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Die
vorliegende Erfindung betrifft sowohl einen Betätigungsmechanismus für verschließende Elemente
von Öffnungen
im Dachbereich, als auch eine Lichtkuppel mit einem zu betätigenden
Element.
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Stand der Technik
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Dem
Fachmann sind verschiedene Möglichkeiten
zur Betätigung
von Dachfenstern und Lichtkuppeln bekannt. Der Fachmann variiert
dabei verschiedene Standardbauteile, um eine Anpassung an einen
entsprechenden Einbauort vorzunehmen.
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Insbesondere
verwendet der Fachmann verschiedene Ausführungsformen von Hub- und Spindelstangen,
die durch eine Linearbewegung die Lichtkuppel bzw. das Fenster öffnen und
schließen können. Bei
gängigen
Ausführungsformen
wird eine Hub- bzw. Spindelstange mit zwei Festlagern in Eingriff
gebracht, wobei die Festlager jeweils an dem zu betätigenden
Element und gebäudeseitig
angeordnet sind.
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Bei
der Montage einer solchen Hub- oder Spindelstange ist es insbesondere
von Nachteil, daß die
Anforderungen an die Positioniergenauigkeit der Festlager sehr hoch
sind, da Hub- und Spindelstangen schon bei geringen Scherkräften blockieren
können.
Selbst wenn die Positionierung der Festlager sichergestellt ist,
ist der weitere Montageaufwand immer noch sehr groß, da diese
häufig
unter Vorspannung erfolgt, was eine exakte Positionierung erschwert.
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Eine
weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß auch nach erfolgter Montage
durch geringe Scherkräfte,
die beispielsweise durch Windstöße erfolgen können, die
Spindelstange verkanten kann und damit kein Öffnen und Schließen mehr
möglich
ist.
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Bei
Lichtkuppeln, insbesondere in der Ausgestaltung als Wärme- und
Rauchabzugsklappe, soll zudem der effektiv zur Verfügung stehende
Querschnitt nicht bzw. nicht wesentlich durch den Betätigungsmechanismus
verkleinert werden.
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Aufgabenstellung
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Betätigungsmechanismus und eine
Lichtkuppel bereitzustellen, die einerseits eine schnelle und einfache
Montage erlauben und darüber
hinaus den lichten Querschnitt der Lichtkuppel im wesentlichen nicht beschränken.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst, wobei zweckmäßige Weiterbildungen
durch die Merkmale der abhängigen
Ansprüche
beschrieben sind.
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Insbesondere
schlägt
die vorliegende Erfindung einen Betätigungsmechanismus für verschließende Elemente
von Öffnungen
im Dachbereich, insbesondere Lichtkuppeln mit zumindest einem Loslager
vor, wobei der Betätigungsmechanismus
zumindest einen schwenkbaren Hebelarm umfaßt und wobei der Hebelarm mit
dem Loslager und mit einem Festlager, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung weiterer
Elemente, gekoppelt ist. Unter einem Loslager ist vorliegend eine
Lagerung mit zumindest einem translatorischen Freiheitsgrad in einer
Richtung zu verstehen. Insbesondere bevorzugt erlaubt das Loslager
eine Bewegung im wesentlichen in der Ebene des verschließenden Elementes.
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Wie
bereits oben angemerkt, mußten
bisher beide Enden eines Hub- oder Spindelstangenmechanismus sehr
genau positioniert und über
Festlager fixiert werden. Auch nach einer erfolgten Montage bleibt
die Verwendung von Hub- oder Spindelstangen problematisch, da geringe
Scherkräfte,
beispielsweise durch angreifenden Wind an der Lichtkuppel, zu einer
Verkantung der Stange, und damit zu Ausfall der Betätigungseinrichtung
führen
können.
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Durch
ein Loslager kann eine Montage wesentlich einfacher und schneller
erfolgen. Ein Loslager stellt eine im Vergleich zu einem Festlager
große Einbautoleranz
zur Verfügung.
Beispielsweise kann bei einer Montage vorerst eine Hebelstange in
das Loslager eingeführt
werden und anschließend
erfolgt die weitere Montage, wobei durch einfaches Verschieben der
Hebelstange in dem Loslager die gewünschte Position erreicht werden
kann, so daß aufwendiges
Anpassen wie bei üblicherweise
verwendeten Festlagen überflüssig ist.
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Ferner
wird bei der Verwendung eines Loslagers die Anfälligkeit der Lichtkuppel bezüglich angreifender
Scherkräfte
erheblich reduziert. Dies gewährleistet
eine größere Betätigungssicherheit
gegenüber herkömmlichen
Betätigungsmechanismen,
auch in kritischen Situationen.
