Tür oder Fenster mit wenigstens einer energieverbrauchenden Vorrichtung sowie Einrichtung zur Verstellung einer Sonnenschutz- und/oder
Verdunkelungsvorrichtung für ein Fenster oder dergleichen Verglasung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Tür oder ein Fenster mit wenigstens einer energieverbrauchenden Vorrichtung.
Energieverbrauchende Vorrichtungen in Türen oder Fenstern sind bspw. Rolläden oder Jalousien, die mechanisch oder mit Hilfe von Motoren und entsprechenden Übersetzungen bewegt werden können. Hierzu sei insbesondere auf die DE 101 18 995.8 verwiesen. Ferner kann eine als energieverbrauchende Vorrichtung eine Alarmanlage sein oder entsprechende Sensoren und ferner auch bspw. entsprechende Motoren, die die Tür oder das Fenster öffnen bzw. schließen.
Bekannte Türen oder Fenster mit wenigstens einer energieverbrauchenden Vorrichtung weisen externe Stromversorgungen auf, mittels der die energieverbrauchenden Vorrichtungen mit Energie bzw. Strom versorgt werden können. Für den Einbau der Fenster bedeutet eine externe Stromversorgung einen hohen organisatorischen und finanziellen Aufwand. Soll bspw. ein Rolladen elektrisch bedienbar eingebaut werden, müssen mindestens zwei Gewerke gut zusammenarbeiten, die normalerweise nichts miteinander zu tun haben. Diese Gewerke sind bspw. der Elektriker und der Tischler. Die Stromversorgung muss von einem zusätzlichen Gewerk, nämlich von einem Elektriker, an das Fenster gelegt werden. Der Fensterbauer muss dieses koordinieren und ist letztendlich im Bauablauf für die beiden Gewerke bezüglich der Gewährleistung verantwortlich.
Die EP - 0328053 AI zeigt eine Solarzelle, die hinter einer Glasscheibe einer doppelt-verglasten Schiebetür zum Zwecke der Energieversorgung angeordnet ist. Die Verwendung von Solarzellen im Zusammenhang mit einer
elektromotorischen Kippvorrichtung für ein Fenster ist auch aus der DE 299 22 778 Ul bekannt.
In der Gebäudetechnik und insbesondere in der Fenstertechnik sind Fenster bekannt, die Zweischeibenisolationsgläser oder Mehrscheibenisolationsgläser aufweisen und auf denen bzw. in denen Verdunkelungsvorrichtungen oder Sonnenschutzvorrichtungen angebracht bzw. eingebracht sind, wie beispielsweise Jalousien oder Vorhänge. Zur Bedienung dieser beispielsweise Jalousie sind Kordeln bzw. Endlosbänder oder Seiltriebsysteme bekannt, mittels der beispielsweise die Jalousie auf- und abwärts bewegt werden kann und mittels der die Jalousie auch in der Neigung der entsprechenden Lamellen bewegbar ist. Entsprechende Mechanismen existieren auch für die Bewegung von Vorhängen, Rollos u.a..
So ist beispielsweise aus der EP 0 519 972 Bl, deren Offenbarung hiermit in diese Anmeldung aufgenommen werden soll, eine abgedichtete Isolationsglaseinheit mit Doppelglasscheiben für ein Fenster, aufweisend eine Fensterjalousie, die zwischen den Glasscheiben installiert ist, bekannt, wobei die Jalousie mit einem Seiltriebsystem oder dergleichen versehen ist, das wirksam ist, um die Jalousie in der Einheit in die gewünschte Position zu bringen, wobei das Seiltriebsystem mit einer seitlich angeordneten longitudinalen Tragwelle verbunden ist, die in einem Gehäuse angeordnet ist, wobei die Tragwelle sowohl drehbar als auch axial verschiebbar angeordnet ist, um das Auf- und Abwickeln der Seiltriebsysteme hauptsächlich in einer einzelnen Schicht entlang von Teilen der Tragwelle zu ermöglichen, wobei ferner das Gehäuse an jedem Ende an der Ecke des Fensters mit eigenen Eckstücken zum Schließen des Endes des Gehäuses ausgestattet ist, welche Eckstücke als Übergangsglieder zwischen dem Gehäuse und den Abstandselementen in der Glaseinheit auf jeder Seite dienen, und wobei eines der Eckstücke auch als luftdichter oder abgedichteter Durchgang durch eine Antriebswelle dient, die mit der Tragwelle verbunden ist oder ihr angehört.
Aus diesem Dokument ist also zum einen ein luftdichter oder abgedichteter Durchgang bekannt, mittels dem abgedichtet eine Durchführung des Seiltriebsystems von außerhalb der Isolationsglaseinheit nach innerhalb der Isolationsglaseinheit gegeben ist. Ferner ist aus diesem Dokument eine einfache Möglichkeit gegeben, eine Jalousie entsprechend zu bedienen. Zum Auf- und Abfahren der Jalousie wird einfach die seitlich angeordnete longitudinale Tragwelle gedreht, wodurch das Seil sich bzw. die Seile sich um diese Tragwelle wickeln bzw. von diesen abwickeln, so dass die Jalousie sich auf- bzw. abwärts bewegen lässt. Üblicherweise geschieht das Abwärtsbewegen in einer bestimmten Neigestellung von entsprechenden Jalousieelementen, die in Fig. 4 dieses Dokuments mit der Bezugsziffer 77 bezeichnet sind. Durch Bewegen des Seilsystems in eine andere Richtung rastet das Tragelement entsprechend in ein Rastmittel ein, wodurch ein Verdrehen der Neigung der Lamellen möglich wird. Anschließend bleibt diese Neigung erhalten, bis beispielsweise die Jalousie wieder bis nach ganz oben eingefahren ist, woraufhin dann wieder eine waagerecht ausgerichtete Neigung beim Herabfahren gegeben ist.
