CN206737699U - 一种垂直滑动窗 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种垂直滑动窗，包括水平边框、竖直边框和开启扇；开启扇沿竖直边框上的变向导轨上下滑动；此外，垂直滑动窗还包括配重装置和配重牵引索；配重装置包括壳体，部分设置在壳体内的转轴，两端分别与壳体内壁和转轴固定连接的涡卷弹簧，以及与转轴固定连接的塔轮；塔轮的锥形表面设置有螺旋凹槽；配重牵引索的下端与开启扇固定连接，上端与塔轮固定连接；开启扇由下向上移动时，涡卷弹簧产生的弹性形变力使配重牵引索缠绕螺旋凹槽，并且涡卷弹簧的弹性形变力逐渐减小。由于可实现涡卷弹簧弹性势能和开启扇重力势能之间的转换，所以本实用新型提供的垂直滑动窗可减小拖动开启扇上下移动的外部作用力和能量消耗。

Description

一种垂直滑动窗
技术领域
本申请涉及窗户技术领域，尤其涉及一种垂直滑动窗。
背景技术
垂直滑动窗是一种可在高度方向实现窗扇开启的新型窗体，在楼宇建设领域的使用日益广泛。垂直滑动窗包括开启扇、水平边框、竖直边框和开启装置；竖直边框上安装有变向导轨，开启扇与竖直边框配合的表面安装有导向部件，导向部件插入到变向导轨中、以使开启扇沿变向导轨上下移动；开启装置包括牵引索和动力部件，牵引索的一端与开启扇固定连接，另一端与动力部件连接，动力部件驱动牵引缠绕或释放、控制开启扇沿变向导轨上下移动。
随着应用需求的提高，垂直滑动窗中的开启扇尺寸和重量越来越大。为满足开启扇上下移动需求，开启装置提供的开启动力和开启功率也随之增大，造成了垂直滑动窗生产和使用成本的增加。
实用新型内容
为解决因为开启扇尺寸和重量越来越大，需要增加开启活动扇时的开启动力和开启功率的问题，本实用新型提供一种新的垂直滑动窗。
本实用新型提供一种垂直滑动窗，包括水平边框、竖直边框和开启扇；所述水平边框与所述竖直边框连接；所述竖直边框上设置有变向导轨；所述开启扇沿所述变向导轨上下滑动；其特征在于：
所述垂直滑动窗还包括配重装置和配重牵引索；
所述配重装置包括壳体，部分设置在所述壳体内的转轴，两端分别与所述壳体内壁和所述转轴固定连接的涡卷弹簧，以及与所述转轴固定连接的塔轮；所述塔轮的锥形表面设置有螺旋凹槽；
所述配重牵引索的下端与所述开启扇固定连接，上端与所述塔轮固定连接；
所述开启扇由下向上移动时，所述开启扇由下向上移动时，所述涡卷弹簧产生的弹性形变力使所述配重牵引索逐渐缠绕所述螺旋凹槽，并且，所述涡卷弹簧的弹性形变力逐渐减小。
可选的，所述开启扇沿所述变向导轨向上移动时，所述配重牵引索由所述塔轮的锥底侧向锥顶侧缠绕所述螺旋凹槽。
可选的，所述涡卷弹簧的弹性形变力和被所述配重牵引索缠绕的螺旋凹槽的最小半 径之比为恒定值。
可选的，所述开启扇和所述竖直边框二者之一设置有插销，另一设置有插销孔或插销槽；
所述插销可活动地插入所述插销孔或所述插销槽内。
可选的，还包括插销驱动机构；
所述插销驱动机构包括齿轮、齿条和导向定位部件；所述齿轮和所述齿条啮合；所述齿轮转动而带动所述齿条沿所述导向定位部件移动；
所述插销安装在所述齿条的自由端。
可选的，还包括驱动所述齿轮转动的手柄。
可选的，还包括驱动机构和驱动牵引索；
所述驱动牵引索的下端与所述开启扇固定连接，上端与所述驱动机构连接。
可选的，所述配重装置安装在所述水平边框上；还包括安装在所述水平边框边缘的导向定滑轮；所述配重牵引索绕过所述导向定滑轮而实现转向。