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Für den Fachmann
bestand bisher ein gewisses Vorurteil gegen die Verwendung eines
Loslagers für
die Betätigung
einer Lichtkuppel oder eines anderen verschließenden Elementes von Öffnungen
im Dachbereich, da ein Fachmann bisher davon ausging, daß ein Loslager
keine ausreichende Stabilität und
keine den Anforderungen genügende
Positioniergenauigkeit gewährleisten
kann.
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Ein
schwenkbarer Hebelarm ermöglicht
einen deutlich vereinfachten Antrieb bei größeren Weglängen und eine vorteilhafte
Montage des Losla gers und des Festlagers am peripheren Bereich
ei nes Aufsatzkranzes der Lichtkuppel. Insbesondere kann eine winkel-
oder scherenartige Ausgestaltung des Betätigungsmechanismus bereitgestellt
werden, wobei der Hebelarm in jeder Positionierung im wesentlichen
benachbart zur Lichtkuppel vorliegt. Zudem weist ein Hebelmechanismus,
im Vergleich zu den Ausgestaltungen mit einer Spindelstange, eine wesentlich
größere Betätigungssicherheit
auf.
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Vorteilhafterweise
ist das Loslager am distalen Ende des Betätigungsmechanismus, insbesondere
benachbart zu dem zu betätigenden
Element vorgesehen. Dadurch besteht die Möglichkeit, einen Betätigungsmechanismus
sehr kompakt zu realisieren und zudem den lichten Querschnitt der
zu verschließenden Öffnung im
wesentlichen nicht zu queren bzw. wesentlich zu beschränken. Gegebenenfalls können Wartungs-
oder Schmierarbeiten einfach durchgeführt werden.
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Ferner
ist es von Vorteil, daß zumindest
eine Betätigungseinheit,
insbesondere ein Elektromotor vorgesehen ist. Lichtkuppeln werden
oft in großen Höhen eingebaut,
so daß eine
automatische Betätigung
notwendig ist. Ein Elektromotor stellt dabei eine einfache Möglichkeit
dar, eine solche automatische Betätigungseinheit bereitzustellen.
Dem Hebelarm ist ein Zahnkranz angeformt, der mit Hilfe des Motors betätigt werden
kann.
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Weiterhin
ist es von Vorteil, daß das
Loslager eine Führungsschiene,
insbesondere eine U-Schiene mit nach innen gerichteten Vorkragungen
umfaßt. Eine
Führungsschiene
ist ein besonders einfaches Mittel, um ein Loslager auszubilden.
Sie kann besonders einfach an dem zu betätigenden Element montiert werden
und auch hohe Kräfte
aufnehmen.
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Das
Loslager umfasst zumindest eine Rolle, bevorzugt zwei an einer Achse
gegenüberliegend
angelenkte Rollen, die z. B. in der Führungsschiene geführt werden
können.
Dies stellt eine Möglichkeit
dar, ein praktisch reibungsverlustfreies Loslager auszubilden. Durch
die Vorkragungen wird die Rolle bzw. die Rollen in der Führungsschiene
gesichert. An den Enden der Führungsschiene
kann jeweils ein Anschlag vorgesehen werden, so daß die Rollen
in der Führungsschiene
zwischen den Anschlägen
hin und her verschoben werden können,
ohne aus dieser herauszufallen. Zusätzlich können die Rollen mit einer umlaufenden
Gummierung versehen werden, um die Laufruhe weiter zu verbessern.
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Weiterhin
schlägt
die vorliegenden Erfindung eine Lichtkuppel vor, die mit Hilfe des
oben beschriebenen Betätigungsmechanismus
ausgestattet ist. Lichtkuppeln bieten gerade im geöffnetem
Zustand große
Windangriffsflächen
und müssen
daher in je der Position definiert gestützt werden. In äußerst einfacher
und effektiver Weise wird dies trotz des Einsatzes eines Loslagers
gewährleistet,
wobei die Nachteile bekannter Betätigungsmechanismen vermieden werden.
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Dadurch
dass Betätigungsmechanismus
einen schwenkbaren Hebel umfaßt,
kann ferner auch die Öffnungs-
und Schließgeschwindigkeit
drastisch erhöht
werden, was insbesondere für
sogenannte Rauch-Wärmeabzugssysteme
einen erheblichen Fortschritt darstellt. Insbesondere lassen sich
auch völlig
neuartige "Bewegungskinematiken
darstellen, wie z. B. ein Öffnen
oder Schließen
bei bezüglich
des Öffnungsgrades
variabler Geschwindigkeit.
