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Die
Erfindung betrifft eine Sicherungsschere, vorzugsweise Falzschere
für einen
um eine horizontale Achse schwenkbaren Flügel eines Fensters oder dergleichen,
vorzugsweise Kippflügel,
die einerseits am Flügel
und andererseits am Blendrahmen gelenkig gelagert ist.
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Derartige
Sicherungsscheren bzw. Sicherheitsscheren werden vorzugsweise bei
Oberlicht-Kippflügeln
eingesetzt, in der Regel zusätzlich zu
einer über
einen Handhebel oder motorisch über einen
Elektromotor angetriebenen Öffnerschere.
Sie dienen insbesondere als sogenannte Fang- und Putzscheren zur
Sicherung gegen ein Abstürzen
des Flügels,
vorzugsweise für
den Fall, daß die Öffnerschere
zum Putzen ausgehängt
wird oder die Öffnerschere
bricht.
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Eine
solche Sicherungsschere ist z. B. aus
DE 32 02 389 A1 bekannt. Es handelt sich
dort um eine Teleskopschere mit zwei Teleskoplenkern, die verschiedene
Endanschläge
aufweisen, um den Flügel
in einer Fangstellung und in einer Putzstellung zu halten.
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Aus
der
DE 28 12 894 A1 ist
eine Sicherheitsschere bekannt, die zwei gelenkig verbundene Lenker
aufweist, welche mit einer Sperrklinke zusammenwirken, über die
der Flügel
ebenfalls in einer Fangstellung und in einer Putzstellung feststellbar
ist.
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Nachteilig
bei diesen bekannten Sicherungsscheren ist, daß sie bei schwereren Flügeln versagen.
Insbesondere bei dynamischer Belastung der Scheren treten Überlastungen
in den Lager- und Gelenkstellen auf, was zum Bruch oder zu Deformationen
der Schere führen
kann. Bei stärkerer
Dimensionierung der Schere ergibt sich eine unerwünschte Vergrößerung der
Baugröße, insbesondere,
wenn die Sicherungsschere im Falz eingesetzt wird, ist die Baugröße limitiert.
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Aus
der
DE 40 21 779 A1 sind
Sicherungsscheren bekannt, die ein Bauteil aufweisen, das dynamische
Energie des öffnenden
Flügels
in elastische Verfor mungsarbeit umwandelt. Es handelt sich um Scheren,
bei denen ein Lenker elastisch aus Kunststoffmaterial oder Wellblech
ausgebildet ist oder eine elastische Dämpfungshülse zwischen den Scherenlenkern
angeordnet ist.
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Aus
der
DE 40 16 757 A1 ist
eine Sicherungsschere bekannt, bei der die Lenker mit einer Reibbremse
zusammenwirken. Die Reibbremse ist als federbelasteter Bremsklotz
ausgebildet. Für
eine einwandfreie Funktion ist eine genaue Einstellung der Reibbremsen
erforderlich. Ferner müssen
die Reibflächen
sauber gehalten und auf Verschleiß überprüft werden.
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Aus
der
US 49 07 679 ist
eine Vorrichtung zum Fangen einer schnell drehenden Welle eines Rolltors
bekannt, mit einem in einem asymmetrischen Klemmring aufgenommen
gezahnten Bremsrad. Bei übermäßiger Geschwindigkeit
des Bremsrads greift dabei eine Sperrklinke zum Fangen der Welle
in die Verzahnung des Bremsrades ein.
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Die
US 53 23 568 A zeigt
eine Sperre für
eine Schwenkarmhalterung eins Fensters, wobei gelenkig miteinander
verbundene Schwenkarme in Geschlossenlage des Fensters so aneinander
anliegen, dass eine schwenkbar in einer gemeinsamen Drehachse der
Schwenkarme angeordnete Sperre in ein an einem der Schwenkarme angeordnetes
Halteorgan zur Verriegelung des Fensters eingreift.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sicherungsschere der
eingangs genannten Art zu entwickeln, die robust aufgebaut ist und
auch bei schweren Fenstern sicher funktioniert.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem
Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
Die Bremse wird über
die auftretenden Kräfte
in Wirkstellung eingeschaltet, wodurch die Schere blockiert wird,
z. B. durch Blockierung der Scherenlenker. Die Bremse bringt die
erforderliche Sicherheit auch bei dynamischer Belastung der Sicherungsschere.