本实用新型实施例提供的垂直滑动窗，包括配重装置和配重牵引索，配重牵引索的下端与开启扇固定连接，上端与配重装置中的塔轮固定连接。当开启扇由下向上移动时，涡卷弹簧的弹性形变力作用转轴上产生的力矩略大于配重牵引索作用在塔轮上的力矩，所以转轴转动使得配重牵引索逐渐缠绕至塔轮的螺旋凹槽；在此过程中，涡卷弹簧的弹性势能转换为开启扇的部分重力势能；而在活动扇由上向下移动中，与前述过程相反，配重牵引所作用在塔轮上的力矩大于涡卷弹簧的弹性形变力作用在转轴上的力矩，开启扇的重力势能转换为涡卷弹簧的弹性势能。通过弹性势能和重力势能相互转换，垂直滑动窗可减小拖动开启扇上下移动时的外部作用力和能量消耗。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的垂直滑动窗轴测示意图；
图2是本实用新型实施例提供的垂直滑动窗截面示意正视图；
图3是图2中A-A截面示意图；
图4是图2中B区域放大图；
图5是配重装置正视图；
图6是图5中C-C截面示意图；
其中：1-窗体边框、11-水平边框、12-竖直边框、13-变向导轨、131-竖直段、132-变向弯折段、2-开启扇、21-手柄、3-配重装置、31-壳体、32-转轴、33-塔轮、331-螺旋凹槽、34-涡卷弹簧、4-配重牵引索、5-导向定滑轮。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行详细说明。
图1为本实用新型实施例提供的垂直滑动窗轴测示意图。如图1所示，本实用新型实施例提供的垂直滑动窗包括窗体边框1和安装在窗体边框1内的开启扇2。
窗体边框1包括水平边框11和竖直边框12，水平边框11的端部和竖直边框12的端部固定连接。竖直边框12的内侧设置有变向导轨13，开启扇2的侧面设置有可插入到变向导轨13中的导向部件；导向部件和变向导轨13配合，使得开启扇2可沿变向导轨13上下滑动。
如图1所示，为方便开启扇2的启闭，本实施例中每个竖直边框12上均设置两个变向导轨13；其中，每个变向导轨13均包括竖直段131和变向弯折段132，竖直段131用于使开启扇2上下滑动，变向弯折段132用于使开启扇2和窗体边框1贴合。
图2是本实用新型实施例提供的垂直滑动窗截面示意正视图，图3是图2中A-A截面示意图，图4是图2中B区域放大图。如图2-图4所示，本实施例中的垂直滑动窗除具有前述的窗体边框1和开启扇2外，还包括配重装置3和配重牵引索4。
图5是配重装置正视图，图6是图5中C-C截面示意图。如图5和图6所示，本实施例中的配重装置3包括壳体31、转轴32、涡卷弹簧34和塔轮33。其中，壳体31具有中空内腔，壳体31的侧壁上设置有转轴孔，转轴32的部分区域穿过转轴孔而插入到壳体31的中空内腔中。塔轮33的轴心区域也具有转轴孔，转轴32插入到转轴孔中、并通过连接固定键与塔轮33固定连接；当转轴32转动时，塔轮33也可随之转动；此外，塔轮33的锥形表面上设置有螺旋凹槽331。涡卷弹簧34安装在壳体31的中空内腔中，一端与壳体31的内侧壁固定连接，另一端与转轴32位于壳体31中的部分固定连接。
如图3所示，配重牵引索4的下端与开启扇2固定连接，上端与配重装置3中的塔轮33固定连接，并缠绕在塔轮33的螺旋凹槽331中。
以下针对本实用新型实施例如何利用配重装置3减轻开启垂直滑动窗时的动力消耗做原理性解释。