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Von
Vorteil ist weiterhin, daß der
Freiheitsgrad des Loslagers, insbesondere der Rolle in der Führungsschiene,
im wesentlichen senkrecht zu einer Schwenkachse des zu betätigenden
Elementes angeordnet ist. Bei solch einer Ausgestaltung ist es z. B.
möglich,
die Hebelkraftlänge,
die auf das gebäudeseitige
Festlager wirkt konstant zu halten. Im Gegensatz hierzu wird bekanntermaßen bei
Hub- oder Spindelstangen dieser bei zunehmenden Öffnungsgrad größer, so
daß extrem
stabile Festlager erforderlich sind. Demgemäß kann die gesamte Öffnungskinematik
einfacher gehandhabt werden.
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Weiterhin
ist es von Vorteil, wenn die Schwenkachse des Hebelarms im wesentlichen
parallel und unter geringem Abstand zur Schwenkachse des zu betätigenden
Elements vorgesehen ist. Dadurch kann einerseits eine maximale Wegumsetzung erreicht
werden und zudem ein relativ kompakter Aufbau realisiert werden.
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Schließlich ist
es von Vorteil, daß der
Betätigungsmechanismus,
insbesondere der Hebelarm im peripheren Bereich der Lichtkuppel
angeordnet ist. Dadurch kann der Betätigungsmechanismus in besonders
vorteilhafter Weise mit den zu betätigenden Elementen in Eingriff
gebracht werden, ohne dabei den lichten Querschnitt zu verkleinern
oder zu queren. Dadurch erfolgt bei einer derartigen Ausgestaltung
kein nachteiliger Schattenwurf im Zentrum der Lichtkuppel oder etwa
eine Begrenzung des zur Belüftung
zur Verfügung
stehenden Querschnitts. Eine derartige Anordnung des Betätigungsmechanismus ist
einfacher zu Montieren oder zu Warten, da dieser relativ einfach
von außen
erreicht werden kann.
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Ausführungsbeispiel
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Die
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlicher beim Lesen
der folgenden, ledig lich beispielhaften und nicht einschränkend angeführten Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform,
welche unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erfolgt.
Darin zeigt:
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1 einen
schematischen Querschnitt eines Ausschnitts einer derzeit bevorzugten
Ausführungsform
eines Betätigungsmechanismus,
der an einer Lichtkuppel angeordnet ist, um diese zu Öffnen und
zu Schließen;
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2 einen
schematischen Querschnitt eines Ausschnitts einer derzeit bevorzugten
Ausführungsform
eines Loslagers.
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1 zeigt
schematisch einen Querschnitt eines Ausschnittes einer Lichtkuppel 4,
die mit Hilfe einer derzeit bevorzugten Ausführungsform eines Betätigungsmechanismus
geöffnet
und geschlossen werden kann.
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In 1 ist
der Ausschnitt eines Aufsatzkranzes 1 für die Lichtkuppel 4 dargestellt,
an dem eine Motoreinheit 2, mittels zweier Beschläge 3 und entsprechenden
Verschraubungen, fixiert ist.
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An
dem Aufsatzkranz 1 ist eine Lichtkuppel 4, mittels
eines Scharniers 5 montiert. Die Lichtkuppel 4 kann
dabei zwischen einer geschlossenen Positionierung, die im wesentlichen
einer horizontalen Positionierung entspricht und einer geöffneten
Positionierung, die bei der dargestellten Ausführungsform ca. 80° (DEG) entspricht,
vice versa verschwenkt werden.
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Bei
anderen Ausführungsformen
der Lichtkuppel 4, insbesondere bei der Ausgestaltung als Rauch-
und Wärmeabzugsklappe
kann ein Schwenkbereich auch größer als
90° (DEG)
ohne weiteres dargestellt werden.
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An
der dem Innenraum zugewandten Seite der Lichtkuppel 4 ist
eine Führungsschiene 6 montiert,
wobei diese vorzugsweise im peripheren Bereich der Lichtkuppel 4 vorgesehen
wird. Die Führungsschiene 6 ist
vorliegend mit der Lichtkuppel 4 verklebt, kann jedoch
je nach Anforderung auch mit dieser verschraubt werden.
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An
der dem Scharnier 5 zugewandten Seite des Motors 2 ist
ein Hebelarm 7 vorgesehen, der in einem in 1 nicht
dargestellten Festlager und dem Motor 2 gekoppelt ist.
An dem motorseitigen Ende des Hebelarms 7 erfolgt eine
Betätigung
des Hebelarms 7 durch einen vom Motor 2 betätigbaren
Zahnkranz 8, der dem Hebelarm 7 angeformt ist.
Der Hebelarm 7 kann entsprechend der Ausgestaltung des Zahnkranzes 8 zwischen
einer geschlossenen und einer geöffneten
Positionierung vice versa geschwenkt werden.