Eine derartige gattungsgemäße Isolationsglaseinheit bzw. eine entsprechende Einrichtung zur Verstellung einer Sonnenschutz- und/oder
Verdunkelungsvorrichtung weist den Nachteil auf, dass entsprechende
Antriebselemente bzw. den Antrieb übertragende Elemente, wie insbesondere
Getriebe oder Zahnräder, entweder mechanisch betätigbar sind, d.h. die Seile des entsprechenden Seiltriebsystems fliegen lose vor dem Fenster herum oder aber entsprechende Motoren sind deutlich sichtbar in entsprechend großer Größe in der Nähe der Fenster angeordnet. Dieses führt zum einen dazu, dass das ästhetische Empfinden einer Person, die entsprechende
Vorrichtungen benutzen möchte, gestört ist und zum anderen schnell zu
Abnutzungserscheinungen beispielsweise des Seiltriebsystems, da dieses nicht immer in dem optimalen Winkel von einer Bedienperson bedient wird.
Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Tür oder ein Fenster mit wenigstens einer energieverbrauchenden Vorrichtung anzugeben, die einfach und mit geringem finanziellen Aufwand verbaut werden können, wobei insbesondere eine ausreichende Energieversorgung der wenigstens einen energieverbrauchenden Vorrichtung vorgesehen sein soll.
Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung zum einen die optische Gestaltung von Einrichtungen zur Verstellung einer Sonnenschutz- und/oder Verdunkelungsvorrichtung und entsprechender Fenster und/oder Türen, an denen diese angebracht sind, zu verbessern und ferner eine Einrichtung anzugeben, mittels der ein Verschleiß der bewegbaren Elemente minimiert wird.
Gelöst wird diese Aufgabe durch Weiterbildung einer Tür oder eines Fensters mit wenigstens einer energieverbrauchenden Vorrichtung dadurch, dass eine die Energie zur Verfügung stellende Einrichtung ausschließlich an oder in dem Fenster oder der Tür, bevorzugt außenseitig angeordnet ist. Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme ist es möglich, keine Stromversorgung von außen vorsehen zu müssen, so dass eine autarke Einheit Tür oder Fenster realisierbar ist. Damit sind die energieverbrauchenden Vorrichtungen in oder an der Tür oder dem Fenster ohne das Vorsehen einer ständigen Verbindung zum Netzstrom betreibbar.
Im Rahmen dieser Erfindung umfasst der Begriff Tür oder Fenster auch Festverglasung, Verglasung in einer Pfosten- und/oder Riegelkonstruktion, Raumteiler und Dachluken.
Wenn vorzugsweise die Einrichtung wenigstens eine Solarzelle umfasst, ist eine sehr einfach zu realisierende Stromversorgung möglich. Im Rahmen dieser Erfindung bedeutet Solarzelle insbesondere auch Photovoltaikelement. Wenn die Einrichtung wenigstens einen Energiespeicher, insbesondere wenigstens ein Sekundärelement, umfasst, der mittels der Solarzelle
aufladbar ist, ist auch dann eine Energieversorgung möglich, wenn kein ausreichendes Licht auf die Solarzelle fällt. Das Sekundärelement ist im Rahmen dieser Erfindung insbesondere ein Akkumulator bzw. Akku.
Wenn die energieverbrauchende Vorrichtung wenigstens einen Motor umfasst, sind viele Funktionen, die in oder an der Tür oder dem Fenster auszuführen sind, ohne weiteres einfach möglich. Entsprechend werden mittels des Motors bspw. eine Jalousie bzw. eine Einrichtung zur Verstellung einer Sonnenschutz- und/oder Verdunkelungsvorrichtung, insbesondere einer Jalousie oder eines Vorhangs für ein Fenster, eine Fensterverglasung, eine Außenfassade, eine Innenraumverglasung und/oder eine Tür betrieben. Es ist außerdem möglich, dass der Motor zum Bewegen des Fensters oder der Tür dient wie bspw. zum Öffnen oder Kippen des Fensters oder der Tür.