Mit der Schere kann der Flügel
nicht nur in geöffneter
Stellung gehalten werden, sondern auch beim Abstürzen sicher aufgefangen werden.
Die Bremse kann selbsttätig
wirken, abhängig
von der Geschwindigkeit des Flügels.
Die zur Steuerung dienende dynamische Kraft kann insbesondere durch
die Formgebung einer Führung
bzw. Führungsbahn
in der Schere oder Bauteilen der Schere und/oder durch die Relativgeschwindigkeit
von zueinanderbewegten Bauteilen der Schere und/oder durch die Masse
der Schere bzw. Bauteile der Schere bestimmt werden. Die dynamische
Kraft kann mit der Schwerkraft der Schere bzw. Bauteilen der Schere
zusammenwirken, je nach Ausbildung der Schere oder Einbaugeometrie
wirken die dynamische Kraft und die Schwerkraft in verschiedene
Richtungen. oder in gleiche Richtung.
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Die
Bremse kann bei unterschiedlichen Bauarten der Sicherungsschere
realisiert werden, z. B. bei Teleskopscheren mit zwei Teleskoplenkern
oder auch bei Sicherungsscheren mit zwei gelenkig verbundenen Lenkern.
Besonders kompakte Ausführungen
werden erhalten, wenn die Bremse im Bereich eines Gelenklagers und/oder
eines Scherengelenks und/oder einer Teleskopführung der Sicherungsschere
angeordnet ist.
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Die
Bremse kann nach einem dynamischen oder einem statischen Rastprinzip
arbeiten, welches jeweils über
Zusammenwirken der dynamischen Kraft und der Schwerkraft der Schere
bzw. Bauteile der Schere gesteuert wird. Beim dynamischen Rastprinzip
erfolgt eine Verrastung nur bei Überschreiten einer.
bestimmten Relativgeschwindigkeit der Schere bzw. Scherenbauteile,
d. h. wenn der Flügel
schnell bewegt wird. Bei dem dynamischem Rastprinzip ist die Bremse
so ausgebildet, daß die
dynamische Kraft und die Schwerkraft in unterschiedlichen Richtungen wirken.
Bei dem statischen Rastprinzip wirken die dynamische Kraft und die
Schwerkraft zusammen in dieselbe Richtung, also jeweils nach unten.
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Bei
bevorzugten Ausführungen
weist die Bremse eine Rasteinrichtung mit mindestens einer Raststelle
und mindestens einem Rasteingriffsglied auf. Die Verrastung erfolgt
nach dem zuvor beschriebenen dynamischen oder dem statischen Rastprinzip.
Die Richtung der dynamischen Kraft ergibt sich aus der Bewegungsrichtung
des Rasteingriffsglieds, z. B. durch geeignete Form und Richtung
einer Führungskurve
des Rasteingriffsglieds. Vorzugsweise weist die Rasteinrichtung
mehrere nacheinander zum Eingriff kommende hintereinander angeordnete Raststellen
auf. Damit werden verschiedene Fangstellungen bzw. Lüftungsstellungen
realisiert, so daß der
Flügel
stufenweise in unterschiedlichen Öffnungsstellungen feststellbar
ist. Es können
somit auch unterschiedliche Putzstellungen eingestellt werden.
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Bei
weiteren bevorzugten Ausführungen weist
die Rasteinrichtung mehrere Rasteingriffsglieder auf, die in separaten
Raststellen nacheinander oder simultan gleichzeitig eingreifen.
Damit wird ein sicheres Abfangen und stabiles Feststellen auch bei schweren
Flügeln
möglich.
