PL217313B1 - Ogranicznik otwarcia elementu uchylnego konstrukcji dachowej lub fasadowej - Google Patents

Abstract

Ogranicznik otwarcia elementu uchylnego konstrukcji dachowej lub fasadowej, ograniczający otwarcie elementu uchylnego z poziomą, lub zbliżoną do poziomej, osią obrotu, przykładowo skrzydła okna obrotowego lub klapy wyłazu dachowego charakteryzuje się tym, że prowadnica jarzmowa (6), usytuowana w pierwszym łączniku (4), z którą współpracuje czop (9) umocowany w drugim łączniku (5) tworząc z nią obrotowo-przesuwną parę kinematyczną, ma oś wzdłużną usytuowaną kątowo, pod kątem (α) względem osi wzdłużnej jej łącznika (4). Jeden z łączników (4), (5) ma trzpień (10) o osi korzystnie równoległej do osi czopa (9), a odpowiednio drugi z łączników (4), (5) na swym przedłużeniu ma wycięcie tworzące gniazdo (7) dla trzpienia (10).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest ogranicznik otwarcia elementu uchylnego konstrukcji dachowej lub fasadowej, ograniczający otwarcie elementu uchylnego z poziomą, lub zbliżoną do poziomej, osią obrotu, przykładowo skrzydła okna obrotowego lub klapy wyłazu dachowego. Mechanizm ogranicznika jest płaskim układem kinematycznym prostopadłym do osi obrotu elementu uchylnego, którego działanie oparte jest na zasadzie nożycowego składania się dwóch korzystnie płaskich łączników połączonych ze sobą obrotowo lub obrotowo-przesuwnie podczas ruchu zamykającego, oraz rozkładania podczas ruchu otwierającego. Obydwa łączniki są jednocześnie zamocowane na przeciwległych końcach również obrotowo - jeden z konstrukcją ramy stałej, np. ościeżnicy okna, a drugi z profilem elementu uchylnego.

Przy założeniu poziomej, lub w szczególnych przypadkach dowolnej niepionowej, osi obrotu elementu uchylnego - siła grawitacji powoduje moment obrotowy uzależniony od położenia środka masy względem osi obrotu. Jeżeli środek masy elementu uchylnego jest położony powyżej osi, to moment obrotowy działa w kierunku jego otwierania. W takim przypadku dobrze spełniają swoją funkcję rozwiązania znane, opisane w stanie techniki. Jeżeli natomiast środek masy elementu uchylnego jest położony poniżej osi, to moment obrotowy działa w kierunku jego zamykania i ogranicznik powinien mieć konstrukcję wystarczająco sztywną, aby zapewnić utrzymanie elementu uchylnego w pozycji otwartej.

Znane jest z patentu DE 42 25 328 rozwiązanie ogranicznika otwarcia, który składa się z dwóch nożycowo połączonych ze sobą prętów. Jeden z prętów zamocowany jest obrotowo-przesuwnie jednym końcem do ramy skrzydła okiennego, drugi zaś pręt połączony jest ruchomo z ramą stałą okna i wyposażony na końcu w wyprofilowany hak. Podczas otwierania okna obydwa pręty rozkładają się w sposób nożycowy aż do momentu ustawienia się w pozycji maksymalnej ograniczonej wypustkami sprężyście zachodzącymi na siebie, usytuowanymi na końcach obydwóch prętów. Podczas zamykania okna pręty pokonują siłę tarcia występująca między wypustkami i jednocześnie jeden pręt przesuwa się gniazdem na trzpieniu zamocowanym na ramie stałej okna a drugi pręt przesuwa się trzpieniem w gnieździe usytuowanym na ramie skrzydła aż do całkowitego zamknięcia okna.

Znane jest również z opisu WO 9631676 rozwiązanie urządzenia do stosowania jako ogranicznik otwarcia i zamknięcia w szczególności okna fasadowego. Urządzenie składa się z dwóch nożycowo połączonych ze sobą ramion. Pierwsze ramię ogranicznika połączone jest na jednym końcu obrotowo do płyty montażowej. Drugie ramię, połączone obrotowo z pierwszym, zamocowane jest drugim końcem do ramy okna. W rozwiązaniu tym zasadniczo blokada otwarcia następuje w momencie największego rozwarcia ramion względem siebie. Dodatkowo w rozwiązaniu tym zastosowano możliwość dowolnego ustawienia (zablokowania) ramion względem siebie, wykorzystując mechanizm sprężynowo-kulowy. Rozwiązanie to jednak w znacznym stopniu komplikuje budowę ogranicznika.