Vorzugsweise ist eine Steuereinrichtung zum Steuern der energieverbrauchenden Vorrichtung und/oder des Aufladens des Energiespeichers in oder an dem Fenster oder der Tür angeordnet. Eine derartige Steuereinrichtung dient u.a. zum Anfahren bzw. Abbremsen des Motors bzw. zum Kippen von Lamellen und zwar vorzugsweise in Abhängigkeit des Sonnenstandes. Ferner dient die Steuereinrichtung dazu, zur Endlage hin die Geschwindigkeit zu verringern, damit keine Beschädigungen auftreten. Bei einem Öffnen einer Jalousie kann bspw. zunächst der Motor mit einer hohen Geschwindigkeit betrieben werden, wohingegen zum Ende hin des Öffnens der Jalousie eine verringerte Geschwindigkeit Verwendung findet. Ferner dient die Steuereinrichtung vorzugsweise auch des Aufladens des Energiespeichers in Abhängigkeit bspw. der auf die Solarzelle fallenden Sonnenstrahlen. Das wenigstens eine Photovoltaikelement versorgt das Antriebselement mit einer entsprechenden Spannung und sofern dieses nicht benutzt wird, versorgt das wenigstens eine Photovoltaikelement die Energiespeichervorrichtung mit einer entsprechenden Spannung, so dass diese aufgeladen wird. Hierzu dient die Steuervorrichtung, die entsprechend das Zuführen von Spannung bzw. Leistung zum Antriebselement und zur
Energiespeichervorrichtung ermöglicht. Vorzugsweise ist wenigstens ein Sensor an oder in der Tür oder dem Fenster angeordnet. Der Sensor kann bspw. ein Helligkeitssensor oder ein Endlagensensor sein. Mittels des Sensors ist eine eigenständige Steuerung bspw. einer Jalousie oder des Öffnens der Tür oder des Fensters möglich. So kann bspw. je nach Sonnenstand die Neigung der Jalousielamellen eingestellt werden oder aber je nach Stickigkeit der Luft in einem Raum bspw. ein Fenster oder eine Tür entsprechend angekippt werden. Im Fenster- oder Türflügel kann eine Ladebuchse für den Akkumulator vorgesehen sein, um eine Erstladung oder Erhaltungsladungen durchzuführen.
Wenn vorzugsweise die wenigstens eine energieverbrauchende Vorrichtung eine derart geringe Leistungsaufnahme hat, dass die Leistung der Energie zur Verfügung stellenden Einrichtung ausreicht, die wenigstens eine energieverbrauchende Vorrichtung über einen Tag oder länger mit Energie zu versorgen, kann auch bei an sehr dunklen Tagen bzw. an Tagen, an denen eine Speichervorrichtung nicht entsprechend aufgeladen werden kann, eine ausreichende Funktion der energieverbrauchenden Vorrichtung bzw. Vorrichtungen gewährleistet sein. Die Leistungsaufnahme eines Motors liegt bspw. bei 20 mAh. Der Motor hat vorzugsweise hierzu eine hohe Übersetzung, um auch entsprechend große Gewichte bewegen zu können.
Die Kapazität des Energiespeichers bzw. der Energiespeichervorrichtung beträgt bspw. 500 bis 600 mAh. Es handelt sich hierbei vorzugsweise um ein Metallhydridakkumulator. Derartige Metallhydridakkumulatoren weisen keinen sog. Memory-Effekt auf. Aufgrund der relativ geringen Kapazität, ist es möglich, den Energiespeicher auch an relativ dunklen Tagen aufzuladen. Eine entsprechende Aufladung ist auch dann noch möglich, wenn selbst an dunklen Tagen ein Fenster zum Norden hin entsprechend mit Energie versorgt werden muss.
Vorzugsweise ist die Solarzelle polykristallin, wodurch diese günstig herzustellen ist. Die Leistung der Solarzelle ist vorzugsweise auf den Energieverbraucher und den Akkumulator bzw. dem Energiespeicher anzupassen. Ausgestaltend ist die Solarzelle unmittelbar auf die Außenglasscheibe über eine Beschichtungstechnik aufgebracht und verläuft gesamtumfangsseitig in Form eines quasi Solarzellenstreifenrahmens.
Bei einem Solarzellen- und Antriebsnachrüstbausatz befindet sich die Zelle auf einem Holz-, Kunststoff oder Metallrahmenteil oder -streifen und wird spannungsfrei auf einem Verglasungsabschnitt, z.B. stoffschlüssig, befestigt. Der Zellenträgerstreifen ist damit im Aussehen und dem Material bevorzugt dem übrigen Flügelrahmenmaterial angepasst. Um die Optik des nachgerüsteten Fensters optimal zu gestalten, wird an der Glasinnenseite, also der Rückseite des Zellenträgerstreifens bzw. der entsprechenden Innenseite einer Verbundverglasung ein abmessungsseitig angepasster Blendrahmenstreifen angeordnet. Dieser Streifen weist Hohlräume zur Aufnahme von Pufferakkumulatoren und/oder der elektronischen Steuerung einschließlich Ladeschaltung auf. Dadurch, dass die Akkumulatoren zum Innenraum, d.h. auf der Fensterinnenseite im zusätzlichen Blendrahmenstreifen aufgenommen sind, werden störende Niedrigtemperaturen, die den Betrieb der Akkumulatoren beeinträchtigen können, vermieden. Die Figur 5 zeigt eine Schnittdarstellung eines dementsprechend ausgerüsteten Fensters, wobei der eigentliche Blendrahmen unverändert bleibt. Lediglich für den motorischen Antrieb und den Bedienschalter sind Ausfräsungen notwendig oder Aussparungen im Rahmen erforderlich. Eine vorteilhafte Ausführungsform geht von speziellen Flügelrahmen aus, welche bereits herstellungsseitig Hohlräume oder Kanäle für die Akkumulatoren bzw. Nuten für die Solarzellenstreifen besitzen. Erfindungsgemäß kann der Zellenträgerstreifen kippbar, d.h. winkelverstellbar ausgeführt werden, um einen optimalen Wirkungsgrad zu erhalten. Auch eine vom quadratischen Querschnitt abweichende, z.B.
Dreiecksform des Trägerstreifens dient dem Zweck der Anpassung der Oberfläche der Solarzelle an den Lichtstrahlungseinfallswinkel.
