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Gewichtausgleichvorrichtung für höhenverstellbare Teile Die Erfindung
bezieht sich auf Gewichtausgleichvorrichtungen für höhenverstellbare Teile, insbesondere
Sch iebefenster, bei denen eine federbelastete, zum Aufwinden eines Zuggliedes bestimmte
Trommel vorgesehen ist. Deren Mantelfläche ist dann derart ,kurvenförmig gekrümmt,
daB die wegabhängige Änderungen der Federkraft durch unterschiedliche, jeweils zur
Wirkung kommende Hebel.arrme, an denen die Zugkraft angreift, aufgewogen werden,
so daß über dien gesamten HuBbereich eine etwa gleichbleibende Ausgleichkraft wirksam
wird.
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Die bekannten Ausführungen solcher Ausgleichvor,rdchtungen verwenden
teilweise als Ausgleichkraft die Spannung von Schraubenfedern, die über Zugglieder
mit Vorgelegen verbunden sind, welche in eire zylindrische und eine außermittig
gekrümmte Trommel umfassen. Diese Trommeln dienen dem federbelasteten Zugglied und
dem an dem höhenverstellbaren Teil angebrachten Tragglied als Auflageflächen.
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Andere bekannte Gewichtausgleichvorrichtungen verwenden als Ausgleichkraft
die Spannung vorgespannter Spiralfedern, wobei, die das Zug- bzw. Tragglied aufnehmende,
außermittig gekrümmte Trommel auf der Achse des Federkernes drehbar aufgenommen
ist.
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Alle diese bekannten Ausführungen sind verhältnismäßig sperrig und
halben einen verwickelten Aufbau, der die Fertigung verteuert und störanfällig Ist.
Außerdem werden für das Tragglied oftmals noch besondere Führungseinrichtungen benötigt,
da. die Richtung des Zuggliedes mit dem durch
die außerandttige
Krümmung des Trommelmantels sich ändernden Angriffshebelarm schwankt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gewichtausgleichvorrichtung
insbesondere für Schiebefenster zu schaffen, d:ie sich auf einem kleinen Raum unterbringen
läßt und-die unter Anwendung einheitlicher Grundabmessungen an diie je-Nveils vorliegenden
Verhältnisse so angepaßt werden kann, daß .die durch die Abmessungen der Feder gegebene
Energie weitgehend ausgenutzt werden kann. Dies wird erfindungsgemU im wesentlIchen
erreicht, .indem das durch die Gehäusetrommel der die Ausgleiehkraft speichernden
Spiralfeder gespannte Zugglied auf eireine Trommel für ein aufwi.ndbares Tragglied
enthaltendes Vorgelege einwirkt. Eine solche Gewichtausgleichvorrichtung vereinigt
-in sich kleine Gesamtabmessungen mit einem übersichtlichen Aufbau und einer :großen
Betnie:bssIcherheit, denn die Trennung" zwischen dem eigentlichen, die Ausgleichkraft
abgebenden Teil und einem Hubteil schafft die Möglichkeit, die Vorrichtung in der
jeweils günstigsten Lage zu dem höhenverstellbar.c,n Teil anzuordnen, da die Ablaufrichtung
des auf der außenm:ittig gekrümmten Trommel liegenden Zuggliedes durch die Anbaulage
nicht beei.nflußt wird. Dabei empfiehlt es sich für die meisten Anwendungsgebiete,
die Trommellagerung mit dem Vorgelegt baulich durch. ein gemeinsames Gestell zu
vereinigen. Es ist jedoch in Sonderfällen, z. B. bei sehr ungünstigen Raumverhältnissen,
auch möglich, die reife voneinander getrennt anzuordnen.