Znane są również z rynku rozwiązania prostych ograniczników nożycowych bez dodatkowych elementów blokujących pozycję. Takie rozwiązania mają głównie zastosowanie w przypadkach, kiedy usytuowanie elementu uchylnego zapewnia działanie momentu obrotowego w kierunku otwierającym, wywołanego np. siłą grawitacji lub dodatkową sprężyną.

Znane są także rozwiązania stosowane w przypadkach, w których moment obrotowy wynikający z działania siły grawitacji działa na element uchylny w kierunku zamykającym. Konstrukcja ogranicznika oparta jest na dwóch łącznikach połączonych ze sobą, oraz odpowiednio z ramą stałą i elementem uchylnym, obrotowo. Działanie nożycowego ogranicznika otwarcia opiera się na możliwości swobodnego obrotu łączników względem siebie, od stanu początkowego, tylko w jednym kierunku. Stan początkowy mechanizmu, określany martwym punktem, oznacza łączniki w pozycji rozłożonej równoległej względem siebie. Wzajemny obrót łączników w kierunku przeciwnym jest ograniczony przez prosty element blokujący. Najczęściej jest to dodatkowy trzpień lub też zagięta wypustka należące do jednego z łączników. Usytuowanie elementu blokującego definiuje maksymalny kąt wychylenia łączników względem siebie. Takie rozwiązanie posiada dwie funkcje - ograniczającą maksymalne otwarcie elementu uchylnego oraz podpierającą go w pozycji otwartej. Ręczna obsługa otwierania elementu uchylnego i jego blokowania w tej pozycji ogranicza się do pełnego otwarcia elementu uchylnego, a następnie zainicjowania wzajemnego obrotu łączników w kierunku blokującym. Taka pozycja jest jednak mało stabilna i uzależniona od stałego działania siły wywołanej przez element uchylny. Ponadto nawet przypadkowe zahaczenie o mechanizm może doprowadzić do przejścia łączników przez martwy punkt i całkowitego niekontrolowanego zamknięcia elementu uchylnego.

PL 217 313 B1

Celem proponowanego rozwiązania jest wprowadzenie nożycowego ogranicznika otwarcia, którego konstrukcja zapewni samoczynne zablokowanie i utrzymywanie elementu uchylnego w pozycji otwartej, szczególnie w przypadku momentu obrotowego działającego na element uchylny w kierunku zamykającym. Ponadto konstrukcja ogranicznika otwarcia powinna zapewniać możliwość łatwego odblokowania obrotu elementu uchylnego w przypadku jego zamykania, oraz zabezpieczenie przed niekontrolowanym odblokowaniem obrotu.

Istotą wynalazku jest konstrukcja mechanizmu ogranicznika obrotu wspomagająca mechanicznie obrót łączników względem siebie w kierunku blokującym. Ma to miejsce podczas ruchu zamykającego elementu uchylnego z pozycji maksymalnie otwartej, w której łączniki są w pozycji równoległej względem siebie. Mechanizm może być odblokowany poprzez ponowne otwarcie elementu uchylnego do maksymalnego położenia, a następnie jednoczesne zamykanie skrzydła oraz ręczne zainicjowanie wzajemnego obrotu łączników mechanizmu w kierunku przeciwnym do blokującego.

Ogranicznik otwarcia jest płaskim układem kinematycznym złożonym z dwóch sztywnych łączników połączonych ze sobą obrotowo-przesuwnie na czopie współpracującym z prowadnicą jarzmową. Drugi węzeł każdego łącznika jest połączony obrotowo odpowiednio albo z ramą stałą, albo z elementem uchwytnym. Układ taki posiada dwa stopnie swobody.

Zgodnie z wynalazkiem prowadnica jarzmowa, usytuowana w pierwszym łączniku, z którą współpracuje czop umocowany w drugim łączniku tworząc z nią obrotowo-przesuwną parę kinematyczną, ma oś wzdłużną usytuowaną kątowo, pod kątem α względem osi wzdłużnej jej łącznika.

