-
Die Erfindung bezieht sich auf einen
Wickelmechanismus bzw. eine Wickeleinrichtung auf einem Rohr für aufgewickelte
Rollvorhänge
der Bauart, bei der eine stationäre
Stange im Rohr von einer äußeren Halterung
gehalten wird, ein Ende des Rohres auf der Stange drehbar mittels
einer Lagerbüchse
gelagert ist und bei der eine Drehkraft zwischen der Stange und
dem Rohr erzeugt wird.
-
Solche Wickeleinrichtungen sind wohl
bekannt, und sie haben die folgenden allgemeinen Merkmale: Eine
Feder wird gespannt, wenn der Vorhang herabgezogen wird, und eine
Verriegelungseinrichtung blockiert den Rollvorhang an gewünschten Einstellpunkten.
Die Konstruktion sorgt für
eine vorteilhafte Eigenschaft, weil die Kraft der Feder sich auf dem
Maximum befindet, wenn das Rohr die größte Länge des hängenden Vorhanges zu tragen
hat. Wenn die Verriegelungseinrichtung mittels scharfen Ziehens
an dem Vorhang freigegeben wird, wird der Rollvorhang bei einer
starken Beschleunigung um das Rohr herumgewunden. Wenn er die obere
Position erreicht hat, weist er die höchste Geschwindigkeit auf,
und es sind Mittel vorgesehen worden, um die untere Schiene abzubremsen,
wenn sie vollständig
hochgefahren ist. Es ist wichtig, daß der voll aufgewickelte Rollvorhang
nicht an der Drehung teilnimmt, weil dies die Feder entspannen würde, so
daß die
untere Schiene auf einer undefinierten Höhe unterhalb der gewünschten
Position schwankend hängen
bleiben würde.
Deshalb wird die untere Schiene häufig mittels ihrer Abmessungen
oder mittels eines Vorsprunges, der an die untere Schiene angesetzt ist,
abgestoppt. Jedoch ist das scharfe Bremsen schädlich, und zwar sowohl für den Rollvorhang
als auch für
die daran vorgesehenen Nähte,
sowie für den
Fensterrahmen, der Schläge
von den Vorsprüngen
erhält
bzw. aufnimmt. Unter allen Umständen
ist es wünschenswert,
daß die
Feder eine minimale Vorspannung aufweist, wenn der Rollvorhang sich
in seiner obersten Position befindet.
-
Man hat Versuche mit verschiedenen
Bremseinrichtungen durchgeführt,
um die starke Beschleunigung in den voll aufgewickelten Zustand
zu verhindern, jedoch darf eine stationäre Reibung nicht so groß sein,
daß die
Feder sie nicht mittels ihrer geringsten Spannung überwinden
kann, und dies bedeutet, daß die
Feder stärker
sein muß und
die Wirkungsweise der Feder sehr von einem genauen Ausbalancieren
der verbleibenden Spannung der Feder und der Reibung abhängig ist.
Ein weiteres Problem entsteht in dem Fall, daß der Vor hang aus einem verhältnismäßig steifen
textilen Stoff hergestellt ist, der einen Verweileffekt in bezug
auf die Position, die er für
eine gewünschte
Zeit eingenommen hat, aufweist. Dadurch ist eine Kraft, die zum
Wickeln aus einer bestimmten Startposition geeignet wäre, ungeeignet,
wenn von einer anderen Startposition ausgegangen wird.
-
Es ist in EP-A-0 093 289 vorgeschlagen
worden, ein Fliehkraftorgan zu verwenden, bei dem Gewichte aufgrund
der Rotation des Rohrs nach außen geschleudert
werden und Reibung verursachen, so daß man ein geschwindigkeitsabhängiges Bremsen erzielt.
Dies ist sehr wohl wünschenswert,
jedoch handelt es sich um eine Lösung,
die mechanisch sehr kompliziert ist, weil der kleine Drehradius
eine hohe Rotationsgeschwindigkeit erfordert, um einen Bremseffekt
zu erzielen. Deshalb ist es erforderlich, einen Getriebezug zu verwenden,
der die Drehgeschwindigkeit des Rohrs auf eine wesentlich höhere Drehgeschwindigkeit
umsetzen kann, was innerhalb eines Rohres üblicherweise mittels eines
mehrstufigen Planetenantriebs ausgeführt wird. Dies verlangt eine große Anzahl
Teile, von denen einige schnell rotieren, was Abnutzungsprobleme
verursacht. Weiterhin ist eine Spenkupplung erforderlich, um Bremse
und Getriebe während
des Herablassens des Vorhanges zu lösen. Diese An der Lösung hält den Vorgang
nicht in seiner obersten Position und verhindert auch nicht das
Entspannen der Feder.
