水平开启窗的结构支撑的制作方法

专利名称：水平开启窗的结构支撑的制作方法
水平开启窗的结构支撑发明背景发明领域本发明涉及了可以沿着水平突出方向向外开启的窗， 具体说，它涉及了一个用于可水平开启窗的结构支撑设计，其中窗框 由一个栅格结构增强，并且利用滚轮、轴承或其他类似的减少摩擦方 法，沿着一个或几个水平支撑运动，该设计减少了开、关窗所需的力 量。相关技术描述窗已为人熟知，几个世纪来用于建筑物和其他封 闭的结构，如车辆，并且大多数做成可以开启。可开启的窗通常沿着 垂直方向开启，或者与一个不动结构，如窗框架或窗扉铰接，使得窗 可以绕着连接点转动，相对于不动结构使部分窗向外和部分窗向内运 动。垂直开启窗的普通例子是双层悬挂窗。转动窗的一个例子是通风 的天窗/窗，它可以绕着窗扉中的一个中心连接点转动。尽管这类可开启的窗起到了作用和适于提供通风的预期目的，但 它们每一个具有缺点和限制，使得常规的窗不适用于所有的目的。例 如，关于常规窗的最普遍关注的问题是防止被闯入的能力.对于垂直 开启的窗，玻璃可以被打碎，锁被开启，窗被滑动开启，为窃贼提供 了一个入口.结果是，窗不能开启通风，因为恐怕可能发生非法的侵入。对于转动的悬挂窗也是如此，虽然对非法侵入可能提供稍少的机 会。有关常规窗的另一个问题是如果发生风暴，灰尘、污物和其他 空气中的碎屑可能吹入开启的窗，把不希望的物质引入建筑物。本设 计容许用安装一个过滤装置而不阻挡窗的视野。此外，常规的窗在开 启时具有固有的不安全性，因为物体可以被丢出窗外，可能伤及外面 的人，或者人可能偶尔掉到开启的窗外。因此，不添加挡块，常规的 可开启窗不装在高层建筑、医院或其他公共设施中。安装挡块的特征
是容许进出不超过4英寸到6英寸。因此，这种构造的使用者失去了 自然通风的好处。常规窗的另一个缺点是窗的开启方式可能阻挡了其余窗的视野。 如果在窗上安装了纱网更是如此。对于转动悬挂的窗，这个问题尤其 尖锐，因为窗部分地从窗扉向外旋转和部分地向内旋转，窗的一部分 最容易在某一时间上阻挡了视野。另外，转动的悬挂窗必须要能够自 由旋转而不触及灌木或树木，或者不接触建筑物内的家具或固定用具。解决常规窗的缺陷的一种窗设计是可水平开启的窗。水平开启窗 设计成可以开启，同时仍提供了安全、不阻挡视野、易于安装和安装 时实际不受限制的布局.水平开启窗的结构可以相对于窗扉沿水平方 向开启，环绕着基本上整个窗的周边提供了一个通风空间。因为窗从 周围的窗扉向外水平运动，窗基本上保持其原有的形式，从而不管怎 样也不会阻挡窗的视野。另外，窗从窗扉向外水平运动的距离不足以 容许人通过窗进入。Jancan的美国专利号6,070,637公布了一种可水平开启的窗。该 水平开启窗的窗框由用作开、关窗的同一机构来支持。这种机构由位 于窗四角上的丝扣销轴式的开启装置组成。或者是，机构包括一个剪 刀式开启装置。因为开启装置也作为支撑装置， 一般需要一个以上的 开启装置。由于必须同时操作多个开启装置，如目前设计那样，造成 了一个相当笨重的开启机构。此外，因为开启装置也支持着窗，窗的 重量约束着开启装置，使它即使不是不可能，也会更加难以操作.因此，如果把窗框的支撑与开、关窗的装置分开将是有利的.此 外，可以有利地提供一个装置，减少窗框和支撑之间的摩擦，使得更 容易开、关窗。发明摘要按照本发明，水平开启窗的窗框由一个栅格结构增强。如在该应 用中所采用，名称"窗框"指保持玻璃或其他相似透明材料的窗的一 部分。窗框和栅格结构至少由一个定长的不动水平支撑来支持。当窗
