Die Erfindung betrifft einen Laufwagen mit höhenverstellbarer Lagereinheit (eine Höhenverstellung erlaubende/ermöglichende Lagereinheit) für einen Flügel als Abstellschiebetür oder -Fenster. Ein an dem Laufwagen schwenkbar angeordneter Ausstellarm wird höhenverstellbar mit einem an einem unteren Flügelprofil (Flügelrand) anbringbaren Stützprofil verbunden bzw. gekoppelt. Ebenso erfasst die Erfindung ein Verfahren des Arbeitens dieser Lagereinheit.

Lagereinheiten für Abstellflügel sind bekannt und dienen dazu, bei der Montage auftretende oder festgestellte Toleranzen durch geringes Anheben oder Absenken des genannten Flügels auszugleichen, vgl. für große Türen (Hangartüren) die US-A1,899,175 (Willard).

Für parallel abstellbare Flügel ist eine solche Lagereinheit aus der EP-A1 378 624 (Siegenia) bekannt, bei der ein Lagerbolzen, dessen unteres Ende fest mit dem Ausstellarm verbunden ist, an seinem oberen Ende mit einer radial mehrfach abgestuften axialen Einsenkung (als Senkloch) versehen ist, in die ein Zapfen-Verstellelement eingreift, wobei zwischen dem Boden der Einsenkung und der flachen Unterseite des Verstellelements eine Kugel angeordnet ist, auf der sich das - in einer Gewindeöffnung eines mit dem Flügelrahmen fest verbundenen Gehäuseteils (dort 20) schraubbare - Verstellelement im wesentlichen punktförmig axial abstützt. Das Verstellelement, das die Flügellast auf den Lagerbolzen überträgt, kann nur eine - gegenüber dem Bolzen - vergleichsweise geringe radiale Abmessung aufweisen, da es bis zur Berührung mit der Kugel tief in das obere Ende des Lagerbolzens eintauchen muss. Dieses Element und die zugehörigen Gewindebereiche sind daher "hoch belastet". Es sind für die Teile somit hochwertige Materialien erforderlich.

In der genannten US-A1,899,175ist ein Laufrad für eine auf einer Spur geführte Tür gezeigt. Das Laufrad wird über eine Kugel an einem vertikal - durch ein Drehen - verstellbaren Einstellbolzen gestützt, dort Seite 2, Zeilen 9 bis 32.

Andere Arten von vertikalen Stützlagern in Scharnieren, die mit einer Stützkugel arbeiten, sind aus US 2,096,311 (Strough), AU-B63 582/86 (Highland Bond) und GB 2 071 201(Walter Pfäffli) bekannt.

Es ist Aufgabe der Erfindung eine höhenverstellbare Lagereinheit für einen Ausstellarm an einem Laufwagen vorzuschlagen, welche sowohl bezüglich der Herstellung wie auch bezüglich der einzusetzenden Materialien für ihre Teile einfach und kostengünstig ist. Dabei soll eine Tragfähigkeit oberhalb 150 kg bis hin zu 200 kg erreicht werden, bzw. erreichbar sein (für zwei Laufwägen oder zwei Lager, die einen Flügel tragen).

Diese Aufgabe wird mit Anspruch 1 oder 19, alternativ als Arbeitsverfahren nach Anspruch 17 gelöst.

Der Lagerbolzen ist mit seinem "unteren Ende" formschlüssig im Ausstellarm gehalten, insbesondere eingepresst. Sein "oberes Ende" ist im Durchmesser gegenüber dem Durchmesser des übrigen Lagerbolzens verringert und weist eine unflache (halbkugel- oder kegelförmige) Stirnfläche auf. Dieses "profilierte" Ende greift von unten in eine dem verringerten Durchmesser entsprechend angepasste Aufnahmeöffnung eines tragenden Lagerteils ein (Anspruch 1). Die Abstützung auf kleiner Fläche kann auch invertiert werden, wenn der Boden der Aufnahmeöffnung kleinflächig nach unten endet, und sich auf der Stirnfläche des Lagerbolzens abstützt (Anspruch 19). In beiden Fällen erfolgt die Kraftübertragung nach Art einer Spurzapfenlagerung, auf kleinster Fläche. Ein Vergleich der Krümmungsradien macht das anschaulich. Unten sind größere Radien, oder eine ebene Fläche, oben sind kleinere Krümmungsradien, bis zu einem spitzen Kegel.

Damit können die Abmessungen des tragenden Lagerteils und seine zur Verstellung dienenden Koppelelemente, wie Außengewinde, groß genug gewählt werden, um Axiallasten eines schweren Flügels sicher aufnehmen und auf den Lagerbolzen übertragen zu können, bspw. größer 150 kg bis 200 kg Flügelgewicht (das sich auf üblicherweise zwei Laufwagen aufteilt).