Dodatkowo ogranicznik obrotu posiada rygiel, na który składa się gniazdo wykonane na przedłużeniu jednego z łączników, korzystnie łącznika z prowadnicą jarzmową, oraz trzpień osadzony na drugim łączniku. Trzpień jest umieszczony pomiędzy węzłami łącznika, tzn. pomiędzy czopem i punktem mocowania do ramy stałej bądź elementu uchylnego, w odległości odpowiadającej dystansowi pomiędzy gniazdem i prowadnicą jarzmową w drugim łączniku. Trzpień ma oś korzystnie równoległą do osi czopa.

Gniazdo spełnia dwie funkcje - przy wykorzystaniu powierzchni oporowej, ograniczającą maksymalny kąt pomiędzy łącznikami w kierunku blokującym ogranicznika obrotu oraz zablokowanie wzajemnego obrotu łączników względem siebie w tej pozycji.

Pierwszy łącznik ma na swobodnym końcu powierzchnię oporową ograniczającą ruch trzpienia w kierunku blokującym obrót. Środek geometryczny gniazda nie pokrywa się z osią jego łącznika.

W pozycji zablokowanej oś pierwszego łącznika jest nierównoległa do osi drugiego łącznika.

W przypadku elementu uchylnego w pozycji zamkniętej, nożycowy ogranicznik obrotu jest w stanie złożonym, przy czym kąt pomiędzy łącznikami w tym stanie może być dowolny, uzależniony od projektowanego kąta otwarcia elementu uchylnego i parametrów konstrukcyjnych samego ogranicznika. Podczas otwierania elementu uchylnego, kąt pomiędzy łącznikami wzrasta, aż do kąta półpełnego przy maksymalnym rozwarciu elementu uchylnego. W tej pozycji ogranicznik blokuje dalszy obrót elementu uchylnego, pełniąc funkcję cięgna podtrzymującego element uchylny w przypadku działania momentu obrotowego w kierunku jego otwierania.

Jeżeli natomiast proponowany ogranicznik obrotu pełni funkcję również podpierającą, tzn. blokującą zamknięcie w przypadku działania momentu obrotowego w kierunku jego zamykania, to zablokowanie elementu uchylnego następuje samoczynnie po zainicjowaniu ruchu powrotnego. W pozycji maksymalnie otwartej elementu uchylnego łączniki ogranicznika obrotu są w pozycji rozwartej równoległej względem siebie, czop znajduje się w końcowej części prowadnicy jarzmowej, a trzpień jest wysunięty z gniazda. W tej pozycji możliwy jest wzajemny obrót łączników w jednym kierunku, nieblokującym, o dowolny kąt (nawet do 180°) wynikający ze specyfiki konstrukcji, a element uchylny może być swobodnie zamknięty. W drugim kierunku, blokującym, wzajemny obrót łączników blokowany jest przez powierzchnię oporową na jednym łączniku, która ogranicza ruch trzpienia zamocowanego na drugim łączniku. Względne położenie powierzchni oporowej i trzpienia definiuje maksymalny kąt wychylenia łączników względem siebie.

Dla zablokowania obrotu ogranicznika w drugim kierunku, co jest głównym celem tego wynalazku, należy wymusić wzajemne zsunięcie się łączników przykładając siłę do jednego z ich zewnętrznych węzłów. Na drugim węźle pojawi się reakcja. Ze względu na obrotowy charakter tych węzłów kierunek sił jest zawsze równoległy do osi łączników. Ponadto na łączniki działa moment obrotowy wynikający z sił ciężkości o wartości uzależnionej od kąta ułożenia ogranicznika względem pionu. Dla ułożenia poziomego moment ten jest największy, natomiast w przypadku idealnego ułożenia pionowego jest równy zero. Zastosowanie prowadnic jarzmowych powoduje możliwość wsunięcia się

PL 217 313 B1 trzpienia do gniazda i pełne zablokowanie względnego obrotu łączników. Ponieważ czop przesunie się na drugi koniec prowadnicy jarzmowej, powstanie sztywny układ, blokujący całkowicie wszelki wzajemny obrót łączników.