框和栅格结构沿水平方向在开启和关闭位置之间运行时，不动水平支 撑对它们提支持，并且与用于开、关窗的装置分开。用至少一个水平 支撑来支持窗框和栅格结构，容许一个单独的机构来有效地开、关窗。窗还可以包括一个窗扉，来接纳与之对准的窗。如果窗包括一个 窗扉，水平支撑可以设置成与窗扉接触，或者可以设置成与窗扉分开。在一个实施例中，栅格结构是一个刚性结构。在另一个实施例中， 栅格结构可以设计成可以像手风琴那样从开启位置到关闭位置运动，水平支撑可以用螺栓、螺钉、铁钉、胶或工业上已知的其他任何 类似方法固定连接到窗所在的建筑物上。作为替代方式，可以把板或 其他安装表面固定到窗所在的建筑物，由此把水平支撑可拆地连接到 窗所在的建筑物上，然后可以把支架可拆地连接和支持在安装表面上。水平支撑可以由两个或更多部分组成，每个部分包括至少一个安 装板和至少一个水平梁.可以构成窗使得窗框在水平支撑的第一端和水平支撑的第二端之 间运动.作为替代方式，可以用一个装置把窗框可动地连接到水平支 撑上，容许当窗框从关闭位置到开启位置运动时，窗框同时运动离开 水平支撑的第一端和第二端.栅格结构连接到水平支撑，使得它可以在开启和关闭位置之间前 后运行。在其最有利的结构中，栅格结构和所连接的窗框在插入水平 支撑和栅格结构之间的滚轮或轴承上运行，当窗框和栅格结构沿着水 平支撑运动时，滚轮减少了窗框和栅格结构与水平支撑之间摩擦.这 容许窗框和栅格结构相当容易地在开启和关闭位置之间运动，由此容 许采用多种方法来开、关窗，包括手动曲柄或电动开启装置，或者简 单地用手推拉窗框.此外，本发明包括了用金属、塑料、木材或其他适当材料构成的 栅格结构，以增加窗的结构强度。栅格结构也可以与窗框形成一体，附图的几个视图简述
在附图中，说明了目前认为实现本发明的最好模式图l描述了本发明窗的一个透视图，窗处于部分开启位置；图2描述了窗的栅格结构透视图；图3描述了处于开启位置的可收缩栅格结构的侧视图；图4描述了处于收缩位置的可收缩栅格结构的侧视图；图5描述了窗的透视图，安装支架设置成离窗扉有一定距离；图6描述了外部水平支撑的透视图；图7描述了具有可拆固定支架的水平支撑透视图；图8描述了包括两个独立部分的水平支撑的透视图；图9描述了栅格结构和外部水平支撑的部分透视图；图IO描述了滚轮机构的透视图；

图11描述了取自线11-11的图10中所示滚轮机构的纵向剖视图； 图12描述了窗的一个替代实施例的纵向剖视图； 图13描述了处于关闭位置的窗的透视图；图14描述了一个窗实施例的纵向剖视图，其中水平支撑悬臂向着安装窗的建筑物内部；图15描述了图14的替代实施例的支撑和轨道透视图；图16描述了图14的支撑和轨道的部分透视图，其中轨道支持着一个滑车；图17描述了取自线17-17的图16中所示的轨道和滑车剖视图。 本发明详述在图1中大致说明了本发明的窗，它表示了窗IO的一个透视图。 窗10大致包括一个窗扉12，它配合在墙壁14中预先成形和适当尺寸 的开口中，以及一个窗框16，它的结构可支持至少一块玻璃18。窗扉 12的外边20可以与墙壁14齐平，或者可以从墙壁14伸出，如图1 所示。窗框16适当构造成夹持一块玻璃18。但是，窗框16也可以夹 持任何传统窗材料的其他类型，如有机玻璃或屏蔽材料。如图1所示，窗包括一个栅格结构22，它与窗框16连接，位于