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Die Verwendung eines Vorgeleges hat weiterhin den Vorteil, daß durch
Wahl des Durchmessers der das durch einen Seilzug, ein Metallband od. dgl. gebildete
Tragglied aufnehmenden, zylindrischen Trommel eine Anpassung an d;ie jeweils vorliegende
Hubhöhe vorgenommen werden kann., ohne daß hierfür Federn mit verschiedenen Arbeitsbereichen
angewendet werden müßten. Dies ist für die Lagerhaltung von beachtlicher Bedeutung,
da mit der Änderung der Federlänge zwangläufig auch die Federkennung, d,ie die Form
der Trommelmantelkurve bestimmt, :beeinflußt wird. Unter Zugrundelegung eines einheitlichen
Federarbeitsbereiches ist .es demnach möglich, durch Wahl der Durchmesser der zylindrischen
Vorgelegetrommel mit einer einheitlichen Trommelmantelkrüm:mung auszukommen.
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Da hierbei in jedem Fall der volle Arbeitsbereich d,er das Federgehäuse
bildenden Trommel ausgenutzt werden kann, ergibt sich erfindungsgemäß die Möglichkeit,
die Anschlagstellungen des höhenverstellbaren Teiles ohne Anwendung besonderer Sperrvorrichtungen
zu sichern. Zu -miesem Zweck wird der außermittig gekrümmte Trommelmantel, dessen
Krümmung entsprechend dem stetigen Verlauf der Federkennung ebenfalls stetig verläuft,
in den Endbereichen seines als größenveränderli:cher Hebelarm wirksam werdenden
Umfangsteiles derart unstetig verlaufend ausgebildet, daß die ausgeübte Ausgleichkraft
in diesen Bereichen im Sinne einer Einhaltung der Anschlagstellungen abweicht. Bei
der Hochstellung des Teiles, z. B. eines Schiebefensters, muß die Ausgleichkraft
also größer sein als das Gewicht des Teiles, so d@aß dasselbe mit der Differenz
zwischen der Kraft und dem Eigengewicht gegen den oberen Anschlag gedrückt wird.
Für die Tiefstellung muß ,sinngemäß d:ie Ausgleichkraft geringer sein als das Eigengewicht,
wobei dann das Teil mit dem verbleibenden Gewichtsrest auf seinem unteren Ansch:lng
aufliegt. Eine solche Anordnung ist insbesondere für in Fahrzeugen angebrachte Schiebefenster
von beachtlicher Bedeutung, da durch die hier nicht zu vermeidenden Erschütterungen
die rühend-e Reibung fortlaufend kurzzeitig aufgehoben werden kann und somit eine
unbeabsichtigte Bewegung des Fensters möglich wäre.
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Die solchen unbeabsichtigten Bewegungen entgegenwirkende Sperrung
kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß der der Hochstellung des höhenverstellbaren
Teiles zugeordnete Teil des Trommelmantel,, mit einer Vertiefung und/oder der der
Tiefstellung zugeordnete Teil mit einer Erhöhung versehen wird. Hierdurch wird die
Ausgleichkraft für die Hochstellung vergrößert bzw. für die Tiefstellung verkleinert,
so daß sich in bezug auf das gleichbleibende Eigengewicht des höhenverstellbaren
Teiles Differenzen ergehen, welche die Einhaftung der Anschlagstellungen sicherstellen.
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Bei einer derartigen Anordnung ist es dann erfolgreich möglich, solche
Spiralfedern zu verwenden, deren vorgespannte Windungen im wesentlichen flächenreibungsfrei
liegen. Bei den bekannten Einrichtungen war ein durch die Flächenreihung zwischen
den Federwindungen bedingter Unterschied zwischen der zum Spannen der Feder aufzuwendenden
Arbeit und der von derselben beim Entspannen abgegebenen Arbeit erwünscht, da hierm-i-t
eine gewisse Haltewirkung in den eingestellten Lagen verbunden war. Daher wurde
auch der durch die zusätzliche Reibungsarbeit gegebene schlechte Wirkungsgrad in
Kauf genommen. Die erfindungsgemäße Ausbi-ld,ung der außermittig gekrümmten Trommel
macht solche Bremswirkungen entbehrlich und verbessert daher den mechanischen Wirkungsgrad,
d. h. läßt nach der Überwindung eines anfänglichen Widerstandes die Bewegung des
Teiles in beiden Richtungen besonders leicht vor sich gehen.
