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Vorrichtung für den Gewichtsausgleich von lotrecht schiebbaren Flügeln
und ähnlichem Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung für den Gewichtsausgleich
von lotrecht schiebbaren Flügeln bei Schiebefenstern und ähnlichen Einrichtungen.
Bei bekannten Federanordnungen. die diesem Zwecke dienen, werden Schraubenfedern
auf Zug oder Druck oder mittels eines Drillstabes auf Drehung beansprucht. Dabei
weist der Drillstab eine gleichmäßige oder veränderliche Steigung auf. Bei einer
anderen Federanordnung wird sowohl eine auf Zug oder Druck als auch eine auf Drehung
beanspruchte Schraubenfeder verwendet. Diese Federanordnungen haben den Nachteil,
bei verhältnismäßig großen Abmessungen nur kleine Ausgleichskräfte zu erzielen,
so, daß es nicht möglich ist, sie auch bei schweren Schiebeflügeln anzuwenden.
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Unter Benutzung der Zusammenarbeit von Drillstäben und Schraubenfedern
sucht die Erfindung bei kleineren Abmessungen der Federanordnung eine größere Ausgleichskraft
zu erreichen, so-daß die Anordnung sich auch für schwere Schiebeflügel eignet. Zu
diesem Zweck wird bei Anwendung einer oder mehrerer Schraubenfedern jede von ihnen
gleichzeitig auf Zug oder Druck und auf Drehung beansprucht. Es entfällt somit eine
der beiden Federn, die bei einer bekannten Federanordnung
mit einer
Zug- oder Druckfeder und einer zweiten auf Drehung beanspruchten Feder vorgesehen
sind.
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Zu dem gleichen Ziel eines kleinen, aber dennoch kräftigen Federgewichtsausgleiches
wird nach der Erfindung vorgeschlagen, die bekannten Drillstäbe mit entgegengesetzten
Windungen zu versehen. Damit ist es möglich, die Torsionskraft der Feder nach beiden
Richtungen voll auszunutzen, also zu verdoppeln. Drillstäbe mit nicht über ihre
ganze Länge eine gleichmäßige Steigung aufweisenden Windungen sind an sich bekannt.
Hierbei verläuft jedoch die Steigung sämtlicher Windungen in gleicher Richtung,
sie ist nur von verschiedener Größe.
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Eine besonders günstige Lösung der gestellten Aufgabe ergibt sich
durch die Vereinigung der beiden obigen Vorschläge, d.-h. der Anwendung einer Feder,
die gleichzeitig auf Zug oder Druck und auf Drehung beansprucht wird, und zwar mittels
eines Drillstabes mit entgegengesetzt gerichteten Windungen.
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Bei Benutzung der Erfindung kann man jeden gewünschten Verlauf der
in den Federn waltenden Kräfte erreichen, es ist beispielsweise möglich, ihre Widerstandskraft
durchgehend konstant zu halten. Ist der Drillstab oder sind die gedrillten Streifen
längs verschiebbar angeordnet, so, ändert man durch die Verschiebung des Flügels
nicht nur die Länge der Feder sondern spannt oder entspannt sie gleichzeitig durch
Verdrehen. Hat der Drillstab entgegengesetzte Windungen, ist er also auf einem Teil
seiner Länge in positivem, auf dem anderen Teil in negativem Sinne verdrillt, kann
man die Widerstandskraft der Feder durch Änderung ihrer Länge in engeren Grenzen
halten, als wenn der Drillstab nur Windungen in einem Drehsinn enthält.
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Die Änderung der Widerstandskraft einer Federanordnung, bei der man
sich eines Drillstabes und einer Spaltbüchse bedient, ist beschränkt, beispielsweise
auf einen absoluten Höchstwert von io kg. Benutzt man aber einen Drillstab mit Verwindung
in beiden Drehrichtungen, kann man einen absoluten positiven Höchstwert von -f-
io kg anwenden ebenso wie einen absoluten höchsten negativen Wert von - io kg, d.
h., es wird der durch die Federanordnung beeinflußte Bereich verdoppelt, und man
kann die Wirkgrenze der Zug- oder Druckfeder auf einen doppelt so großen Betrag
festsetzen. Durch das Auseinanderziehen der Feder wird die Widerstandskraft der
Feder beispielsweise von -I- 15- bis auf -f- 35 kg ansteigen, während durch die
gleichzeitige Aufwicklung der Feder im Zusammenwirken mit der veränderlichen Steigung
des Drillstabes die Widerstandskraft von -I- io bis auf - io kg absinkt. Insgesamt
hat die Widerstandskraft also einen konstanten Wert von 25 kg.