窗框16和窗扉12之间。栅格结构22对窗框16提供了结构强度。栅 格结构22可以是钢、木材、复合材料或适当强度和重量的其他任何材 料，赋于栅格结构足够的刚性来支持窗框16和玻璃18。在一个替代 的实施例中，栅格结构22和窗框16可以形成一起作为一个整体。如 图2所示的栅格结构22，可以构成具有一个第一周边件24，其尺寸和 形状可容纳窗框16的面26(图12)的至少一部分。栅格结构22还包 括一个第二周边件28，它的尺寸和形状与第一周边件24类似，并且 用撑杆30与第一周边件24隔开，撑杆30用第一端32连接到第一周 边件24和用第二端34连接到第二周边件28。在一个实施例中，撑杆30可以刚性地固定到相关的周边件24,28 上，由此保持第一周边件24与第二周边件28的隔开距离.在一个替 代实施例中，如图3所示，撑杆30连接到周边件24,28的方式使得栅 格结构22可以收缩。在这个实施例中，撑杆30连接到第一周边件24 和第二周边件28的方式容许第一周边件24从一个第一位置到一个第 二位置运动，在第一位置中，第一周边件24与第二周边件28隔开， 在第二位置中，第一周边件24对准靠在第二周边件28上，如图4所 示。作为一个例，如图3和4所示，撑杆30的第一端32和/或第二端 34可以用 一个枢轴件36固定到相关的周边件24,28上，容许撑杆绕枢 轴件36转动。作为替代方式，撑杆30的第一端32和/或第二端34可 以用一个销件38固定到相关的周边件24,28,销件38可以在撑杆30 用销件38连接的周边件24，28中的一条槽40内滑动.在笫一周边件 24移向第二周边件28时，这种构形容许当用销件38固定的撑杆30 的端32，34在槽40内滑动时，用枢轴件36固定的撑杆30的端32，34 绕枢轴件36转动.图4说明了处于关闭位置中的栅格结构22。当用枢轴件36固定 的每个撑杆30的端32，34绕枢轴件36转动时，用销件38固定的每个 撑杆30的端32，34沿着槽40运动。这种设置容许周边件24，28相互运 动，从第一周边件24与第二周边件28隔开的伸出位置(图3),运动 到第一周边件24与第二周边件28对准的关闭位置(图4)。 回到图l，一个支架42固定到墙壁14。支架42是窗IO的支持件。 支架42从窗所在的墙壁向外水平突出。如这里所采用，名词"水平，， 在用于描述支架和包括支架的构件时，意味着是垂直于窗扉纵轴的方 位。支架42是不动的，并且具有固定的长度。支架42具有用于把支 架42连接到墙壁14的安装板44。如图l所示，安装板44与墙壁14 齐平。支架42具有从安装板44突出的水平梁46。水平梁46与窗扉 12接触，如图l所示.但是，水平梁46也可以设置成不与窗扉12接 触.图5说明了一个替代实施例，其中水平梁46离开窗扉12—定距 离48,因此与窗扉12不接触。但是，支架42支持窗框16和栅格结 构22，如以下更充分的描述.尽管图1中描述了两个水平梁46，替代的实施例可以包括仅一个 水平梁46,或者多于两个的水平梁46。水平梁46可以位于窗10的底 部49，或者窗10的侧面50或顶部52.每个支架水平梁46作为一个 轴54 (用假想线表示)的支撑， 一个滚轮座56位于轴54上(图10 )。 轴54通过窗框16中的一个开口 55。图6表示了支架42的透视图，轴54由水平梁46支持.在图6 所示的实施例中，水平梁46在其第一端60上包括一个垂直支撑58， 支持了轴54的第一端62。轴54的第二端64由安装板44支持。在所 示的实施例中，轴54设置成大体上与水平梁46平行。但是，水平梁 46不一定要与轴54平行，水平梁46和轴54可以相互之间以及相对 于墙壁14为任何方向，只要轴54设置成沿着窗框16的运动方向(图 1),此外，尽管图6所示的轴54大体上为方形剖面，轴54也可以为 任何几何形状的剖面，包括圆形、椭圆形、矩形等。在图6的实施例中，安装板44是支架42本身的一个整体部分。 但是，在一个替代实施例中，如图7所示，支架42包括一个安装支架 68和一个可拆支撑组件69。在这个实施例中，安装柱66固定到可拆 支撑组件69上。水平梁46固定到可拆支撑组件69上。安装支架68 固定到墙壁14上。接纳件70固定到安装支架68上。接纳件70包含 凹孔72,足以接纳安装柱66的一端74。安装柱66的构形使得每个安