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Zur Anpassung der Federvorspannung an die jeweils erforderliche Höhe
der Ausgleichkraft kann die außermittig gekrümmte Trommel auf einem Federkern gelagert
werden, der über einen außenseitig am Gestell anliegenden Stützarm, vorzugswei-se
Flansch, in wahlweise unterschiedlichen Vorspannstellungen festlegbar ist. Zu diesem
Zweck können z. B. feststehende Anschläge vorgesehen werden, an denen der Stützarm
aufgenommen wird, oder der als Flansch ausgebildete Stützarm erhält auf den Umfang
verteilte Rasten, d:ie wahlweise mit einer Feststelleinrichtung in Wirkverbindung
gebracht werden können.
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Die erfindungsgemäße Gewi-chtau@sgleichvo:rrichtung kann in verschiedenen
Lagen an der Führung des höhenverstellbaren Teiles angeordnet werden.
Bei
einem Schiebefenster ist beispielsweise die Anordnung zu beiden Seiten des Fensters
oder auch oberhalb desselben. möglich. Bei versenkbaren Fenstern könnte gegebenenfalls
auch eine Ausgleichvorrichtung in der Mitte der oberen Abdeckung des das Fenster
aufnehmenden Raumes angebracht werden. Bei oben oder seitlich liegender Anordnung
empfiehlt es siech, die Tragglieder als Metallbänder auszubilden und sie unmittelbar
in den seitlichen Führungen des Fensters aufzunehmen. Sie können dort je nach .der
Anordnung der Gew,ichtausgleicher entweder bis zu deren oberen Enden durchgeführt
werden, um .dann durch schlitzartige Aussparungen in den die Ausgleicher aufnehmenden
Raum zu gelangen, oder sie werden durch Führungen oder Umlenkrollen in Höhe .der
seitlich angebrachten Ausgleicher diesen zugeleitet.
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In der Zeichnung eist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel
d'argesteillt. Es zeigt Fig. i eine Seitenansicht des Ausgleichers.
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Fig. 2 einen Schnitt II-hI nach Fig. i, Fig. 3 ein Schiebefenster
mit seitlich angebauten Gewichtausgleichern und Fig. q. ein Schiebefenster mit oberhalb
angeordneten Gewichtawsgleichern.
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Dem Gewicbtausglieicher besteht im wesentlichen aus einer Trommel
5, einem Vorgelege 15, 16 und einem Gestell 7. In die Trommel 5 ist eine Spiralfeder
8 eingeschlossen. Ihr äußeres Ende ist an der Trommel, ib@r inneres Ende an einem
Federkern 9 befestigt. Dieser bildet gleichzeitig die Lagerachse für die .dmebbare
Trommel 5 und trägt einseitig undrehbar befestigt einen Flansch io, auf dessen Umfang
Bohrungen i i verteilt sind, die wahlweise zum Durchgriff einer Befestigungsschraube
dienen, die in eine Gewindiebohrung des Gestelles 7 einschrau#bbar ist. Die Mantelfläche
d!er Trommel 5 ist an dem dem Arbeitsbereich der Feder 8 zuge.ardneten Teil 12 derart
kurvenförmig ausgebildet, daß die seich bei einer Entspannung der Feder 8 ergebende
Verringerung der Fed'er'kraft durch eine Verkleinerung dies Hebelarmes, an dem das
als Metallband ausgebildete Zugglied 13 angreift, ausgeglichen wird. Dies gilt allerdings
nur fier den mittleren Teil des Arbeitsbereiches. Das etwa im Punkt 1.4 auf dem
Umfang der Trommel 5 befestigte Metallband 13 ist um die -zyl;ind!ri,sche Trommel
15 des Vorgeleges 15, 16 geschlungen und mimt ihrem Ende an ihr festgelegt. Mit
der Trommel 15 isst eine Trommel 16 gegebenenfalls auswechselbar gekuppelt, auf
welcher das aLs Metallband ausgebildete Tragglied 17 befestigt ist. Das durch die
Trommeln 15 und 16 gebildete Vorgelege ist drehbar in Tragarmen gelagert, die, Teile
ides Gestelles 7 bilden.