Gelöst wird die Aufgabe weiterhin durch eine Einrichtung zur Verstellung einer Sonnenschutz- und/oder Verdunkelungsvorrichtung, insbesondere einer Jalousie oder eines Vorhangs, für ein Fenster, eine Festverglasung, eine Außenfassade, eine Innenraumverglasung und/oder eine Tür, insbesondere mit einem Mehrscheibenisolationsglas, mit einem Antriebselement und einer den Antrieb übertragenden Übertragungsvorrichtung, die dadurch weitergebildet ist, dass das Antriebselement und wenigstens ein Teil der Übertragungsvorrichtung in einem Rahmen des Fenster, der Festverglasung, der Außenfassade, der Innenraumverglasung und/oder der Tür einbringbar ist.
Der Rahmen kann hierbei aus Holz, Kunststoff, einer Kombination aus Holz und Aluminium oder Aluminium bzw. anderen Materialien bestehen.
Durch diese Maßnahme ist es möglich, sowohl das Antriebselement als auch die Übertragungsvorrichtung entweder vollständig oder im wesentlichen vollständig in den Rahmen eines Fensters und/oder einer Tür einbringbar zu gestalten, wodurch eine wesentlich schönere Optik entsprechender Einrichtungen möglich ist. Im Rahmen dieser Erfindung umfasst der Begriff Fenster und/oder Türen insbesondere auch die Begriffe Festverglasung, Außenfassade und/oder Innenraumverglasung, so dass im folgenden der Einfachheit halber im wesentlichen nur noch von Fenstern und/oder Türen die Rede ist. Ferner ist aufgrund der Vorgabe einer festen Lage der entsprechenden Bedienelemente ein Verschleiß der bewegbaren Teile minimiert. Der Verschleiß ist auch aus dem Grunde minimiert, da kleinere Wege der bewegbaren Elemente zurückzulegen sind. Vorzugsweise sind das Antriebselement und wenigstens ein Teil der Übertragungsvorrichtung im Blendrahmen und/oder im Flügelrahmen einbringbar.
Die Einrichtung ist nicht nur für zu fertigende Fenster- und/oder Türelemente einsetzbar, sondern kann auch bei bestehenden Elementen eingebaut bzw. nachgerüstet werden. Die Einrichtung findet auch bei Komplettglaselementen sowie Dachflächenfenstern Verwendung.
Wenn vorzugsweise nur ein Teil des Antriebselements im Rahmen eingebracht ist, ist es möglich eine Öffnung, die insbesondere verschließbar ist, vorzusehen, in der eine Kurbel einsteckbar ist und in Wirkverbindung mit der Übertragungsvorrichtung bringbar ist. Mittels einer derartigen Kurbel ist es dann möglich, mechanisch beispielsweise die Jalousie oder den Vorhang zu bedienen.
Vorzugsweise umfasst das Antriebselement einen Motor, mittels dem eine besonders effektive Bedienbarkeit der Einrichtung gegeben ist. Der Motor umfasst auch ein Getriebe, insbesondere ein Planetengetriebe, das beispielsweise eine Übersetzung zwischen 1 zu 250 und 1 zu 300 aufweist. Durch diese Maßnahme ist es möglich den Motor und das entsprechende Getriebe relativ klein zu halten, so dass diese im Rahmen ausreichend Platz finden.
Vorzugsweise umfasst die Übertragungsvorrichtung ein Getriebe, insbesondere ein Winkelgetriebe, das insbesondere Kegel Zahnräder aufweist. Durch diese Maßnahme ist es auf relativ einfache Art möglich, den Platz im Rahmen optimal auszunutzen und insbesondere auch eine Ankopplung an beispielsweise ein Seiltriebsystem vorzusehen, das in der Nähe eines Zweischeibenglases angeordnet ist.
Vorzugsweise umfasst die Übertragungsgeinrichtung ein Rollenelement oder Umlenkelement, das in Eingriff mit einem Antriebsmittel zum Antreiben und/oder Verstellen eines Verstellelements der Sonnenschutz- und/oder Verdunkelungsvorrichtung bringbar ist. Durch diese vorzugsweise Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist eine besonders
einfache Realisierung der Verstellmöglichkeit bzw. des Antriebs der Sonnenschutz- und/oder Verdunkelungsvorrichtung gegeben. Vorzugsweise ist das Antriebsmittel ein Teil eines Seiltriebsystems. Dieses Antriebsmittel kann dann beispielsweise ein Seil, ein Band, eine Kordel, ein Riemen oder ein Zahnriemen sein, mittels der die Jalousie oder der Vorhang angehoben bzw. gesenkt oder nach links bzw. nach rechts befördert wird, d.h. geöffnet bzw. geschlossen wird und mittels der in bekannter Weise die Neigung der Jalousielamellen beispielsweise verändert werden kann.
Wenn vorzugsweise eine Energiespeichervorrichtung vorgesehen ist, die in den Rahmen einbringbar ist, ist es möglich, die Einrichtung ohne das Vorsehen einer Verbindung zum Netzstrom zu betreiben. Die Energiespeichervorrichtung ist vorzugsweise eine Sekundärquelle wie insbesondere ein Akkumulator. Die Energiespeichervorrichtung ist für den Betrachter vorzugsweise am Fenster nicht sichtbar. Alternativ hierzu könnte auch die Energiespeichervorrichtung hinter einer Blende angeordnet werden. Wenn vorzugsweise wenigstens ein Photovoltaikelement vorgesehen ist, das auf den Rahmen aufbringbar ist, ist eine vollständig autarke Einrichtung möglich. Das wenigstens eine Photovoltaikelement versorgt dann das Antriebselement mit einer entsprechenden Spannung und sofern dieses nicht benutzt wird, versorgt das wenigstens eine Photovoltaikelement die Energiespeichervorrichtung mit einer entsprechenden Spannung, so dass diese aufgeladen wird. Hierzu ist vorzugsweise eine Steuervorrichtung vorgesehen, die entsprechend das Zuführen von Spannung bzw. Leistung zu dem Antriebselement und zur Energiespeichervorrichtung ermöglicht.