-
Das Dokument EP-A-0 210 381 offenbart eine
Wickeleinrichtung, bei der eine stationäre nicht-rotierende Gewindestange
mit einer Mutter zusammenwirkt, die von dem Rohr gedreht und dadurch
axial verschoben wird, wobei das axiale Verschieben durch das freie
Ende einer Torsionsfeder abgestoppt wird.
-
Daher besteht die Notwendigkeit einer
einfachen und stabilen Lösung,
die in Verbindung mit einem Rollvorhang für ein kontrolliertes Anheben
und Stoppen des Rollvorhanges in seiner obersten Position sorgt,
was weder den Rollvorhang selbst noch dessen Fensterrahmenumgebung
beeinflußt.
-
Dies wird gemäß der Erfindung bei einer Vorrichtung,
wie sie im beigefügten
Anspruch 1 definiert ist, eneicht.
-
Die Axialkraft kann entweder mittels
einer Schraubenfeder oder mittels eines Kolbens, der auf ein Luftvolumen
in einem Zylinder einwirkt, bereitgestellt werden.
-
Es läßt sich feststellen, daß, da die
Stange nicht-rotierend ist, eine Mutter, die gedreht wird, gleichzeitig
axial verschoben wird. Die Drehung der Mutter wird zum Beispiel
mittels einer Nut- und Federverbindung zwischen dem Inneren des
Rohres und dem Äußeren der
Mutter erzielt, und die Mutter bewegt sich in einer Richtung, die
entweder die Feder zusammendrückt
oder sie entspannt. Die Federkraft erzeugt grundlegend an drei Stellen
Reibung: 1) zwischen der Mutter und dem Gewinde, 2) zwischen einem
Ende der Feder und der Mutter und 3) zwischen dem anderen Ende der
Feder und einer geeigneten Schulter. Die wohl kontrollierte Reibung
kann an einer dieser Stellen erzeugt werden, wenn nicht besondere
Elemente zu diesem Zweck vorgesehen sind, in welchem Fall die zwei
zuletzt genannten Stellen als feste Verbindungen ausgebildet werden
können.
-
Eine Ausführungsform besteht besonders darin,
daß für die Spannkraft
mittels eines Kolbens gesorgt wird, der gegen ein geschlossenes
Luftvolumen in einem Zylinder arbeitet. Indem man für ein kontrolliertes
Ausströmen
der Luft aus dem Zylinder sorgt, kann jegliche gewünschte Druckfedercharakteristik
dynamisch erzielt werden, wie auch schon festgestellt worden ist,
daß das
größte Problem
des Abbremsens dann auftritt, wenn der Rollvorhang schnell rotiert,
wohingegen ein Erfordernis für
eine genügende
Spannkraft zum Erzielen eines korrekten Anhebens während langsamer
Rotation besteht, wenn keine gespeicherte Energie aufgrund des Trägheitsmomentes
vorliegt.
-
Bei dieser Ausführungsform gibt es vier Möglichkeiten,
aufgrund der Axialfeder Reibung zu erzeugen: 1) zwischen der Mutter
und dem Gewinde, 2) zwischen einem Ende der Luftzylinderfeder und
der Mutter, 3) zwischen dem anderen Ende der Luftzylinderfeder und
einer geeigneten Schulter und 4) zwischen dem Kolben und dem Zylinder
in der Luftzylinderfeder. Die gut kontrollierte Reibung kann an
einer dieser Stellen erzeugt werden, wenn nicht zu diesem Zweck
besondere Elemente vorgesehen sind, wobei in diesem Fall die beiden
zuletzt genannten Stellen als feste Verbindungen ausgebildet werden
können. Die
Einstellung der Charakteristik der Luftzylinderfeder wird abhängig davon,
ob die Bewegung des Kolbens in der Lage ist, einen Druck aufzubauen,
der ein Bremsen (schnelle Rotation) in Übereinstimmung mit der Kalibrierung
einer Auslaßöffnung für Luft verursacht.