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Der
Anspruch 11 gibt eine besonders kompakte Bauweise. Der Anspruch
12 gibt konstruktiv besonders einfache Ausführungen mit zwei Lenkern, wobei
an dem einen Lenker eine Führungsbahn
und an dem anderen Lenker ein in der Führungsbahn geführter Führungsbolzen
angeordnet ist und die Führungsbahn
mindestens eine vorzugsweise hinterschnittene Rastaufnehmung aufweist,
in die der Führungsbolzen
einrastbar ist. Besonders funktionssichere und konstruktiv einfache
Ausführungen
der Führungsbahn
ergeben sich aus den Ansprüchen
13 bis 25.
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Kostenmäßig besonders
vorteilhaft sind Ausführungen
gemäß Anspruch
26, bei denen die Sicherungsschere zwei Lenker aufweist, die als
identische Bauteile ausgebildet sind.
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Die
Erfindung wird nun an einem Ausführungsbeispiel
anhand der Figuren näher
erläutert. Dabei
zeigen
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1 eine
schematische Frontansicht eines Fensters mit Kippflügel mit
einem Oberlichtöffner
und erfindungsgemäßen Sicherheitsscheren
bei geschlossenem Flügel;
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2 eine
schematische Seitenansicht des Fensters in 1, jedoch
bei geöffnetem
Flügel
und ausgehängter Öffnerschere;
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3 einen
vergrößerten Ausschnitt
im seitlichen Falz in 1 mit der Sicherheitsschere
bei geschlossenem Flügel;
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4 eine
schematische Saitenansicht in Richtung Pfeil IV in 3;
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5 eine
schematische Seitenansicht entsprechend 4 eines
einzelnen Lenkers der Sicherheitsschere.
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6 eine
vergrößerte Darstellung
in 2, Sicherheitsschere bei geöffnetem Flügel
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Das
in 1 dargestellte Fenster weist einen Kippflügel 1 auf,
der an seiner unteren horizontalen Kante in am Blendrahmen 2 befestigten
Kippbändern 3 gelagert
ist.
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Zur
Betätigung
des Kippflügels
1 ist
ein herkömmlicher
Oberlichtöffner
montiert, bestehend aus einer Öffnerschere
4,
einem am Blendrahmen
2 geführten Stellgestänge
5 und
einem Handhebel
6. Ein solcher Oberlichtöffner ist
z. B. aus der
DE 31
40 855 A1 und
DE
81 17 209 U1 -
Im
Falzraum zwischen den vertikalen Holmen des Blendrahmens 2 und
des Flügelrahmens 7 ist
an beiden Seiten des Flügels
je eine Sicherungsschere 10 angeordnet. Sie halten den
Flügel
bei ausgehängter Öffnerschere 4,
wie in 2 dargestellt ist. In dem dargestellten Fall sind
zwei Sicherungsscheren 10 an dem Fenster montiert.
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Alternativ
ist es auch möglich,
daß nur
eine Sicherungsschere 10, z. B. im linken Falzraum oder im
rechten Falzraum, montiert ist.
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Im
folgenden wird Aufbau und Funktion der Sicherungsschere
10 näher beschrieben.
Es handelt sich um eine Teleskopschere mit zwei Teleskoplenkern
11,
12.
Beim Öffnen
und Schließen
des Fensters, d. h. wenn der Kippflügel
1 in Kippstellung
bzw. Schließstellung
bewegt wird, werden die Teleskoplenker
11,
12 relativ
zueinander jeweils in ihrer Längsrichtung
zwangsweise verschoben und zwar beim Öffnen voneinander weg und beim
Schließen zueinander
hin. Die Lenker
11,
12 sind über eine Längsführung miteinander verbunden.
An ihren freien Enden sind sie am Blendrahmen
2 bzw. am
Flügelrahmen
7 angelenkt.
Sie weisen hierfür
jeweils an dem freien Ende ein Lager
11a bzw.
12a auf.
Bei dem Ausführungsbeispiel
ist das untere Lager
11a, das am Lenker
11 angeordnet
ist, am Flügelrahmen
7 und das
obere Lager
12a, das am Lenker
12 angeordnet ist,
am Blendrahmen
2, befestigt. Die konstruktive Gestaltung
dieser Lager
11a,
12a ist an sich bekannt, z.