Vorzugsweise ist die Einrichtung wenigstens teilweise hinter einem Griffsockel des Fensters und/oder der Tür, versetzt im Rahmen angeordnet, wodurch eine besonders schlichte und elegante Optik der Einrichtung bzw. entsprechender Fenster und/oder Türen mit derartigen Einrichtungen gegeben ist. Eine besonders einfache Bedienbarkeit ist dann gegeben, wenn wenigstens ein Bedienelement zum Betätigen der Einrichtung auf einem
Griffsockel des Fensters und/oder der Tür angeordnet ist. Das Bedienelement ist vorzugsweise ein Schalter. Vorzugsweise ist die Einrichtung mit der Ausnahme von Bedienelementen und Photovoltaikelementen im Rahmen für eine Bedienperson unsichtbar einbringbar. Vorzugsweise ist die Sonnschutz- und/oder Verdunkelungsvorrichtung in einem Zweischeibenisolationsglas angeordnet, wodurch die Sonnenschutz- und/oder Verdunkelungsvorrichtung kaum verdrecken kann. Wenn vorzugsweise eine edelgasdichte und/oder luftdichte Durchführung vorgesehen ist, mittels der der Antrieb übertragbar ist, kann die erfindungsgemäße Einrichtung in einem Fenster oder einer Tür mit gutem Wärmeschutz integriert werden. Ferner vorzugsweise ist die Durchführung eine Drehdurchführung, wodurch sich eine besonders einfache Verstellmöglichkeit der Sonnenschutz- und/oder Verdunkelungsvorrichtung ergibt.
Erfindungsgemäß ist ein Bausatz oder Nachrüstsatz für eine Einrichtung zur Verstellung einer Sonnenschutz- und/oder Verdunkelungsvorrichtung mit einem Antriebselement und einer den Antrieb übertragenden Übertragungsvorrichtung dadurch weitergebildet, dass ferner eine Frässchablone zum Anbringen von Aufnahmen für das Antriebselement und die Übertragungsvorrichtung in einem Rahmen einer Tür und/oder eines Fenster vorgesehen ist. Durch den erfindungsgemäßen Bausatz können auf einfache Art und Weise auch existierende Fenster bzw. existierende Einrichtungen zur Verstellung einer Sonnenschutz- und/oder einer Verdunkelungsvorrichtung erfindungsgemäß umgebaut werden. Im Rahmen der Erfindung umfasst der Begriff Frässchablone insbesondere auch den Begriff Bohrschablone. Eine Aufnahme ist im Rahmen der Erfindung insbesondere eine Ausfräsung und/oder eine Bohrung.
Wenn vorzugsweise die Übertragungsvorrichtung ein Rollenelement umfasst, das in Eingriff mit einem Antriebsmittel zum Antreiben und/oder Verstellen eines Verstellelements der Sonnenschutz- und/oder
Verdunkelungsvorrichtung bringbar ist, ist ein besonders einfaches Einbauen einer entsprechenden erfindungsgemäßen Einrichtung bzw. des Bausatzes möglich.
Erfindungsgemäß ist ein Fenster und/oder eine Tür mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung, wie vorstehend beschrieben, versehen.
Vorzugsweise ist die Aufladezeit des Energiespeichers, die Leistung der Solarzelle und der Leistungsbedarf der wenigstens einen energieverbrauchenden Vorrichtung aneinander anpassbar. Durch diese vorzugsweise Ausgestaltung der Erfindung bzw. durch ein aneinander Anpassen der jeweiligen Elemente, dergestalt, dass ein Normalbetrieb und auch ein etwas erhöhter Betrieb der energieverbrauchenden Vorrichtungen möglich ist, ist ein Betrieb dieser über die Lebenszeit der Vorrichtungen möglich, ohne dass Unterbrechungen auftreten könnten.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, auf die im übrigen bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird.
Fig. 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Teil eines Fensters bzw. einer Tür,
Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Rahmen eines Fensters, wobei ein Teil eines Zweischeibenisolationsglases dargestellt ist,
Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Fensterrahmen mit entsprechendem Griff,
Fig. 4 eine Aufsicht auf einen Fensterrahmen mit entsprechenden Fräsungen bzw. Bohrungen und
Fig. 5 einen kompletten Fensterschnitt mit verschiedenen Lamellenstellungen.
Es ist eine Solarzelle 1 auf einer Abdeck- und Montageleiste 2 eines Flügelrahmens 11, bevorzugt außenbündig eingelassen angebracht. Der Flügelrahmen 11 sitzt über einer Dichtung 12, gedichtet an einem Blendrahmen 10. Ein Zweischeiben-Isolationsglas, umfassend zwei Glasscheiben 13 ist in dem Flügelrahmen 11 eingebracht, wobei insbesondere eine Glashalteleiste 3 und auch die Abdeck- und Montageleiste 2 die Glasscheiben 13 halten.