本实施例中，涡卷弹簧34作用在转轴32上的弹性形变力使得转轴32具有缠绕配重牵引索4的趋势。当开启扇2由下向上移动时，涡卷弹簧34的弹性形变力在转轴32上产生一定的力矩、配合外力的作用，此力矩略大于配重牵引索4作用在塔轮33上的力矩，转轴32转动使得配重牵引索4逐渐缠绕至塔轮33的螺旋凹槽331中。在此过程中，涡卷弹簧34的弹性形变力逐渐减小，涡卷弹簧34的弹性势能通过转轴32、塔轮33和配重牵引索4转换为开启扇2的部分重力势能。
当开启扇2沿变向导轨13向下移动时，配重牵引索4作用在塔轮33上的力矩略大于涡卷弹簧34作用在转轴32上的力矩，转轴32转动使得配重牵引索4逐渐从螺旋凹槽331中解缠绕；在此过程中，开启扇2的部分重力势能通过配重牵引索4、塔轮33和转轴32转换为涡卷弹簧34的弹性势能。
可想到，通过涡卷弹簧34弹性势能和开启扇2重力势能之间的转化，减小了拖动开启扇2上下移动时的外部作用力，节省了外部能量消耗。
如前所述，随着开启扇2的向上移动，涡卷弹簧34的弹性形变力逐渐减小，使得涡卷弹簧34作用在转轴32上的力矩也逐渐减小。为使弹性形变力逐渐变小的情况下，配重牵引索4也能较好的够缠绕在塔轮33上，本实施例中，在开启扇2向上移动过程中，配重牵引索4逐渐由塔轮33的锥底向塔轮33的锥顶侧移动，并一直缠绕在螺旋凹槽331内。可想到，由于配重牵引索4逐渐由塔轮33的锥底侧向锥顶侧移动，所以配重牵引索4作用于塔轮的力臂也逐渐减小，因此配重牵引索4作用在塔轮上的力矩也逐渐减小，相应的涡卷弹簧34需要克服的扭转力矩也逐渐减小。
本实施中，在各个时刻，涡卷弹簧34作用在转轴32的力矩和配牵引索缠绕的螺旋凹槽331的最小半径之比为恒定值。可想到，因为涡卷弹簧34作用在转轴32上的力臂不变，配重牵引索4作用在塔轮33上的拉力不变，所以在涡卷弹簧34作用在转轴32的力矩和配牵引索缠绕的螺旋凹槽331的最小半径之比为恒定值的前提下，涡卷弹簧34可以克服配重牵引索4的拉力不变，需要外部力量做功克服的开启扇2重力也是恒定的，外部力量可保持恒定。
在一些实际应用场合中，垂直滑动窗采用人工手动开启。在此种情况下，涡卷弹簧34作用在转轴32上的扭矩小于配重牵引索4作用在塔轮33上的扭矩，所以垂直滑动窗多会下落至完全打开。为避免这一问题，本实用新型实施例提供的垂直滑动窗中，开启扇2上还设置有插销，垂直滑动窗上间隔设置插销孔或插销槽；当开启扇2移动至设定的位置时，可推动开启扇2上的插销插入到对应的插销孔中，使得开启扇2相对于活动扇的位置固定。
当然，在其他实施例中，插销也设置在竖直边框12上、插销槽或插销孔设置在开启扇2上也可实现定位开启扇2的功能。
本实施例中，插销设置在开启扇2的下框内侧并且面向竖直边框12的一侧，插销槽或插销孔设置在竖直边框12面向开启扇2的一侧。进一步的，开启扇2上还包括插销驱动机构。可选的，插销驱动机构可包括齿轮、齿条和定位导向部件；齿轮和齿条啮合连 接，齿轮转动时可带动齿条沿导向部件移动。插销安装在齿条的自由端，所以通过控制齿轮的转动即可实现插销在插销槽或插销孔中的伸缩。当然，在其他实施例中，插销驱动机构也可以为其他类型，在此不再复述。
更进一步的，本实用新型实施例中，开启扇2上还包括驱动齿轮转动的手柄21。实际应用中，操作人员可通过操作手柄21控制插销、并拖动开启扇2上下移动。
在另外一些实际应用中，垂直滑动窗采用自动开启方式。具体的，垂直滑动窗中包括驱动机构和驱动牵引索，其中驱动牵引索的下端与开启扇2固定连接，上端与驱动机构连接，开启扇2打开位置的确定由驱动机构闭锁情况确定。可想到，因为驱动机构和驱动牵引索采用克服重力的方式实现开启扇2的升降，所以为避免开启扇2自动升起，涡卷弹簧34作用在转轴32上的力矩应小于配重牵引索4作用在塔轮33上的力矩。