Während
einer langsamen Rotation kann die Luft zeitgerecht mit ihrer Kompression
austreten. Hierdurch werden in einfacher Weise die gleichen Vorteile
wie diejenigen erreicht, die man bei dem mechanischkomplexen Fliehkraftorgan
erzielt. Es wäre gleichermaßen möglich, die
Federcharakteristik als Funktion der genauen Position des Rollvorhanges
zu ändern,
weil verschiedene kalibrierte Auslaßöffnungen entlang der Innenfläche des
Zylinders vorgesehen sein können.
Da die Luft innerhalb des Zylinders im Betrieb verlorengeht, wird
für jedes
Herablassen ein neues Volumen benötigt, und es ist daher vorteilhaft,
ein Einlaßventil
für die
Luft während
der umgekehrten Axialbewegung vorzusehen.
-
Eine Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus,
daß die
Stange mittels einer Trennschulter in zwei Teile geteilt ist, von
denen eines mit einem Gewinde versehen ist, auf dem eine Mutter
angebracht ist, der eine Rotation während einer seitlichen Bewegung
durch das Rohr erteilt wird und bei der eine Druckfeder zwischen
der Schulter und der Mutter vorgesehen ist. Die Reibungsstelle 3)
wird durch die Schulter geschaffen. Diese Konstruktion ist ebenfalls für die oben
genannte Luftzylinderfeder gut geeignet.
-
Eine vorteilhafte Ausführungsform
zeichnet sich besonders dadurch aus, daß die Reibung zwischen der
Mutter und dem Gewinde aufgebaut wird, während die Abstützung der
Kompressionsfeder an der Mutter, wahlweise an der Schulter in der
Reibung reduziert ist. In diesem Fall kann ein axiales Kugellager
oder ein ähnliches
Lager zwischen der Feder und einer ihrer Abstützungen vorgesehen sein. Diese Konstruktion
ist gleichermaßen
zur Verwendung bei der oben erörterten
Luftzylinderfeder gut geeignet.
-
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform zeichnet
sich dadurch aus, daß die
Reibung mittels der Abstützung
der Druckfeder an der Mutter, wahlweise an der Schulter, erzeugt
wird, wobei die Verbindung zwischen Gewinde und Mutter hinsichtlich
der Reibung vermindert ist. In diesem Fall stellt die Ausbildung
eines Endes der Feder oder eines geeigneten Schuhs die gut kontrollierte
Reibung sicher. In diesem Fall können
das Gewinde und die Mutter aus Materialien niedriger Reibung hergestellt
werden, oder es kann eine Mutter mit im Kreislauf zurückgeführten Kugeln
verwendet werden. Diese Konstruktion ist gleichermaßen gut
zur Verwendung mit der oben erörterten
Luftzylinderfeder geeignet.
-
Um zu verhindern, daß die Mutter
sich am entfernten Ende (bei ausgedehnter Feder) während des
Bremsens zu einer Verriegelung verklemmt, ist dafür Sorge
getragen, daß die
Rotation angehalten wird, während
das Gewinde noch eine kontrollierte oder vernachlässigbare
Reibung aufweist. Dies erzielt man vorteilhaft dadurch, daß die Mutter
mit einem Anschlag an der Peripherie zum Zusammenwirken mit einer
weiteren Schulter am Ende des Gewindes versehen ist, was die Drehung
der Mutter vor dem Blockieren ihrer Bewegung durch axiales Anschlagen
der Schulter abstoppt. Es ist daher eine rotierende und keine axiale
Bewegung, die das Anhalten herbeiführt. Diese blockierte Position
entspricht der obersten Position des Rollvorhangs und wird während des
Einbaus eingestellt. Diese Konstruktion ist in Verbindung mit der
Verwendung einer Luftzylinderfeder besonders nützlich.