Es sind ferner Akkumulatoren 4 dargestellt, die durch eine Abdeckleiste 7 optisch abgedeckt oder im Leistenhohlraum befindlich sind. Eine Jalousie umfassend eine Jalousiemechanik 6 und ein Lamellenpaket 5 ist zwischen die Glasscheiben 13 eingebracht. Das Lamellenpaket 5 ist in diesem Ausführungsbeispiel aufgezogen. Die Mechanik zur Bedienung der Jalousie ist in Fig. 1 nicht dargestellt. Hierzu dient insbesondere ein Motor und ein Antriebselement sowie eine Übertragungsvorrichtung, wobei vorzugsweise sämtliche dieser Merkmale in dem Fenster bzw. in dem Flügelrahmen 11 untergebracht sind.
Mittels der Solarzelle 1 wird eine Spannung bspw. zu dem Motor 15 gegeben, um mittels dieses Motors Funktionen zu erfüllen wie Verstellen der Jalousie, wie bspw. Herauf- und Herunterfahren der Jalousie bzw. Verkippen der Lamellen der Jalousie oder aber Öffnen und Schließen des Fensters. Sofern keine dieser Funktionen ausgeübt wird, dient die Spannung, die von einer Solarzelle 1 anfällt dazu, die Akkumulatoren 4 zu laden. Eine Steuereinrichtung 14 ist auch im Flügelrahmen 11 untergebracht, um das Aufladen der Akkumulatoren bzw. die Ansteuerung des Motors 15 zu steuern.
Es ist ferner ein lichtempfindlicher Sensor 16 vorgesehen, mittels dem bspw. der Sonnenstand ermittelbar ist, um mittels des Sonnenstandes bzw. der Sonnenintensität die Lamellenstellung der Jalousie einzustellen. Es ist ferner ein Endsensor 17 vorgesehen, der bspw. ein Signal zur Steuereinrichtung 14 abgibt, wenn das Lamellenpaket 5 vollständig an diesem nach oben hin vorbeibewegt wurde.
Das erfindungsgemäße System besteht vorzugsweise aus einer Photovoltaik, einem Akkumulator und einem Laderegler bzw. Controller. Da nur relativ kleine Flächen am Fenster zur Stromgewinnung mittels einer Photovoltaik zur Verfügung stehen (bspw. im Fensterrahmen) ist nur eine geringe Energieerzeugung möglich. Aus diesem Grunde ist es notwendig, dass der Motor nur wenig Energie verbraucht bzw. Strom aufnimmt. Ein vorzugsweise zu verwendender Motor bspw. der Fa. Maxon, benötigt bspw. nur 20 mAh unter Last. Aufgrund einer vergleichsweise geringen Leistung der Photovoltaik ist es notwendig, einen Akkumulator zu wählen, der eine sehr große Kapazität aufweist. Der verwendete Akkumulator weist vorzugsweise keinen Memory- Effekt auf. Bspw. wird als Akkumulator ein Metallhydridakkumulator verwendet. Diese dürfen nicht mit Überspannungen beladen werden, so dass auch aus diesem Grunde eine Steuereinrichtung bevorzugt ist, um die entsprechenden Akkumulatoren nicht bei der Beladung zu zerstören. Die Steuereinrichtung umfasst vorzugsweise ein Ladegerät, das verhindert, dass der Akkumulator mit einer zu hohen Spannung beladen wird bzw. vollständig entladen wird. Eine externe Ladebuchse kann an der Flügelrahmeninnenseite angeordnet werden.
Die Akkumulatoren sind vorzugsweise derart klein, dass diese im Fensterrahmen integriert werden können. Entsprechendes gilt für den Motor.
Auch das Ladegerät bzw. der Controller bzw. die Steuereinrichtung 14 ist derart klein auszugestalten, dass diese im Rahmen entsprechend Platz findet.
Aus diesem Grunde umfasst die Steuereinrichtung einen Microchip und passive Bauelemente in SMD-Technik.
Als Funktionen, die am oder im Fenster realisiert werden können, sind wie oben schon angedeutet die Motorsteuerung bspw. das Anfahren, das Abbremsen, das Kippen der Lamellen und die Endlagensteuerung zu nennen. Ferner können Alarmfunktionen bspw. über einen Vibrationssensor Verwendung finden. Schließlich kann der Flügelrahmen 11 bzw. ein Flügel eines Fensters oder einer Tür geöffnet oder gekippt werden. Ferner können als Sensoren Sonnenwächter, Windwächter, Temperaturwächter für eine eigenständige Steuerung der Jalousie und Bewegungsmelder Verwendung finden. Schließlich können die Fenster mittels LED beleuchtet werden. Es kann auch eine Infrarot-Fernbedienung der Funktionen stattfinden, wozu ein Infrarot-Empfänger am Rahmen bzw. wenigstens teilweise im Rahmen 11 untergebracht werden sollte. Schließlich ist eine Steuerungsmöglichkeit aller Funktionen über ein Computer bzw. ein Handy oder eine sonstwie gestaltete Ansteuerung möglich.