W przypadku stosowania ogranicznika obrotu w układzie z elementem uchylnym o osi obrotu poziomej, w którym ogranicznik w pełni rozwarty znajduje się również w pozycji poziomej a jego kierunek blokujący ma zwrot zgodnie z działaniem siły grawitacji, moment obrotowy wynikający z tejże siły jest wystarczająco znaczący, aby ogranicznik zawsze samoczynnie blokował się podczas zamykania elementu uchylnego.

W przypadku jednak, kiedy ogranicznik w pełni rozwarty znajduje się w pozycji niepoziomej, w skrajnym przypadku zbliżonej do pionowej, to moment obrotowy wynikający z siły grawitacji jest nieznaczny. W przypadku prowadnic jarzmowych ułożonych równolegle do osi łącznika ryzyko niestabilności układu poprzez wybór w sposób niekontrolowany kierunku obrotu łączników względem siebie jest znaczne. W przypadku prowadnic umieszczonych pod kątem do osi łącznika ryzyko to jest wyeliminowane.

Ogranicznik obrotu w przykładzie wykonania, w pozycji zablokowanej zamocowany do elementu uchylnego oraz ramy stałej, przedstawiono na rysunku fig. 1. Rysunek fig. 2 przedstawia ogranicznik obrotu w stanie rozstrzelonym. Na rysunku fig. 3 pokazano ogranicznik obrotu w położeniu w pełni rozwartym przed zablokowaniem, natomiast na rysunku fig. 4, ogranicznik obrotu w położeniu zablokowanym.

W przykładzie wykonania pokazanym na rysunkach ogranicznik obrotu 1, ograniczający i blokujący ruch obrotowy elementu uchylnego 2 względem ramy stałej 3, składa się dwóch sztywnych elementów wykonanych korzystnie z płaskownika - łącznika 4 i łącznika 5 - połączonych ze sobą obrotowo-przesuwnie za pomocą złącza jarzmowego. Pierwszy łącznik 4 na jednym końcu posiada otwór, który służy do obrotowego połączenia z ramą stałą 3 lub elementem uchylnym 2 w zależności od wybranego kierunku blokującego. Na drugim końcu ten łącznik 4 ma prowadnicę jarzmową 6 wykonaną kątowo, pod kątem α, w stosunku do osi tego łącznika 4, oraz gniazdo 7 wykonane na przedłużeniu tegoż łącznika 4. Jedna z krawędzi gniazda 7 jest przedłużona i pełni funkcję powierzchni oporowej 8.

Drugi łącznik 5, podobnie jak pierwszy łącznik 4, na jednym końcu posiada otwór służący do obrotowego połączenia z ramą stałą 3 lub elementem uchylnym 2. Na drugim końcu drugi łącznik 5 ma czop 9 współpracujący obrotowo-przesuwnie z prowadnicą jarzmową 6. Wzajemne położenie czopa 9 i prowadnicy jarzmowej 6 definiuje oś obrotu łączników względem siebie. Dla pełnego zablokowania wzajemnego obrotu łączników wykorzystywany jest rygiel, na który składa się gniazdo 7 wykonane w pierwszym łączniku 4 oraz trzpień 10 umieszczony pomiędzy czopem 9 i węzłem obrotowym drugiego łącznika 5, czyli otworem na drugim jego końcu, w odległości dopasowanej do dystansu pomiędzy gniazdem 8 i prowadnicą jarzmową 6 w pierwszym łączniku 4.

Konstrukcja ogranicznika obrotu pozwala na półpełny wzajemny obrót łączników względem osi czopa 9 w kierunku nieblokującym. Oznacza to, że łączniki z położenia w pełni rozwartego, pokazanego na rys. fig. 3, mogą się obrócić o 180°, do położenia złożonego, niepokazanego na rysunkach. W kierunku przeciwnym zaś, wzajemny obrót łączników z pozycji wg rysunku fig. 3, jest ograniczony przez powierzchnię oporową 8, która ogranicza łukowy ruch trzpienia 10 względem osi czopa 9, których względne położenie definiuje maksymalny kąt wychylenia łączników względem siebie. Zaryglowanie, czyli zablokowanie obrotu ogranicznika w obu kierunkach, następuje po wymuszeniu wzajemnego zsunięcia się łączników przykładając siłę do ich zewnętrznych obrotowych węzłów, co ma miejsce podczas zamykania elementu uchylnego 2. Zastosowanie prowadnicy jarzmowej 6 powoduje możliwość wsunięcia się trzpienia 10 do gniazda 7 i pełne zablokowanie względnego obrotu łączników. Czop 9 przesunie się na drugi koniec prowadnicy jarzmowej 6, powstanie sztywny układ, blokujący całkowicie wszelki wzajemny obrót łączników.