如图2所示，本实施例中，在水平边框11的边缘安装有导向定滑轮5，配重牵引索4绕过导向定滑轮5后与配重装置3中的塔轮33固定连接。
如图2所示，本实施例中提供的垂直滑动窗包括两个配重装置3，两个配重装置3均安装在水平边框11上；在其他实施例中，配重装置的数量并不限于两个，配重装置并不限于安装在水平边框上，也可安装在竖直边框上或窗体的其他位置。
以上对本实用新型实施例中的垂直滑动窗进行了详细介绍。本部分采用具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想，在不脱离本实用新型原理的情况下，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

Claims (8)

1.一种垂直滑动窗，包括水平边框(11)、竖直边框(12)和开启扇(2)；
所述水平边框(11)与所述竖直边框(12)部固定连接；所述竖直边框(12)上设置有变向导轨(13)；所述开启扇(2)沿所述变向导轨(13)上下滑动；其特征在于：
所述垂直滑动窗还包括配重装置(3)和配重牵引索(4)；
所述配重装置(3)包括壳体(31)，部分设置在所述壳体(31)内的转轴(32)，两端分别与所述壳体(31)内壁和所述转轴(32)固定连接的涡卷弹簧(34)，以及与所述转轴(32)固定连接的塔轮(33)；所述塔轮(33)的锥形表面设置有螺旋凹槽(331)；
所述配重牵引索(4)的下端与所述开启扇(2)固定连接，上端与所述塔轮(33)固定连接；
所述开启扇(2)由下向上移动时，所述涡卷弹簧(34)产生的弹性形变力使所述配重牵引索(4)逐渐缠绕所述螺旋凹槽(331)，并且，所述涡卷弹簧(34)的弹性形变力逐渐减小。
2.根据权利要求1所述的垂直滑动窗，其特征在于：
所述开启扇(2)沿所述变向导轨(13)向上移动时，所述配重牵引索(4)由所述塔轮(33)的锥底侧向锥顶侧缠绕所述螺旋凹槽(331)。
3.根据权利要求2所述的垂直滑动窗，其特征在于：
所述涡卷弹簧(34)的作用在所述转轴(32)上的力矩和被所述配重牵引索(4)缠绕的螺旋凹槽(331)的最小半径之比为恒定值。
4.根据权利要求1-3任一项所述的垂直滑动窗，其特征在于：
所述开启扇(2)和所述竖直边框(12)二者之一设置有插销，另一设置有插销孔或插销槽；
所述插销可活动地插入所述插销孔或所述插销槽内。
5.根据权利要求4所述的垂直滑动窗，其特征在于：
还包括插销驱动机构；
所述插销驱动机构包括齿轮、齿条和导向定位部件；所述齿轮和所述齿条啮合；所述齿轮转动而带动所述齿条沿所述导向定位部件移动；
所述插销安装在所述齿条的自由端。
6.根据权利要求5所述的垂直滑动窗，其特征在于：
还包括驱动所述齿轮转动的手柄(21)。
7.根据权利要求1-3任一项所述的垂直滑动窗，其特征在于：
还包括驱动机构和驱动牵引索；
所述驱动牵引索的下端与所述开启扇(2)固定连接，上端与所述驱动机构连接；
所述驱动机构通过所述驱动牵引索带动所述开启扇(2)沿所述变向导轨(13)上下滑动。
8.根据权利要求1-3任一项所述的垂直滑动窗，其特征在于：
所述配重装置(3)安装在所述水平边框(11)上；
还包括安装在所述水平边框(11)边缘的导向定滑轮(5)；所述配重牵引索(4)绕过所述导向定滑轮(5)而实现转向。
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