装柱端74可以插入相应接纳件70的凹孔72中。在另一个实施例中，如图8所示，支架42包括至少两个分开部分 45,47，每一个支持至少一个水平梁46。从而安装板44可以相互定位 来适应不同尺寸的窗10。图9是栅格结构22、滚轮座56和安装板44的部分说明。用焊接、 螺栓、螺钉、铆钉、胶或任何其他已知的方法把滚轮座56固定到栅格 结构22上。轴54延伸通过滚轮座56。图10说明了滚轮座56的近视 图。滚轮座56是一个由钢或其他刚性结构材料制成的空心结构，在其 笫一端76和第二端78敞开。轴54延伸通过滚轮座56,伸出在滚轮 座56的第一端76和第二端78之外。多个滚轮80通过滚轮轴82位于 滚轮座56中，滚轮轴82通过形成在滚轮座56侧壁86,88中的适当尺 寸的孔84。 一个滚轮衬垫90位于滚轮80的一侧。 一个第二滚轮衬垫 91 (用假想线表示)位于滚轮80的另一侧。滚轮村垫90,91保持滚轮 80的位置在滚轮座56内。滚轮80设置成与轴54的第一表面92和笫 二表面94接触，笫一表面92和第二表面94位于轴54的对着的两侧。图ll说明了图10中取自线11-11的滚轮座56的纵向剖面。 一个 笫一滚轮96和第二滚轮98设置成与轴54的笫一表面92接触。 一个 第三滚轮IOO设置成与轴54的第二表面94接触。第三滚轮100与第 一滚轮96和第二滚轮98偏置。滚轮96,98,100的定位保持了轴54相 对于滚轮座56的位置。回到图9，说明了用轴54支持栅格22的方式和用水平梁46支持 轴54的方式，滚轮座56固定到栅格22上。由于滚轮80与轴54接触， 轴54支持了滚轮座56.因此，栅格结构22的重量传到轴54.因为支 架42固定到墙壁14,栅格结构的重量通过滚轮座56、滚轮80、轴54、 水平梁46和支架42传到墙壁14。用很小的力可以使栅格结构22在 轴54的第一端62和安装支架42之间的方向上运动，因为滚轮80容 许栅格结构22以很小的阻力沿着轴54滚动。这里描述的滚轮80和滚轮座56说明了把栅格结构22可动地固定 到轴54上的一个方法。但是，可以用其他方法来实现这个目的，如滚
子轴承，或者轴54与栅格结构22的直接接触，使得栅格结构22沿着 轴54有效地滑动。或者是，滚轮座56可以固定到支架42上，而轴 54可以固定到栅格结构22上，使得轴54通过滚轮座56前后运动， 而滚轮座56保持不动。图12说明了图1所示窗10的一个替代实施例的纵向剖视图，其 中从轴54悬挂了窗框16以及栅格结构22,在这个实施例中，支架42 固定到窗所在建筑物的横梁102上。滚轮座56位于栅格结构22的上 部104。由于滚轮80与轴54接触，轴54支持了滚轮座56。因为栅 格结构22固定到滚轮座56和窗框16固定到栅格结构22，窗框16和 栅格结构22被水平梁46支持。图12还说明了可以把一个开启装置 106固定到窗10的方式。开启装置106可以是任何适当的机构，包括 手动开启装置、电动机械装置、液压开启装置或太阳能装置.在这个 例子中，开启装置106是一个非常简单的机械装置(无动力的)，包括 一个连接到丝扣销110的曲柄108,丝扣销110插入丝扣轴112内。 曲柄108延伸通过墙壁14的一个孔114.在曲柄108通过墙壁14中 的孔114的地方， 一个轴承116包围着曲柄108。丝扣轴112用适当 的方式固定到窗框16和/或栅格结构22.