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Die Feder kann auch zwei entgegengesetzt gewundene Hälften aufweisen,
die am Übergangspunkt an einer im Innern der Feder befindlichen Hülse befestigt
sind. Sie hat an ihren beiden Enden je einen Spalt, um je einen von zwei Drillstäben
hindurchtreten zu lassen. Diese Drillstäbe sind mit ihren freien Enden mit dem entsprechenden
freien Ende der Feder verbunden. Zum Schutz der Feder kann um sie herum ein Teleskoprohr
liegen, das bei Verwendung einer Druckfeder gleichzeitig Schutz gegen das Ausweichen
der Feder bietet.
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Ein anderer Vorteil eines in zwei entgegengesetzten Richtungen verwundenen
Drillstabes besteht darin, daß die Feder während des Spannens und Abwickelns nicht
so viel Energie zu entwikkeln braucht wie bei Drillstäben, die nur in einer Richtung
verwunden sind. Man kann sich also einer Feder mit erhöhter Vorspannung bedienen.
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Die beiden Vorschläge, die eingangs zur Lösung der gestellten Aufgabe
gemacht worden sind, sind in Ausführungsbeispielen in der Zeichnung dargestellt.
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Bei Fig. i, die einen Längsschnitt durch eine Federanordnung nach
der Erfindung darstellt, sind zwei Rohre i und a ineinandergeschaltet. Von diesen
ist das Rohr i beispielsweise am Schiebeflügel und das Rohr a am feststehenden Fensterrahmen
befestigt.
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In den Rohren-befindet sich eine aus zwei Hälften 3 und 4 bestehende
Schraubenfeder, deren Windungen entgegengesetzt verlaufen. Die Federhälften sind
am Übergangspunkt 5 mittels eines Splintes 6 an einer Hülse 7 befestigt. Diese trägt
an ihren Enden 8 einen Spalt, durch den die Drillstäbe 9 treten. Sie weisen vom
Punkt io aus entgegengesetzt verlaufende Windungen auf und sind mit der Feder an
den Punkten i i verbunden.
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Die Windungen der in die Hülse 7 eintretenden Enden der beiden Drillstäbe
9 sind so gerichtet, daß bei einer Verlagerung des Systems, die Hülse 7 in ein und
derselben Richtung verdreht wird.
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Die Wirkung dieser Federanordnung ergibt sich aus Fig. 3.
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Wenn die Windungen 3 und 4 der Feder zusammengedrückt werden, steigt
dadurch die Widerstandskraft. Da jedoch die Federhälften gleichzeitig angespannt
werden, weil die Hülse 7 durch die Stäbe 9 gedreht wird, so steigt die Widerstandskraft
gemäß einer Kurve nach oben, wie sie in der Fig. 3 durch die Kurve a angegeben ist.
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Die Wirkung dieser Federanordnung ergibt sich aus Fig. 3.
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Wenn die Windungen 3 und 4 der Feder zusammengedrückt werden, steigt
dadurch die Widerstandskraft. Da jedoch die Federhälften gleichzeitig angespannt
werden, weil die Hülse 7 durch die Stäbe g gedreht wird, so steigt die Widerstandskraft
gemäß einer Kurve nach oben, wie sie in der Fig. 3 durch die Kurve a angegeben ist.
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Man kann die Widerstandskraft, die sich durch die Stäbe 9 ergibt,
dadurch vermindern, daß man ihnen eine geeignete Form gibt, indem man beispielsweise
die Steigung der Stäbe entsprechend der Kurve b der Fig. 3 ändert. Wenn der Wendepunkt
io der Stäbe durch den Spalt der Hülsenenden 8 tritt, ändert die Widerstandskraft
der Stäbe ihr Vorzeichen. Das besagt, daß die immer wachsende Widerstandskraft der
Feder noch darüber hinaus durch die Zusammendrückung ausgeglichen
wird,
derart, daß die Gesamtwiderstandskraft der Vereinigung einen konstanten Wert beibehält
(s. die Linie c der Fig. 3).
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In dieser Figur werden die Kräfte durch die senkrechte Achse angegeben,
während die lotrechte Verschiebung des Flügels auf der waagerechten Achse angegeben
ist.
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Es ergibt sich, daß durch das Zusammendrücken die Kraft von 15 kg
bis auf 35 kg ansteigt, während durch die Einwirkung der Drillstäbe die Kraft von
-t- io kg auf - io kg vermindert wird, so daß also die Gesamtkraft einen konstanten
Wert von 25 kg hat.