Die Solarzelle 1 bzw. das Photovoltaikelement wird vorzugsweise in Dünnschichttechnologie hergestellt. Es handelt sich hierbei vorzugsweise um polykristallines Silizium. Hierbei wird Silizium auf ein Trägerglas aufgedampft und diese Schicht polykristallines Silizium in einzelne Zellen eingeteilt, an denen die Spannung, die durch die Sonneneinstrahlung entsteht, abgenommen werden kann. Diese Art von Photovoltaikelementen kann in beliebigen geometrischen Formen und Abmessungen hergestellt werden und ist aus diesem Grund für den Einsatz an Fenstern bzw. Türen besonders gut geeignet. Bei einer Fläche von 40 x 400 mmz eines Photovoltaikelements kann eine maximale Leistung von 800 mW erzeugt werden. Dieser hängt allerdings stark von der Einstrahlung der Sonne ab. 800 mW entstehen bei einer Normaleinstrahlung von 100 mW/cm2. Bei bewölktem Himmel, bei schlechter
Ausrichtung des Fensters, z.B. in Nordrichtung, in der Winterzeit oder eventueller zusätzlicher Beschattung durch Bäume oder andere Gebäude,
geht die Energieeinstrahlung auf bis zu 10 % zurück. Auch unter diesen Umständen ist es notwendig, dass das Photovoltaikelement genügend Energie erzeugt, um alle Funktionen am oder im Fenster zu ermöglichen. Bei einer abgegebenen Leistung von 800 mW und einer bspw. benötigten Ladespannung von 16 V fließt ein Strom von 50 mA. Dieser Strom reicht aus, um einen Akku mit 500 mAh in 10 Stunden zu laden. Beträgt die Einstrahlung nur noch 10 %, also 80 mW, fließt bei gleicher Spannung ein Strom von nur noch 5 mA. Unter diesen Umständen werden 100 Stunden benötigt, um den Akkumulator zu laden. Trotz dieser langen Ladezeit ist es möglich, durch die entsprechende Kombination des Photovoltaikelements, des Akkumulators, der Steuereinrichtung und des jeweiligen Motors, sämtliche Funktionen am bzw. im Fenster oder der Tür zu ermöglichen. Die Solarzelle kann auch monokristallines Material umfassen, um den Wirkungsgrad zu erhöhen und damit die benötigte Fläche der Solarzelle zu verringern. Auf die Kippanordnung für die Solarzelle sei ergänzend verwiesen.
Wenn bspw. der verwendete Motor nur 20 mA verbraucht, kann ein Akkumulator mit 500 mAh den Motor 25 Stunden im Dauerbetrieb betreiben. Unter realistischen Bedingungen ist bspw. bei einem Jalousiebetrieb kein Dauerbetrieb vonnöten. D.h. die geringe Einstrahlung von 80 mW reicht aus, um den Akkumulator ausreichend zu laden, so dass ein Leerlaufen des Akkumulators ausgeschlossen werden kann. Eine äußerst geringe Stromaufnahme bzw. Leistungsaufnahme der Steuereinrichtung ist hier wichtig. Je nach Energieausbeute bzw. benötigtem Energieverbrauch sind die am bzw. im Fenster oder der Tür angebrachten Elemente aneinander anzupassen. Das Photovoltaikelement kann bspw. auch im unteren und/oder oberen Bereich, aber auch umlaufend entlang einer Glasscheibe 13 angeordnet werden. Hierbei wird von dem Effekt Gebrauch gemacht, dass eine Glasscheibe selbst entsprechend Energie durch Reflektionen einfängt und in die Randbereiche der Glasscheibe leitet. Durch diese Maßnahme ist es möglich, einen relativ hohen Wirkungsgrad bzw. eine relativ hohe Leistungsausbeute des eingestrahlten Lichtes zu ermöglichen.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch einen Rahmen eines Fensters. Es ist ein Blendrahmen 10 und ein Flügelrahmen 11 im Querschnitt dargestellt. Der Blendrahmen 10 ist über eine Fensterdichtung 12 mit dem Flügelrahmen 11 abgedichtet. In den Flügelrahmen 11 ist ein Zweischeibenisolationsglas eingefasst, das aus zwei Stück Fensterglas 13 und einem Hohlraum 140 besteht. In dem Hohlraum 140 ist eine Lamelle 35 einer Jalousie angedeutet. Mittels eines Motors, der in Fig. 2 nicht dargestellt ist, werden die Kegelräder 160, die insbesondere Kegelzahnräder sind, angetrieben. .Ein Kegelrad 160 steht in Wirkverbindung mit dem Kegelrad 170, das auch vorzugsweise ein Kegelzahnrad ist. Das Kegelrad 170 treibt eine Umlenkrolle 19 an, die auf einem Lager 150 gelagert ist. Um die Umlenkrolle 19 ist ein Seilsystem bzw. eine Kordel 18 angeordnet, mittels der beispielsweise die Lamellen 35 der Jalousie auf und ab bewegt werden können und mittels der ggf. die Neigung verstellt werden kann. Zur Funktionsweise eines entsprechenden Seiltriebsystems wird auf die EP 0 519 972 Bl verwiesen.
Anstelle des Motors 21 kann auch eine Kurbel Verwendung finden, die in Eingriff mit dem Kegelrad 160 gebracht wird. In diesem Fall wird eine Öffnung in der Abdeckung vorgesehen, um den Eingriff der Kurbel mit dem Kegelrad zu ermöglichen.
In Fig. 3 ist eine Schnittdarstellung durch einen Flügelrahmen 11 eines Fensters dargestellt, und zwar an der Stelle des Griffs 26. In dieser Darstellung sind wieder die Kegelräder 160 dargestellt, die das Kegelrad 17 der Fig. 2 antreiben. Das Kegelrad 170 ist in Fig. 3 nicht dargestellt. Dieses muss sich hinter den dargestellten Elementen vorgestellt werden. Es ist ein Motor 21 dargestellt, an dem ein Planetengetriebe 22 angebracht ist, mittels dem beispielsweise eine Übersetzung von 1 zu 275 möglich ist. Der Motor ist beispielsweise der Motor RE 13 der Maxon Motor GmbH aus der Schweiz.