Eine offene Aufnahme an der Unterseite des tragenden Lagerteils ist als einfache zylindrische Ausnehmung mit glattem, ebenem Boden ausgebildet. Auch ohne gesonderte Kugel als Übertragungsglied kann die axiale Lastübertragung zwischen dem tragenden Lagerteil und dem Lagerbolzen kleinflächig bis praktisch punktförmig erfolgen. Das ist für eine Drehbewegung des Lagerbolzens gegenüber dem tragenden Lagerteil von Vorteil. Die kleine Fläche ist dabei entweder von oben oder von unten veranlasst oder vorgegeben (Ansprüche 1, 19).

Radiale Lager halten den Lagerbolzen drehbar und axial verschiebbar. Durch diese Lager wird das (radiale) Reibmoment stark herabgesetzt (Anspruch 4). Ihr Abstand kann zur Aufrechterhaltung der Achsrichtung groß gewählt werden (Anspruch 5, 14,15).

Da bei dieser Ausbildung nur sehr geringe Reibkräfte (beispielsweise in radialer/tangentialer Richtung) auf das tragende Lagerteil einwirken, kann auf eine aufwändige Sicherung gegen selbsttätiges Verdrehen bei der Schwenkbewegung des Ausstellarmes verzichtet werden. Die Reibung (das Reibmoment) wird durch die Spurzapfenlagerung gesenkt. Die Wirklinie der axialen Last fällt mit der Drehachse zusammen und der Wirkabstand der Reibung F_r geht gegen Null bzw. ist sehr nahe an der Achse. Dadurch wird das Reibmoment und die Reibleistung, wenn die Drehbewegung berücksichtigt wird, sehr gering. Dieses Reibmoment ist kleiner als ein Drehmoment, welches benötigt wird um das nach unten offene Lagerteil mit seinem Gewinde in dem Gewindeöffnung des Stützprofils zu bewegen. Somit braucht das Lagerteil nicht gegen Verdrehung gesichert zu werden.

Die beanspruchte Lagereinheit ist einfach im Aufbau, in der Herstellung und in der Montage und ihr tragendes Lagerteil kann aus weniger hochwertigen Werkstoffen (bspw. Zinkdruckguss) bestehen, insbesondere, wenn am Boden der nach unten offenen Aufnahme im tragenden Lagerteil eine Scheibe aus hochfestem Material zur Übertragung der Axialkräfte angeordnet wird (Anspruch 10), beispielsweise härtbarer Stahl, hoch legierter Stahl, Federstahl oder ein Sinterwerkstoff. Sie kann auch spitz nach unten auslaufen, um auf einer flächigeren Stirnfläche aufzusitzen.

Die innere Wand der nach unten offenen Aufnahmeöffnung ist bevorzugt im Wesentlichen zylindrisch. Allein eine quer verlaufende Aufnehmung für einen Sicherungsstift kann vorgesehen sein, um eine sichere Kopplung zu erreichen. Der Lagerbolzen wird so gegen ein Herausziehen aus der Aufnahmeöffnung des tragenden Lagerteils gesperrt (Anspruch 6). Ein "Sicherungsmaterial" ist insoweit ein Stift, ein Ring oder ein klemmender Werkstoff.

Bevorzugt für die geringe Reibung sind geeignete Materialpaarungen, das tragende Lagerteil aus Zinkgussdruck, sowie der Lagerbolzen aus härtbarem Stahl und die Druckplatte/Scheibe aus Keramik oder Sinterwerkstoff.

Die Druckplatte/Scheibe kann alternativ aus Federstahl gebildet werden. Nicht geeignet sind beispielsweise Kunststoffe oder Leichtmetalle.

Ein Spalt sorgt für einen nicht spürbaren Reibungsbeitrag (Anspruch 5, Anspruch 12) von der radialen Seite, so dass die Spurzapfenreibung alleine bestimmend ist. Die Reibbeträge der Nadelhülsen sind klein, bis ganz unerheblich. Die Platte oder Scheibe (Anspruch 10) dreht in der Regel nicht selbst gegenüber ihrer Lagerfläche (oben), stützt nur den Spurzapfen des Lagerbolzens ab (in unflacher Form auf der einen oder anderen Seite).

Die Buchse (Anspruch 13) hat die Radiallager vormontiert und kann in das Tragprofil eingeschoben werden, insbesondere eingesetzt werden. Tragarm und Achse wird dann montiert, durch die Nadellager hindurch, wobei das tragende Lagerteil mit eingesetztem Endabschnitt durch die Lager der Buchse geschoben werden. Es erfolgt dann ein Eindrehen dieses tragenden Lagerteils in das Gewinde des Tragprofils.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher beschrieben:

Figur 1

zeigt in perspektivischer Frontansicht die Kombination von Laufwagen, Ausstellarm und am - nicht dargestellten - Flügel befestigbarem Stützprofil, denen die höhenverstellbare Lagereinheit zugeordnet werden kann.