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Die Fig. 2 stellt ein anderes Ausführungsbeispiel dar. Der verwundene
Stab ist bei 13 und 16 am feststehenden Fensterrahmen angebracht. Um den Streifen
herum liegt eine bewegliche Büchse 14 mit einem Spalt. Die Büchse 14 ist fest mit
einer Feder 15 verbunden, deren oberes Ende fest bei 16 angebracht ist. Wenn der
am Flügel 18 sitzende Ansatz 17 gesenkt wird, wird die Büchse 14 mitgenommen und
gleichzeitig gedreht. Die Feder 15 wird gelängt, also gespannt, aber auch gleichzeitig
mittels der Büchse 14 gedreht. Auf diese Weise wächst die Widerstandskraft, die
sich infolge der Längung linear zu vermehren strebt, weniger stark an oder bleibt,
abhängig von der Verdrillung des Stabes" konstant. Statt Zugfedern kann man selbstverständlich
auch Druckfedern verwenden.
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In der Lösung der Aufgabe nach Fig. 4, die im Aufriß einen Teil eines
Schiebefensters darstellt, findet ein Drillstab mit entgegengesetzten Windungen
Verwendung. Fig. 5 zeigt im Diagramm den Kräfteverlauf der Federanordnung und der
sie bildenden Teile.
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Der Schiebeflügel 21 sitzt in einem feststehenden Rahmen 22. In einem
dazwischenliegenden Raum befindet sich eine Zugfeder 23, die bei 24 am Schiebeflügel
befestigt ist. Die Feder 23 ist bei 25 an einem Rohr 26 befestigt, das mittels eines
Befestigungsmittels 27 bei 28 am Rahmen 22 angebracht ist.
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In dem Rohr 26 befindet sich eine weitere Schraubenfeder 29, deren
oberes Ende 26 befestigt ist, während am unteren Ende der Feder eine Spaltbüchse
3o angebracht ist. Ein Drillstab 32 tritt bei 31 in diese Spaltbüchse ein. Bei 33
ist der Stab 32 mit der Feder 23 verbunden. Der Drillstab 32 geht hei 34 in einen
entgegengesetzt gewundenen Teil über. Die Wirkung dieser Anordnung ergibt sich aus
der Fig.5.
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In dieser Figur sind, wie in Fig. 3, die Kräfte auf der senkrechten
Achse und die lotrechte Verschiebung des Flügels auf der waagerechten Achse dargestellt.
Es ist angenommen, daß die Feder 23 eine Vorspannung von -I- 15 kg besitzt. Wird
die Feder 23 gelängt" also gespannt, so, steigt die Vorspannung linear bis, auf
-I- 35 kg. Durch das, Zusammenwirken: der vorgespannten. Feder 29 und der Spal@tbüch,s,e
30 mit dem Dri,lIstab@ 32 erzeugt die Anordnung mit dem Stab 32 und der Schraubenfeder
29 anfänglich eine nach oben gerichtete Widerstandskraft von -f- io kg. Wird
der Flügel 21 gesenkt, so wird die Widerstandskraft gleichmäßig vermindert, bis.
siej bei. X1 auf Null gebracht ist. Der Wendepunkt 34 befindet :sich dabei, in dem
Spalt der Büchse 30" so daß bei weiterem Senken des Fensters der entgegengesetzt
gewundene Stabteil wirksam wird. Die in: der Feder 29 au,fgespe,icherte Kraft iibt
jetzt nicht mehr eine nach oben gerichtete Widerstandskraft auf denn Stab 32 aus,
sondern eine mach unten gerichtete, also eine negative Kraft. Der absolute. Wert
dieser negativen. Kraft wächst und gleicht die durch die Längung steigende Kraft
der Feder 23 aus, die beim Senken des Flügels immer in positivem Sinne wächst. Durch
das Zusammenarbeiten aller Teile dieser Vereinigung erhält man also eine Gesamtwiderstandskraft
von 25 kg, die immer konstant bleibt (s. Fig. 5).
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Die Erhöhung oder Verminderung der Kraft in der Feder 29 wird. durch
die dem Stab 32 gegebene Verdrillung ausgeglichen, und zwar derart, daß die sich
ergebende Widerstandskraft des Stabes 32 nach dem Diagramm der Fig. 5 abnimmt. Das
läßt sich durch eine Steigungsänderung des Stabes erreichen.
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Es ist klar, daß eine Anordnung mit umgekehrter Wirkung, d. h. eine
Anordnung mit einer Druckfeder statt der Zugfeder 23, im Rahmen der Erfindung liegt,
ebenso wie jede andere Federdurchbildung, bei der man sich eines Stabes gemäß der
vorliegenden Erfindung bedient.