当曲柄108转动时，它转动 了丝扣销IIO，接着在丝扣轴112内转动。当丝扣销IIO在丝扣轴112 内转动时，丝扣轴112运动靠近或远离墙壁14。因为丝扣轴112固定 到窗框16和/或栅格结构22，丝扣轴112的运动造成.窗框16和栅格 结构22运动靠近或远离墙壁14。图13说明了处于关闭位置的窗10，而图l说明了处于开启位置 的窗IO。可以看到，窗框16从图13所示的与窗扉12对准的位置向 外水平运动。如这里所采用，当用于描述窗框16的开启时，名词"水 平"意味着是窗框16沿着垂直于墙壁14平面的方向，向内朝着窗扉 12和向外离开窗扉12运动.在图l所示的开启位置中，在窗框16和 窗扉12之间建立了一个开口 120。这个开口容许通过窗10的通风。 为了防止在开启位置中通过窗10进入昆虫或雨水，环绕窗框16周边 (即环绕所有四周)或在栅格结构22内可以放置一个通风裙122，最 好是环绕窗10的所有四周在窗扉12和窗框16之间相互连接。通凤裙 122的构造使得当窗框16从窗扉12向外水平运动时，与栅格结构22 和/或窗框16 —起向外运动。图14,15,16和17说明了窗124的一个替代实施例，其中支撑件 126突出到安装窗124的建筑物内部。支撑件126包括一个水平件128, 它大体上平行于窗框16的运行方向，支撑件126还包括一个固定件 130。固定件130作为把支撑件126连接到墙壁14上的装置，支撑件 126具有第一垂直支撑柱132，它支持了一个轨道136的笫一端134。 轨道136具有一个第二端138,它由一个第二垂直支撑柱140支持。 第二垂直支撑柱140位于第一垂直支撑柱132和轨道36第二端138 之间，图15表示了支撑件126和轨道136的透视图，这个视图表示了笫 一垂直支撑柱132支持轨道136第一端134的方式，这个视图也表示 了第二垂直支撑柱140支持轨道136第二端138的方式.笫二垂直支 撑柱140可以位于轨道136第二端138和第一垂直支撑柱132之间的 任何位置，轨道136在其上表面144中还包含一个凹口 142. —个第 一滚轮146安装在这个凹口 142内，第一滚轮146由一个轮轴148连 接到轨道136，轮轴148通过轨道136中的一个孔150和通过第一滚 轮146，使得第一滚轮146可以转动。第一滚轮146也设置成4吏得第 一滚轮146的一部分伸出在轨道136的上表面144之外。图16表示了支撑件126和轨道136的部分透视图，在这个图中， 一个滑车152设置成使得其第一侧面154靠在笫一滚轮146上。滑车 152具有两个侧面156,它们延伸超过轨道136的侧边158,使得滑车 152的侧面156不与轨道136的侧边158接触。图17是滑车152和轨 道136的剖视图，说明了侧面156延伸超过轨道136侧边158的方式。 回到图16，滑车152的侧面156也延伸超过轨道136的下表面160。 一个第二滚轮162由一个轮轴164连接到滑车152的侧面156，轮轴 164通过滑车152侧面158中的一个孔168和通过第二滚轮162，使得 第二滚轮162可以转动。第二滚轮162位于第一滚轮146和滑车152
的第二端170之间。第二滚轮162也设置成使得它与轨道136的下表 面160接触。第一滚轮146和第二滚轮162提供了轨道136和滑车152 之间的接触点，容许滑车152沿着轨道136前后运行。虽然在图15 中说明了两个滚轮，但可以釆用多于两个的滚轮。回到图14,栅格结构22连接到滑车152的第一端172。当滑车 152沿着轨道136前后运动时，它由滚轮146,162支持。滑车152的前 端153在关闭位置A点和开启位置B点之间运动。与滑车152连接的 栅格结构22和窗框16在与滑车152 —起前后运动时，它们在开启和 关闭位置之间运动。这里提到的图示实施例的具体细节仅作为举例而不作为限制。显 然，熟悉该技术的人员可以对本发明的图示实施例做出许多补充、删 节和修改，而不偏离在以下权利要求中规定的本发明的精神和范围。