Figur 2

zeigt in senkrechtem axialem Schnitt Teile der Lagereinheit 10 mit einem Lagerbolzen 4.

Figur 3

zeigt in vergrößertem Maßstab den Eingriffsbereich zwischen tragendem Lagerteil 5 und einem erweiterten obere Endabschnitt des Lagerbolzens 4.

In Figur 1 sind die üblichen Teile gezeigt, denen die höhenverstellbare Lagereinheit 10 zugeordnet ist. Mit 1 ist ein mit dem unteren Rand des Flügelrahmens fest verbindbares Stützprofil bezeichnet, das über die Lagereinheit 10 mit dem darunter liegenden Ausstellarm 8 höhenverstellbar verbunden ist oder werden soll. Der Ausstellarm selbst ist mit seinem anderen Ende über ein Gelenk mit dem Laufwagen 11 verbunden. Der Laufwagen 11 wird über eine Stange S mit einem weiteren, beabstandeten Laufwagen gekoppelt. In Figur 1 ist von der Lagereinheit 10 nur die obere Kontur 17 für den Eingriff eines Verstellwerkzeuges zu sehen.

In Figur 2 sind die Teile der höhenverstellbaren Lagereinheit 10 - mit Ausnahme des Lagerbolzens 4 - in einer die Achse 100 des Lagerbolzens enthaltenden senkrechten Ebene geschnitten dargestellt. Wie ersichtlich, ist der Lagerbolzen 4 mit seinem unteren Abschnitt 4a formschlüssig in einer entsprechenden Aufnahme des Ausstellarms 8 gehalten, insbesondere eingepresst. Sein "mittlerer" Längenbereich 4b als Zwischenabschnitt ist in einer Axialbohrung 18 des Stützprofils, das vorzugsweise als Leichtmetall-Strangprofil ausgebildet ist, mittels zweier Radiallager 2a und 2b dreh- und axial verschiebbar gelagert.

Diese beiden Lager, die in Figur 2 als Nadelhülsen dargestellt sind, haben einen möglichst großen Abstand in Richtung der Achse 100. Der Abstand der Mitten der Lager ist größer als die Hälfte der Tiefe der Bohrung 18. Diese passt sich radial zwischen zwei vertikalen Schürzen 1a,1b des Hohlprofils ein. Eine eventuelle Zwischenwand 1c wird von der Bohrung 18 durchbrochen, die bis zum oberen Profilsteg 1d reicht.

Zur leichten Montage sind die beiden Lager 2a, 2b vorzugsweise in einer Buchse 3 vormontiert, die in die Bohrung 18 eingesetzt und mit ihrem unteren Bereich 3a in der Axialbohrung 18 des Stützprofils eingepresst verankert wird.

In seinem oberen Endbereich 4c ist der Lagerbolzen zu einem gegenüber dem axial belasteten Zwischenabschnitt 4b auf d2 verjüngten zylindrischen Abschnitt ausgebildet. Seine Stirnfläche 4d ist konvex oder kegelförmig profiliert gestaltet. Dies sind Beispiele von unflachen Formen, die eine kleine Stützfläche für eine Kraftübertragung eröffnen. Im Abstand von dieser Stirnfläche weist er eine umlaufende Nut 19 auf. Es ist ersichtlich, dass der Lagerbolzen 4 insgesamt eine einfache Gestaltung bei einem Durchmesser d1 im Zwischenabschnitt 4b aufweist, die sich in einfachen Bearbeitungsschritten herstellen lässt, auch bei Verwendung eines hochwertigen Stahls für den Lagerbolzen, der vorzugsweise gehärtet ist.

In axialer Fluchtung mit dem Lagerbolzen 4 ist in dem Stützprofil 1 ein tragender Lagerteil 5 verstellbar angeordnet. Dieses Lagerteil weist eine von seiner unteren Stirnfläche ausgehende zylindrische Aufnahme 12 mit ebenem Boden 14 auf. Die Aufnahme 12 ist in ihren radialen und axialen Abmessungen im Wesentlichen an die Außenabmessungen des auf d1 verjüngten Endabschnitts 4c des Lagerbolzens angepasst. Die Anpassung erfolgt nur bis zur Belassung eines umfänglichen Spalts. Es ist ersichtlich, dass das tragende Lagerteil 5, das im Bereich seines oberen Endes die Kontur 17 zum Eingriff eines Verstellwerkzeuges aufweist, ein generell - das heißt außen wie innen - einfaches, leicht herzustellendes Profil aufweist.