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In dem Bereich 18 verläuft die Krümmung des Teiles 12 des Trommelmantels
derart unstetig, d'aß hier eine weitere Verkleinerung des in bezug auf das Zugglied
13 wirksamen Hebelarmes stattfindet, so d@aß in der diesem Bereich zugeordneten
Stellung der höhenverstellbaren Teile ein Überschuß an Ausglieichkraft anfällt.
In dem der Tiefstellung zugeordneten Bereich i9 ist eine sprunghafte Vergrößerung
des wirksam werdenden Hebelarmes vorgesehen, durch welche die Aus:gleichikraft plötzlich
verringert wird.
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Nach dem in Fig. 3 dargestellten Anwendungsbeispiel sind die Ausgleichvorrichtungen
20 zu. beiden Seiten eines Schisebefensterrahmen.s 21 angeordnet. Die Tragglieder
17 greifen an der unteren Kante des Schiebefensters an und sind auf dem Grund der
Fensterfü hrungsinuten geführt.
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Bei dem in Fig. q. dargestellten Anwendungsbeispiel sind zwei Au.sgleichvorrichtungen
2o oberhalb der Fensterführung angebracht. In diesem Fall können d:ie Tragglieder
im Bereich der Oberkante dies Fensters an diesem befestigt sein. Als Führungen für
diieTragglsieder können wieder die seitlichen Führungsnuten des Fensters dienen.
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Durch die Aufteilung der Geswicht.ausgleichvorrichtung in die eiirre
Spiralfeder 8 einschließende Trommel 5 mit außermittig gekrümmten Mantel und eine
das Tragglied aufnehmende zylindrische Trommel 16 :ist die Möglichkeit gegeben,
kleine Abmessungen zu erhalten, denn die Trommel 16 kann so bemessen werden, diaß
.dem Gesamthub beliebig viele Tromm.elum.drehuügen zugeordnet sind. Bei unmittelbarer
Aufnähme .des Traggliedes auf der außermittig gekrümmten Trommel 5 wäre dies nicht
möglich, da bei- dieser nur ein Teil einer Umd-rehunig für den 'Hubweg ausgenutzt
werden kann. Die Trommeln können daher kleinere Durchmesser erbalten, wodurch der
Einbau der Vorrichtung auch bei bf,ngten Raumverhältnissen möglich wird.
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Wie bereits erwähnt, ist die dargestellte Ausführung nur eine beispielsweise
Verwirklichung der Erfindung und diese ist nicht darauf beschränkt. Es sind vielmehr
noch mancherlei andere Ausführungen und Anwendungen möglich. Beispielsweise könnte
das Vorgelege auch mit zwei gleichen, zwei Traggliedern zugeordneten Trommeln ausgerüstet
werden. Damit kann dann ein höhenverstellbares Tei'1 beiderseitig unter Verwendung
nur einer Ausgleicheinrichtung abgestützt werden. Bei der Verwendung sehr dünner
Metallbänder als Tragglieder könnten diese gegebenenfalls auch übereinander auf
einer gemeinsamen Trommel untergebracht werden. Mannigfaltige weitere Ausführungsmöglichkeiten
sind überdies in bezug auf die bauliche Gestaltung der einzelnen Teile der Gewichtsausgleichvorrichtung
gegeben.