorrekturwert negativ
ist, geht die Logik zum Block 328, in welchem der Wert der Fehlerkorrektur
zum Zählerwert der Bewegung nach unten addiert wird. Auch dann endet die Logik
im Feld 326. Aus dem Schema geht hervor, dass es im Falle einer Nichtkonsistenz
der Korrektur in einer Richtung bei gewissen Jalousien oder Fensterabdeckungen
14 nicht möglich ist, die Fehlerkorrekturlogik, die in 9
gezeigt ist, anzuwenden.
Es wird vorausgesetzt, dass die veranschaulichte Logik zur Steuerkorrektur,
die in 9 gezeigt ist, zum Aufrechterhalten der Genauigkeit
des oben beschriebenen Steuersystems 220 ausgeführt wird. Auf diese
Weise wird jegliche Ungenauigkeit, die darauf beruht, dass Motorimpulse vom Impulsdetektor
nicht gezählt wurden, beispielsweise beim Anlaufen, beim Schliessen oder bei
der Rückstellung, auf ein Minimum reduziert.
Der im Besonderen beschriebene Codierer für motorisierte Fensterabdeckungen
mit niedriger Leistungsaufnahme und hoher Positionsauflösung, der im Obenstehenden
dargestellt und in Einzelheiten beschrieben wurde, ist durchaus in der Lage, die
oben angegebenen Merkmale der Erfindung zu erfüllen. Es wird darauf hingewiesen,
dass es sich nur um die zur Zeit bevorzugte Verwirklichung der vorliegenden Erfindung
handelt und deren Beschreibung nur als Beispiel zur Darstellung des Erfindungsgegenstandes
dient, wie sie in den Ansprüchen definiert ist.