-
Bei einer weiteren vorteilhaften
Ausführungsform
weist die Abstützung
der Druckfeder an der Schulter dadurch eine reduzierte Reibung auf, daß die Schulter
aus der Lagerbüchse
der Stange gebildet ist, wobei die Druckfeder zwischen der Büchse und
der Mutter getragen wird. In diesem Fall umgibt die Druckfeder ebenfalls
vollständig
die anhebende Feder, und sie muß daher
beträchtlich
länger sein.
Dadurch wird ein Lager mit reduzierter Reibung völlig ausgeschaltet, weil die
Feder jetzt nur noch axialen Kräften
unterworfen ist; sie folgt der Drehung, weil sie zwischen dem Lager,
das an einem Ende um die nichtrotierende Stange rotiert, und der
Mutter getragen ist, die der Rotation folgt. Dadurch gibt es auch
eine geringere Variation in der Federkraft, und zwar aufgrund einer
reduzierten prozentweisen Variation in der Länge der Druckfeder.
-
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch
aus, daß die
Schraubendruckfeder zwischen einem Stopfen mit einem Tragzapfen
und der Mutter gelagert ist.
-
Eine weitere Ausführungsform entwickelt diese
Lösung
weiter und zeichnet sich dadurch aus, daß die Gewindestange durch den
Stopfen verläuft und
gegen Rotation mittels einer Halterung unabhängig von dem Klemmen der Stange
für die
Hubfeder fixiert ist. Dies bedeutet, daß die Halterung am entgegengesetzten
Ende des Rollvorhangs, das üblicherweise
ein Lager für
einen Drehzapfen aufweist, hergestellt wird, um die Gewindestange ähnlich der
erörterten
Halterung in dem Eingangsteil der Beschreibung gegen Rotation zu
halten.
-
Die Erfindung wird in größerem Detail
unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, in der
-
1a eine
Ausführungsform
der Erfindung in dimetrischer Projektion zeigt,
-
1b die
gleiche Ausführungsform
der Erfindung in der Position zeigt, in der die Hubfeder die geringste
Kraft aufweist und in der die Mutter die Bewegung gemäß der Erfindung
abgestoppt hat,
-
2 einen
Längsschnitt
durch eine Ausführungsform
der Erfindung gemäß 1 zeigt und
-
3 eine
Luftzylinderfeder gemäß einer unterschiedlichen
Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
-
In 1a erkennt
man eine Vorrichtung für eine
Trommel für
einen Rollvorhang, der normalerweise innerhalb eines Rohres angeordnet
ist, das an einem rotierenden Lagerteil 1 befestigt ist.
Der Mechanismus besteht insbesondere aus einer Stange 2, um
die eine schraubenförmige
Hubfeder 3 angebracht ist. Diese ist zwischen dem Lagerteil 1 und
einer Befestigungseinrichtung 4 an der Stange befestigt.
Das Ende der Stange 2 ist an der Außenseite der Trommel in Form
eines Vorsprungs 5 verfügbar,
der mittels einer Rollvorhangbefestigungseinrichtung, die nicht
gezeigt ist, gegen Drehung gehalten wird. Der andere Teil des Rohres
ist mit einem – nicht
gezeigten – Stopfen
und einem Lagerzapfen, der frei in einem Lager in einem zweiten
Rollvorhanganschlußstück rotieren
kann, versehen ist. Die Drehrichtung ist für das Arbeitsprinzip unwesentlich,
aber zum Zwecke der Beschreibung definiert die vorliegende Erläuterung,
daß eine
Rotation des Rohres und des Lagerteils 1 in Richtung des
Pfeiles ein Spannen der Hubfeder 3 verursacht, d. h. der
Rollvorhang wird nach unten gezogen. Um den Rollvorhang in einer
gewünschten
abgesenkten Position festzustellen, sind in dem Lagerteil 1 Verriegelungseinrichtungen
eingepaßt,
die durch Ziehen des Rollvorhanges freigegeben werden und die Bewegung
solange nicht beeinflussen, wie sich das Lagerteil 1 dreht.
Der obige Teil deckt auch den bekannten Stand der Technik ab.
-
Die Seite 6 der Befestigungseinrichtung 4, die
von dem Lagerteil 1 weg weist, stützt ein Ende einer Druckfeder 7,
deren anderes Ende gegen eine Mutter 8 abgestützt ist.