Der Motor 21 wird mit einem Strom, der über die elektrischen Anschlüsse 27 zugeführt wird, betrieben. Auf der Welle 28 des Motors bzw. Planetengetriebes ist ein Kegelrad 20 aufgebracht, das in Wirkverbindung mit einem Kegelrad 160 steht. Sofern sich die Welle 28 dreht, dreht sich entsprechend das Kegelrad 20 und damit das Kegelrad 16 und damit auch das Kegelrad 17, das in Fig. 2 dargestellt ist.
Um die auftretenden Kräfte im Rahmen aufzufangen, sind Halterungen 23 vorgesehen, mittels denen die entsprechenden Einrichtungen gehalten werden. Zur Verstärkung ist ein Verstärkungselement 24 vorgesehen, das mit einer Halterung 23 verbunden ist und mit dem Oberteil des Planetengetriebes 22 bzw. einer Hülle des Motors und des Planetengetriebes. In dem Verstärkungselement 24 ist ein Loch eingebracht, um die Verlängerung des Kegelrads 20 nach unten zu führen. Es ist klar sichtbar, dass die Elemente der erfindungsgemäßen Einrichtung hinter bzw. unter einem Griffsockel 36 des Griffs 26 angeordnet sind. D.h. diese verschwinden für den Betrachter. Es ist ferner ein Schalter 25 auf dem Griffsockel 36 vorgesehen, der elektrische Anschlüsse 27 aufweist und mittels dem der Motor entsprechend schaltbar bzw. steuerbar ist.
Fig. 4 zeigt eine Aufsicht auf eine Seite des Flügelrahmens 11, in der entsprechende Ausfräsungen bzw. Bohrungen eingebracht sind. Es ist insbesondere eine Befestigungsbuchse für den Griff 29 bzw. zwei Befestigungsbuchsen für den Griff 29 vorgesehen und eine Griffbuchse 30. Ferner ist eine Ausfräsung 31 für den Motor und das Getriebe vorgesehen sowie zwei Bohrungen für die Motorfixierung 32. In diese Bohrungen werden beispielsweise die Halterungen 23 eingebracht. Es ist ferner eine Bohrung 33 für ein Getriebe vorgesehen, nämlich für den Getriebeteil, der zu den Kegelrädern 160 gehört. Schließlich ist eine Bohrung 34 für ein Getriebe bzw. ein Rollenelement angedeutet. Schließlich ist in Fig. 4 angedeutet, in welcher Lage die Kordel 18 angebracht werden würde.
Anstelle der Kordel 18 könnte beispielsweise auch ein Seilsystem Verwendung finden oder ein Zahnriemen. Sofern ein Zahnriemen Verwendung findet, ist das Gegenstück, das in Fig. 2 mit der Bezugsziffer 19 versehen ist, ein Zahnrad. Als Übertragungselement können auch metallische Seilzüge oder Ketten Verwendung finden.
Die Bedieneinheit kann auch an anderer Stelle des Flügels bzw. des Rahmens angebracht werden oder bei einer Festverglasung im Blendrahmen. Bei Fassadenglaselementen bzw. anderen Elementen ohne eigenen Rahmen kann die Bedieneinheit bzw. die erfindungsgemäße Einrichtung hinter einer Verblendung angeordnet werden. Es kann ferner auch bei einer Einrichtung, bei der erfindungsgemäß das Antriebselement und wenigstens ein Teil der Übertragungsvorrichtung in einem Rahmen des Fensters und/oder der Tür eingebracht ist, zusätzlich zur Abdeckung eine Verblendung vorgesehen sein, die sich beispielsweise optisch dem Griffsockel 36, beispielsweise in deren Breite und Höhe, anpasst.
Ferner ist es möglich, den Motor und die Antriebseinheit wenigstens teilweise in einem Gehäuse unterzubringen, so dass eine Minimierung des Geräuschpegels ermöglicht ist oder ein zusätzlicher Schutz der Einrichtungsteile vor äußeren Einflüssen gegeben ist. Es findet so eine Kapselung des Antriebselements und wenigstens eines Teils der Übertragungsvorrichtung statt.
Die Bedienung mittels des Schalters 25 kann über einen Druckschalter oder Tastschalter und/oder als eine Art Photozelle ausgeführt sein.
Bezuαszeichenliste
1 Solarzelle
2 Abdeck- und Montageleiste
3 Glashalteleiste
4 Akkumulator
5 Larnellenpaket (aufgezogen)
6 Jalousiemechanik
7 Abdeckleiste
10 Blendrahmen
11 Flügelrahmen
12 Dichtung
13 Glasscheibe
14 Steuereinrichtung
15 Motor
16 Sensor
17 Sensor
18 Kordel
19 Umlenkrolle
20 Kegelrad
21 Motor
22 Planetengetriebe
23 Halterung
24 Verstärkungselement
25 Schalter
26 Griff
27 elektrischer Anschluss
28 Welle
29 Befestigungsbuchse für Griff
30 Griffbuchse
31 Ausfräsung für Motor und Getriebe
32 Bohrung für Motorfixierung
Bohrung für Getriebe
Bohrung für Getriebe bzw. Rollenelement
Lamelle
Griffsockel
Hohlraum
Kegelräder
Kegelrad
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