B. wie in
DE 40 21
779 A1 beschrieben.
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Wie
in 3 zu erkennen ist, weist das Lager 11a einen
Gelenkstift 11b auf, der mit dem Lenker 11 vernietet
ist. Der Gelenkstift 11b ist an einer Befestigungslasche 11c fixiert,
die mit dem Flügelrahmen 7 über zwei
Befestigungsschrauben verschraubt ist. Zusätzlich greift der Gelenkstift 11b mit
seinem vom Lenker 11 abgewandten Ende in eine Bohrung im
Flügelrahmen 7 ein,
so daß eine
sichere Verankerung erreicht wird. Das Lager 12a des Lenkers 12 ist entsprechend
aufgebaut und in entsprechender Weise im Blendrahmen 2 verankert.
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Die
Lenker 11 und 12 sind identisch ausgebildete Bauteile.
Jeder Lenker besteht aus einem Flachstab mit einer in Lenkerlängsrichtung
verlaufenden im wesentlichen zickzackartigen Führungskurve 21. Die
Führungskurve
ist jeweils als Schlitz im Lenker 11 bzw. 12 ausgebildet.
Der Schlitz ist zwischen zwei gegenüberliegenden im wesentlichen
wellenförmigen
Längsrändern 22, 23 gebildet.
Sie weisen jeweils periodisch aufeinanderfolgende Berge und Täler auf,
wobei die Berge des Längsrands 22 den
Tälern
des Längsrands 23 einander
zugewandt gegenüberliegen.
Die Längsränder 22, 23 sind
jedoch nicht identisch ausgebildet, d. h. die Berge und Täler des Rands 22 sind
anders ausgebildet als die des Rands 23.
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In
dem Rand 22 sind in den Tälern Rastausnehmungen 22a ausgebildet,
die in Lenkerquerrichtung hinterschnitten und in jedem Lenker 11, 12 lediglich
in einer Richtung in Lenkerlängsrichtung
offen sind und zwar im oberen Lenker 12 nach oben zum Lager 12a hin
und im unteren Lenker 11 nach unten zum Lager 11a hin
offen sind. Dadurch entsteht eine sägezahnförmige Kontur des Längsrands 22.
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Der
Längsrand 23 ist
im wesentlichen sinusförmig
ohne Hinterschneidungen in Lenkerquerrichtung.
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Die
Lenker 11, 12 sind so angeordnet, daß in der Öffnungsstellung
des Flügels,
wie in 6 zu erkennen ist, bei beiden Lenkern 11, 12 der
obere Längsrand
als der sägezahnförmige Längsrand 22 mit
Rastausnehmungen 22a und der untere Längsrand als der wellenförmige Längsrand 23 ohne Rastausnehmungen
ausgebildet ist.
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An
den einander zugewandten Enden der Lenker 11, 12 ist
jeweils ein Führungsbolzen 111 bzw. 112 angebracht.
Es handelt sich jeweils um einen Nietbolzen, der an seinem einen
Ende in dem flachstabförmigen
Körper
des Lenkers 11 bzw. 12 fest eingenietet ist und
mit seinem freien Ende von der Frontfläche des Lenkers auskragend übersteht.
Der Nietbolzen 111, 112 durchgreift mit seinem
freien überstehenden
Ende den Führungsschlitz 21 des
Lenkers 12 bzw. 11.
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Er
trägt an
seinem äußersten
Ende einen scheibenförmigen,
den Führungsschlitz übergreifenden
Kopf 111a bzw. 112a. Die Lenker 11, 12 liegen mit
ihren einander zugewandten Frontflächen aufeinander und gleiten
mit diesen Flächen
aufeinander. Der übergreifende
Kopf 111a des mit dem Lenker 11 vernieteten Führungsbolzens 111 übergreift
den Schlitz 21 auf der vom Lenker 11 abgewandten
Oberseite des Lenkers 12. Der Kopf 111a gleitet
dabei mit seiner Unterseite auf der Oberseite des Lenkers 12. Eine
Unterlagscheibe ist zwischen dem Kopf 111a und dem Lenker 12 zwischengeschaltet.