Das tragende Lagerteil 5 hat einen Außendurchmesser d15, welcher nicht ganz dem des Lagerbolzens 4 in seinem Mittelabschnitt 4b entspricht. Damit wird erreicht, dass das Lagerteil 5 die vom Flügel verursachte Belastung in dem - auf seiner Außenseite vorgesehenen - Verstellgewinde 15 aufnehmen und über eine kleinflächige, insbesondere punktförmige Kontaktstelle mit dem Kopfprofil 4d des Lagerbolzens 4 auf diesen übertragen kann. Besonders vorteilhaft ist das leicht und sicher möglich. Bei kleiner Fläche ergibt sich keine hohe Reibkraft trotz hoher Axiallast.

Der Lagerteil 5 braucht nicht aus einer hochwertigen Legierung hergestellt zu werden, insb. dann nicht, wenn zwischen seiner Bodenfläche 14 und dem Kopfprofil 4d des Lagerbolzens eine Scheibe 6 aus hochfestem Material angeordnet ist, wie dies die Figur 2 und Figur 3 zeigen. Als Werkstoffe eignen sich gesinterte Materialien, ggf. auch selbst schmierende Plattenstücke für eine weitere Reibungsverringerung. Der Boden 14 ist eben und drückt entweder direkt oder über die Scheibe 6 auf einen nur kleinen Bereich der unflachen Kopffläche 4d am oberen Ende des oberen Endabschnitts 4c. Gleiches ist auch umgekehrt zu realisieren, ohne gesonderte Darstellung. Die Scheibe hat ein spitz nach unten auslaufendes Ende, beispielsweise einen Kegel, oder eine Halbkugel, die kleinflächig auf einer nach oben weisenden Stirnfläche des Lagerbolzens aufsitzt.

Die zuvor schon erwähnte umlaufende Nut 19 im verjüngten Kopfteil 4c des Lagerbolzens dient zum Einbringen eines die Unverlierbarkeit des Lagerbolzens sichernden Materials, z.B. in Form eines in Figur 2 gezeigten handelsüblichen Spannstiftes 21, dessen Durchmesser etwas kleiner als die Nut ist, oder in Form eines Sicherungsringes (nicht gezeigt), oder in Form von in die Nut eingepressten Materials. Der Stift 21 sitzt in einer Querbohrung 20 auf der Höhe der Nut 19, aber im tragenden Lagerteil 5.

Die Höhenverstellung - als Arbeitsverfahren - erfolgt durch entsprechendes Drehen des Lagerteils 5 in dem Gewinde 16 einer axialen Durchbrechung im Stützteil 1. Von Vorteil ist, wenn der Außendurchmesser des Lagerteils 5 geringfügig kleiner ist, als der Durchmesser d2 des Mittelbereichs 4b des Lagerbolzens 4. Dadurch wird gewährleistet, dass bei einer axialen Verstellbewegung weit nach axial unten das Lagerteil 5 ohne weiteres in das obere Radiallager 2a eintauchen kann. Dadurch kann der gegenseitige Abstand der beiden Radiallager 2a, 2b groß gewählt werden. Die Stabilität und Kraftübertragung zur Buchse 3 und die axiale Ausrichtung 100 des Lagerbolzens werden so verbessert.

"Groß" ist nach den Figuren ein Abstand von Mittelebenen der beiden Radiallager 2a, 2b um mehr als die Hälfte der Tiefe der Bohrung 18 im Stützprofil 1.

Das Maß d2 ist möglichst groß, womit der Vorteil der guten Lastaufnahmefähigkeit und Lastübertragbarkeit des tragenden Lagerteils 5 aufgrund seines dem Lagerbolzen weitgehend entsprechenden Außendurchmessers erhalten wird.

Insgesamt ergibt sich bei der höhenverstellbaren Lagereinheit eine einfache, kostengünstig herstellbare Konstruktion bei minimalen Reibkräften in Axial- und Radialrichtung. Auch bezüglich der verwendeten Materialen ergeben sich Einsparungsmöglichkeiten.

Vorteilhaft ist auch, dass die Einheit aus Lagerbolzen 4 und Lagerteil 5 bei in dem Stützprofil 1 vormontierter Führungseinheit aus Buchse 3 und den beiden Radiallagern 2a, 2b von unten her leicht eingebracht und montiert werden kann.

Wenn, wie bevorzugt, der Außendurchmesser des Lagerteils 5 kleiner ist als der des Lagerbolzens 4, kann der Achsbolzen 4 danach durch die beabstandeten Lager 2a,2b geschoben werden.