Diese kann sich um ein Gewinde 9 an der Verlängerung
des Stangenteils 2 drehen. Die Mutter 8 ist mit
einer oder mehreren Nuten 10 versehen, die mit einer Längsfeder
in dem Rohr zusammenwirken, die nicht gezeigt ist, weil das Rohr selbst
nicht gezeigt ist. Am Ende des Gewindes 9 ist ein Widerlager 11 vorgesehen.
In 1a ist eine mittlere
Position für
den Rollvorhang gezeigt, bei der die Hubfeder 3 etwas gespannt
ist und sich die Mutter 8 an einer Position befin det, die
etwas von der Position, die einem vollständig abgesenkten Rollvorhang
entspricht, ebenso wie von der entfernt ist, die einem völlig hochgezogenen
Rollvorhang entspricht. Diese letztere Position ist in 1b gezeigt, in der die Mutter
gegen das Widerlager 11 gepreßt ist. In dieser Position
muß immer
noch eine gewisse geringfügige Spannung
in der Hubfeder 3 verbleiben, so daß der Rollvorhang mit Sicherheit
angehoben wird. Die Erfindung begründet sich darin, daß die Kompressionsfeder 7 eine
kraftabhängige
Reibung in der Verbindung Feder-gegen-Schulter 6, Mutter 8 gegen
Feder 7 oder zwischen der Mutter 8 und dem Gewinde 9 erzeugt.
Die tatsächlichen,
der Federkraft unterworfenen Teile, die als Reibungsflächen dienen
sollen, werden vom Fachmann basierend auf der Auswahl der Materialien
bestimmt, solange wie die anderen Stellen eine verminderte Reibung
aufweisen, wenn man nicht von mehreren reibungsbestimmenden Stellen
zur gleichen Zeit Gebrauch macht. Unter reibungsvermindernden Mitteln
können
PTFE Antifriktionsfolien und Kugel- und Wälzlager genannt werden. Gleichermaßen kann
die als reibungsverursachend bestimmte Stelle die Forderung nach
relevanten Materialien, auf deren Reibungskoeffizienten beruhend, aufwerfen.
-
In 2 sind
Details der Konstruktion gezeigt, wobei gleiche Bezugszeichen wie
oben verwendet werden. Es ist dargestellt, wie die Hubfeder 3 mit
dem Lagerteil 1 bei 1a und dem Befestigungsmittel 4 an
der Stange 2 bei 4a zusammengefügt ist. Weiterhin
ist das umgebende Rohr T gezeigt, das am entfernten Ende mit einem
Stopfen 12 und einem Lagerzapfen 13 versehen ist.
Es ist weiter zu sehen, wie die Druckfeder 7 zwischen der
an dem Befestigungsmittel 4 vorgesehenen Oberfläche 6 und
der Mutter 8 eingesetzt ist. Die Mutter ist mit einem Vorsprung 8a versehen,
der radial gegen eine ähnliche Oberfläche 14 an
dem Widerlager 11 anstoßen kann, indem sich die Mutter
entlang des Gewindes 9 bewegt. Eine Feder 15 stellt
sicher, daß die
Mutter 8 der Drehung des Rohres T aufgrund der Nut 10,
die nicht gezeigt ist, folgt, und eine Scheibe 16 dient
als Lager für
das freie Ende der Stange 2.
-
Während
der Rotation des Rohres T, um das ein Rollvorhang aufgerollt ist,
von der vollständig
angehobenen Position und dem Anliegen der Mutter 8 gegen
die Fläche 14 wird
die Feder 3 durch Rotation gespannt, was zu einem gesteigerten
Drehmoment führt.
Gleichzeitig wird die Feder 7 gespannt, weil sich die Mutter
mehr und mehr zur Oberfläche 6 hin bewegt,
und dadurch wird ein Ansteigen des Bremsmoments erzielt. Diese zwei
Drehmomente können vom
Fachmann in Abhängigkeit
von reibungserzeugenden Elementen und der Steigung des Gewindes, der
Zahl der Drehungen von oben nach unten etc. eingestellt werden. Wenn
die Fliehkraftverriegelungseinrichtung in dem Lagerteil 1 mittels
eines geringen Ziehens an dem Rollvorhang in seiner mehr oder weniger
herabgelassenen Position freigegeben wird, wird der Rollvorhang
durch Rotation des Rohres T aufwärts
bewegt. Diese Rotation wird genau kontrolliert bzw. gesteuert, weil
anfänglich,
wenn sich das Drehmoment auf dem Maximum befindet, die Rotation
auch der stärksten
Bremsaktion unterworfen ist, und später, wenn sich das Drehmoment
verringert, wird die Bremskraft ähnlichermaßen reduziert,
bis man ein vollständig
genaues Ende der Bewegung erhält,
wenn das Teil 8a der Mutter an das Teil 14 an dem
Widerlager 11 anstößt.