In völlig analoger
Weise übergreift
der Kopf 112a des Führungsbolzens 112 die
vom Lenker 12 abgewandte Seite des Lenkers 11 und
gleitet auf dieser.
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Aufgrund
der oben beschriebenen speziellen Ausgestaltung der Längsränder 22, 23 ergibt
sich ein spezieller regelmäßiger, periodischer
Zickzackverlauf des Schlitzes 21. Zu erwähnen ist
noch, daß lediglich
an den beiden Enden der Schlitz keinen Zickzackverlauf, sondern
geradlinigen Verlauf aufweist. Der Schlitz 21 hat also
zwei gerade Endabschnitte 21a, 21b. Diese Endabschnitte 21a, 21b verlaufen zentral
in Lenkerlängsrichtung.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
entspricht die Länge
der geraden Schlitzabschnitte 21a, 21b ca. der
Länge von
1 bis 2 Perioden des Zickzackverlaufs.
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Im
folgenden wird die Arbeitsweise der Sicherungsscheren 10 beschrieben:
Im
normalen Betrieb wird der Kippflügel 1 über den Oberlichtöffner betätigt. Dies
erfolgt durch Schwenken des Handhebels 6, wodurch über das
Gestänge 5 die
aktive Schere 4 bewegt wird und damit der Kippflügel aus
seiner Schließstellung
in eine Kipp-Lüftungsstellung
geschwenkt werden kann und umgekehrt aus dieser Kipp-Lüftungsstellung
in die Schließstellung
zurückgestellt
werden kann.
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Bei
diesem Schwenken des Flügels
zwischen Kipp-Lüftungsstellung
und Schließstellung werden
beim Öffnen
und Schließen
des Flügels
die passiven Sicherheitsscheren 10 zwangsweise teleskopartig
mitbewegt. Die Führungsbolzen 111, 112 laufen
dabei in den geraden Endabschnitten 21a, 21b des
Schlitzes 21 im Lenker 12 bzw. 11 gleitend behinderungsfrei
in Lenkerlängsrichtung.
Die Lenker 11, 12 führen dabei eine teleskopische
Schiebebewegung in Lenkerlängsrichtung
aus.
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Um
den Kippflügel über die
normale Kipp-Lüftungsstellung
hinaus öffnen
zu können,
z. B. zum Putzen des Flügels,
ist die Öffnerschere 4 von dem
am Flügelrahmen 7 festen
Flügelbock
lösbar. Der
Kippflügel
kann nun von Hand in eine größere Kipp-Öffnungsstellung
geführt
werden. Dabei werden die Lenker 11, 12 der Sicherheitsschere
weiter teleskopartig auseinanderbewegt. Die Führungsbolzen 111, 112 laufen
dabei in dem zickzackartigen Abschnitt des Schlitzes 21 im
Lenker 12 bzw. Lenker 11. Wenn der Kippflügel nun
schnell in Öffnungsrichtung gefahren
wird, laufen die Führungsbolzen 111, 112 unter
Wirkung der dynamischen Kraft geführt durch den Schlitz 21,
insbesondere durch die Nase des unteren Längsrands 23 in die
Rastausnehmung 22a hinein, da die dynamische Kraft im Verhältnis zu
der nach unten gerichteten Schwerkraft ausreichend groß ist. Es
erfolgt somit ein verrastender Eingriff der Führungsbolzen 111, 112 in
den Rastausnehmungen 22a im Führungsschlitz 21 des
Lenkers 11 bzw. 12. Die beiden Führungsbolzen 111, 112 verrasten
jeweils gleichzeitig oder simultan in den jeweils zugeordenten Rastausnehmungen 22a.