Zastosowanie kątowego (kąt α) ustawienia osi prowadnicy jarzmowej 6 względem osi pierwszego łącznika 4 powoduje, przy wspomaganiu nawet niewielkim momentem obrotowym, wynikającym np. z wypadkowych sił ciężkości łączników, samoczynne ustawianie się ogranicznika obrotu 1 w pozycji zablokowanej. Odblokowanie następuje po wzajemnym rozsunięciu łączników. Taka funkcjonalność ogranicznika obrotu 1 umożliwia bezpieczne zastosowanie go np. w obrotowych oknach dachowych bądź klapach wyłazów, gdzie środek masy elementu uchylnego 2 znajduje się poniżej jego osi obrotu, innymi słowy element uchylny jest otwierany ku górze. W takim przypadku zablokowanie elementu uchylnego w pozycji otwartej następuje samoczynnie, a odblokowanie i możliwość zamknięcia następuje po jego maksymalnym odchyleniu. W tej pozycji elementu uchylnego 2, ogranicznik obrotu

PL 217 313 B1 znajduje się w położeniu w pełni rozwartym, pokazanym na rysunku fig. 3. Odblokowanie ogranicznika obrotu 1 i umożliwienie zamknięcie elementu uchylnego 2, możliwe jedynie w tej pozycji ogranicznika obrotu, następuje po ręcznym zainicjowaniu jego obrotu w kierunku przeciwnym do kierunku blokującego. Pełne złożenie ogranicznika możliwe jest dzięki wykonaniu przetłoczenia 11, które umożliwia wprowadzenie trzpienia 10 w zwolnione miejsce bez osłabienia wytrzymałości mechanicznej pierwszego łącznika 4.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Ogranicznik otwarcia elementu uchylnego konstrukcji dachowej lub fasadowej, połączonego obrotowo z ramą stałą o niepionowej osi obrotu, z momentem obrotowym działającym w kierunku zamykającym, blokujący obustronny obrót elementu uchylnego w położeniu otwartym, o działaniu opartym na zasadzie nożycowego składania się dwóch sztywnych łączników połączonych ze sobą ruchomo na czopie współpracującym z prowadnicą, tworzących płaski układ kinematyczny, z jednym łącznikiem połączonym obrotowo z ramą stałą i z innym łącznikiem połączonym obrotowo z elementem uchylnym, znamienny tym, że prowadnica jarzmowa (6), usytuowana w pierwszym łączniku (4), z którą współpracuje czop (9) umocowany w drugim łączniku (5) tworząc z nią obrotowo-przesuwną parę kinematyczną, ma oś wzdłużną usytuowaną kątowo, pod kątem (α) względem osi wzdłużnej jej łącznika (4).
2. 2. Ogranicznik otwarcia według zastrzeż. 1, znamienny tym, że jeden z łączników (4), (5) ma trzpień (10) o osi korzystnie równoległej do osi czopa (9) a odpowiednio drugi z łączników (4), (5) na swym przedłużeniu ma wycięcie tworzące gniazdo (7) dla trzpienia (10).
3. 3. Ogranicznik otwarcia według zastrzeż. 2, znamienny tym, że łącznik (4) z prowadnicą jarzmową (6) ma na swobodnym końcu powierzchnię oporową (8) ograniczającą ruch trzpienia (10) w kierunku blokującym obrót.
4. 4. Ogranicznik otwarcia według zastrzeż. 2 albo 3, znamienny tym, że środek geometryczny gniazda (7) nie pokrywa się z osią pierwszego łącznika (4).
5. 5. Ogranicznik otwarcia według zastrzeż. 1, znamienny tym, że w pozycji zablokowanej oś pierwszego łącznika (4) jest nierównoległa do osi drugiego łącznika (5).