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An
der der Führungsschiene 6 zugewandten Seite
des Hebelarms 7 ist ein in 1 nicht dargestelltes
Rollenpaar, das mittels einer gemeinsamen Achse verbunden ist, mit
dem Hebelarm 7 verbunden. Die Rollen können in der Führungsschiene 6 verschoben
werden, wobei eine Begrenzung durch jeweils am Ende der Führungsschiene 6 vorgesehene
Anschläge,
die in 1 nicht dargestellt sind, erfolgt.
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2 zeigt
einen Querschnitt der in 1 dargestellten Führungsschiene 6.
Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Wie
in 2 zu erkennen, ist die Führungsschiene 6 an
einem Glas 9 der Lichtkuppel 4 angeordnet. Diese
kann je nach Ausgestaltung auch an einem Rahmen 10 der
Lichtkuppel 4 angeordnet werden.
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Die
Führungsschiene 6 weist
einen im wesentlichen U-förmigen
Querschnitt auf, wobei an der offenen Seite der Führungsschiene 6 jeweils
rechtwinklig angeordnete Vorkragungen 11, 12 ausgebildet
sind.
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In
dem von der Führungsschiene 6 begrenzte
Raum sind zwei Rollen 13, 14, die mittels einer
gemeinsamen Achse 15 verbunden sind, geführt. In
der in 2 dargestellten Ausführung der Rollen 13, 14 entspricht
die axiale Erstreckung dieser denen der Vorkragungen 11, 12.
Wodurch eine besonders laufruhige Lagerung dieser erreicht wird.
Zusätzlich
kann die Oberfläche
der Rollen gummiert werden, um die Laufruhe weiter zu erhöhen.
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Die
Achse 15 ist drehbar, mittels in 2 nicht dargestellten
Kugellagern, an den Rollen 13, 14 gelagert, dadurch
kann der mittig an der Achse 15 in Eingriff gebrachte Hebelarm 7 beim
Verschwenken die Rollen 13, 14 entsprechend verfahren,
wobei eine entsprechende Beschränkung
des Weges der Rollen 13, 14 durch die in 2 nicht
dargestellten Anschläge
dargestellt werden kann.
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Bei
einer Montage kann in einem ersten Schritt der Motor 2 an
dem Aufsatzkranz 1 montiert werden, wobei der Hebelarm 7,
insbesondere der Zahnkranz 8, bereits mit diesem vormontiert
wurde. In einem zweiten Schritt wird die Führungsschiene 6 in
einer den Betätigungswegen
entsprechenden Position an der Lichtkuppel 4 befestigt.
Anschließend werden
die Rollen 13, 14, die ebenfalls bereits am Hebelarm 7 vormontiert
wurden, in die Führungsschiene 7 eingefädelt. In
einem letzten Schritt werden die Enden der Führungsschiene 7 mit
entsprechenden Anschlägen
versehen, um die Rollen 13, 14 in der Führungsschiene 7 zu
sichern.
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Alternativ
ist es auch möglich,
den Betäti gungsmechanismus
vollständig
vorzumontieren und anschließend
am Einsatzort zu montieren, wobei durch das Loslager ein entsprechender
Toleranzspielraum bereitgestellt wird.
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Beim Öffnen der
Lichtkuppel 4 wird der Hebelarm 7 durch den Motor 2 in
eine vertikalere Position verschwenkt. Dadurch werden die Rollen 13, 14 vorliegend
nach links verfahren und öffnen
entsprechend die Lichtkuppel 4. Umgekehrt wird der Hebelarm 7 beim
Schließen
in eine horizontalere Position verschwenkt. Zur besseren Verdeutlichung
sind in den Figuren Richtungspfeile dargestellt.
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Zusammenfassend
ist festzuhalten, daß das erfindungsgemäße Konzept
darauf beruht, entgegen den bisherigen Ansätzen, ein Loslager beim betätigen von
Lichtkuppeln zu verwenden, wobei dieses mit einem schwenkbaren Hebelarm
verbunden ist, der mittels einfach zu realisierender Zahnkranzbetätigung verschwenkt
werden kann.
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Allgemein
kann durch die vorliegende Lösung
ein einfach zu montierender Betätigungsmechanismus
bereitgestellt werden, der entgegen den bisherigen Lösungen den
lichten Querschnitt einer Lichtkuppel nicht bzw. nicht wesentlich
verkleinert und diesen im wesentlichen auch nicht quert.
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Die
Erfindung stellt also einen einfach und schnell montierbaren Betätigungsmechanismus
für zu
verschließende
Elemente von Öffnungen
im Dachbereich, insbesondere von Lichtkuppeln und Lichtkuppeln mit
solch einem Betätigungsmechanismus
bereit, ohne dabei den Querschnitt zu beschränken und optimalerweise ohne
den nachteiligen Einsatz von Hub- oder Spindelstangen.