Die Rastausnehmungen 22a weisen jeweils eine Öffnung auf,
die in die Bewegungsrichtung, die der Führungsbolzen 111, 112 unter
Wirkung der dynamischen Kraft beim Öffnen ausführt, gewandt ist und mit Abstand
zur Längsmittellinie
des Schlitzes 21 und zwar an dessen oberem Längsrand 22 angeordnet
ist. Erst wenn der Flügel
wieder etwas angehoben wird, d. h. ein Stück in Schließstellung
bewegt wird und die Lenker 11, 12 parallel gestellt
wurden, kann er darauf wieder weiter in Öffnungsrichtung bewegt werden.
Bei schneller Beschleunigung erfolgt nun ein Rasteingriff der Führungsbolzen 111, 112 in
der nächsten
Ausnehmung 22a usw. Der Öffnungsvorgang erfolgt somit
also stufenweise. Dies bedeutet, daß der Flügel jeweils nur von einer Rastaufnahme 22a in
die andere Rastaufnahme 22a kontrolliert fällt.
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Die
Bremse arbeitet bei dieser Anordnung also nach dem zuvor beschriebenen
dynamischen Rastprinzip.
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Lediglich
wenn der Flügel
entsprechend langsam von Hand in die Aufrichtung geführt wird,
erfolgt der Eingriff nicht, da dann nur geringere dynamische Kraft
auftritt, die für
den Eingriff nicht ausreicht und die Schwerkraft überwiegt.
Dies bedeutet, daß bei
langsamem Öffnen
von Hand die Führungsbolzen 111, 112 in
dem zickzackförmigen
Führungsschlitz 21 im
wesentlichen in der Lenkerlängsrichtung
am unteren Längsrand 23 geführt werden.
Hierbei führen
die Lenker 11, 12 eine Taumelbewegung, d. h. mit
den Zickzackperioden alternierende Schwenkbewegung um die Gelenkachsen
der Lager 11a, 12a aus. Aufgrund der langsamen
Führung
des Flügels
in Auf-Richtung und des damit sich ergebenden Verhältnisses
von Schwerkraft und dynamischer Kraft rasten sie dabei nicht in
den hinterschnittenen Ausnehmungen 22a ein.
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Dies
ermöglicht
es, die Sicherungsschere an einem Flügel mit einem elektromotorischen Öffner beliebiger Öffnungsweite
einzusetzen, vorausgesetzt, daß der
Motor hinreichend langsam öffnet.
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Aufgrund
der speziellen Ausbildung der Längsränder 22, 23,
die keine in Schließrichtung
offenen Rastausnehmungen aufweisen, erfolgt beim Schließen des
Flügels
kein Rasteingriff der Führungsbolzen 111, 112,
solange der Flügel
in Schließbewegung
bewegt wird. Lediglich bei Bewegung in Öffnungsrichtung erfolgt dann
wieder der Eingriff, vorausgesetzt, daß die Öffnungsgeschwindigkeit zur Bildung
der erforderlichen dynamischen Kraft ausreicht.
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Eine
andere Funktionsweise – nämlich nach dem
statischen Rastprinzip – ergibt
sich, wenn die Schere 10 so eingebaut wird, daß der sägezahnförmige Längsrand 22 mit
den Rastausnehmungen 22a unten und der wellenförmige Längsrand 23 oben liegt.
Dies kann z. B. dadurch realisiert werden, daß in 1 die linke
Schere 10 im rechten Falzraum und die rechte Schere 10 im
linken Falzraum eingebaut wird. Nun erfolgt sowohl bei langsamer
als auch bei schneller Öffnungsbewegung
die Verrastung in jeder Rastausnehmung 22a. Beim Öffnungsvorgang
des Flügels
kommen alle Raststellungen nacheinander selbsttätig in Eingriff. Sie müssen jeweils
nacheinander von Hand durch Anheben des Flügels und Parallelstellen der
Lenker 11, 12 gelöst werden. Der Öffnungsvorgang
erfolgt somit also stufenweise. Beim Öffnen kommt zunächst die
erste Raststellung in Eingriff. Sie wird von Hand gelöst. Danach
kann der Flügel
eine Stufe weiter geöffnet
werden, bis die zweite Stellung in Eingriff kommt. Sie wird von
Hand wieder gelöst,
danach kann der Flügel
wiederum eine weitere Stufe weiter geöffnet werden usw.