-
In 3 ist
gezeigt, daß ein
Zylinder 17 gedreht wird, weil vorspringende Teile 8', die mit einer Längsfeder
in dem Rollvorhang-Rohr T zusammenwirken, gedreht werden, wodurch
der Kolben 18 aufgrund eines Gewindes 9', das mit dem
Inneren des Zylinders 17 (über die Mutter 8'') zusammenwirkt, weiter und weiter
in den Zylinder hineingedreht wird. Man stellt eine große Ähnlichkeit
zwischen der Mutter 8, die in Verbindung mit der Kompressionsfeder 7 verwendet
wird, die während
der Drehung freigegeben wird, und dem Zylinder 17 fest,
der während
der Rotation in bezug auf den Kolben 18 bewegt wird. Man
kann feststellen, daß für den Fachmann
beträchtlicher
Freiraum besteht, die Federkraft einzustellen, und zwar nicht nur
gemäß der Position,
sondern auch nach der momentanen Geschwindigkeit, mit der sich der
Rollvorhang bewegt, zum Beispiel zwangsweise durch den Benutzer
eingeschränkt,
der am Seilzug festhält.
-
Den Kolbendichtungsring kann man
in einem Stück
mit der Kolbenstange mittels eines Spritzgießverfahrens in der in der Zeichnung
gezeigten Weise herstellen, aber er kann auch in Form eines getrennten
elastomerischen Ringes hergestellt sein, der über das Ende der Kolbenstange
gerollt wird. Die kalibrierte Auslaßöffnung ist in diesem Falle
eine axiale Nut, die zwischen dem Kolbendichtungsring und der Kolbenstange
hindurchläuft.
-
Eine weitere Ausführungsform gemäß Anspruch
8 nutzt den Vorteil, daß eine
reibungsvermindernde Stelle eingespart werden kann, weil die Feder 7 über den
ganzen Weg bis zum Lagerteil 1 in Längsrichtung verlängert ist,
wodurch die Feder 3 umgeben wird. Dies ist schematisch
als das Federteil 7a gezeigt. Bei dieser Ausführungsform
hat die Befestigungseinrichtung 4 einen verringerten Durchmesser.
-
Es lassen sich andere relative Plazierungen der
Elemente der gegenwärtigen
Konstruktion vorstellen; zum Beispiel können die Druckfeder und Mutter
nächst
dem erwähnten
Lager plaziert sein, und die übliche
Hubfeder wird entsprechend zwischen der der Rotation folgenden Mutter
und dem Ende der Stange gelagert.
-
Wenn die Kompressionsfeder zwischen
zwei Muttern eingepaßt
ist, die an einzelnen Teilen einer mit Gewinde versehenen Stange
angeordnet sind, wobei ein Teil ein rechtsgängiges Gewinde und das andere
Teil ein linksgängiges
Gewinde aufweist, wird eine Konstruktion gebildet, die ausschließlich die Reibung
im Gewinde nutzt. Die kombinierte mit Gewinde versehene Stange wird
gegen Rotation mittels einer Halterung für den Rollvorhang festgehalten, und
die Muttern werden von dem Rohr wie oben beschrieben gedreht. Man
kann Gewinde mit kleinerer Steigung als im Fall einer einzelnen
Mutter verwenden. In entsprechender Weise können auch zwei Gewinde in gleicher
Richtung aber mit verschiedener Steigung verwendet werden, so daß die Feder
aufgrund des Unterschiedes in der Steigung gespannt wird. Dadurch
erhält
man für
die gleiche Federlänge, verglichen
mit dem Fall von nur einer Mutter, eine geringere Zunahme in der
Federspannung.