权利要求
1.一个可水平开启的窗，包括一个窗框；一个定长的不动水平支撑件，设置成当窗框在开启和关闭位置之间运行时支持上述窗框；以及一个在开启位置和关闭位置之间使上述窗框运动的装置。
2. 如权利要求l的水平开启窗，还包括一个窗扉，设置成接纳与 之对准的上述窗框。
3. 如权利要求1的水平开启窗，还包括一个与上述窗框连接的刚 性栅格结构，
4. 如权利要求3的水平开启窗，其中上述栅格结构可以收缩。
5. 如权利要求1的水平开启窗，其中上述定长的不动支撑件包括 一个安装支架；以及一个与上述安装支架可拆地连接的支撑支架。
6. 如权利要求l的水平开启窗，其中上述定长的不动支撑件包括 至少两个部分，上述每个部分具有至少一个安装板和至少一个水平梁 和至少一个轴。
7. 如权利要求l的水平开启窗，其中上述定长的不动水平支撑件 包括一个第一端和一个第二端，以及其中上述窗框可以在上述不动水 平支撑件的上述第一端和上述不动水平支撑件的上述第二端之间运 动。
8. 如权利要求l的水平开启窗，其中上述定长的不动水平支撑件 包括一个第一端和一个第二端，以及其中上述窗框可以在靠近上述不 动水平支撑件的上述第一端的位置，以及远离上述不动水平支撑件的 上述第一端和第二端的位置之间运动。
9. 如权利要求1的水平开启窗，还包括一个运动促进件，该促进 件支持在上述定长的不动水平支撑件上，对上述窗框提供运动。
10. 如权利要求9的水平开启窗，其中上述运动促进件包括滚轮。
11. 如权利要求9的水平开启窗，其中上述运动促进件包括轴承。
12. 如权利要求3的水平开启窗，其中上述窗框和栅格结构形成 一个整体。
13. 如权利要求3的水平开启窗，其中上述栅格结构包括从以下 一组材料中选择的材料钢、铝、钛、木材、塑料、玻璃钢及其组合。
14. 如权利要求1的水平开启窗，其中在开启和关闭位置之间移 动上述窗框的上述装置包括至少一个销，该销可伸缩地容纳在与上述 窗框连接的一个空心轴中，以实现有选择地调节上述窗框的运动。
15. 如权利要求2的水平开启窗，其中上述定长的不动水平支撑 件设置成与上述窗扉接触。
16. 如权利要求2的水平开启窗，其中上述定长的不动水平支撑 件与上述窗扉分开。
17. —个促进水平开启窗运动的摩擦减少机构，包括 一个定长的不动水平支撑件；至少一个运动促进件，与上述定长的不动水平支撑件滑动连接，上述至少一个运动促进件构造成接纳和支持一个窗框。
18. 如权利要求17的促进水平开启窗运动的摩擦减少机构，其中 上述运动促进件包括至少一个滚轮。
19. 如权利要求17的促进水平开启窗运动的摩擦减少机构，其中 上述运动促进件包括至少一个轴承。
20. 如权利要求17的摩擦减少机构，其中上述运动促进件构造成 接纳和支持一个栅格结构。
全文摘要
一个在水平开启窗上的栅格结构框架设计，具有固定端，悬臂或是可收缩的，其中栅格结构框架用于在开启位置中的结构。该设计容许玻璃和窗框的载荷通过栅格结构框架传到一个座来承受载荷，它简化了开、关窗所需的机构。
文档编号E05F11/00GK101106924SQ200480003670
公开日2008年1月16日 申请日期2004年2月4日 优先权日2003年2月6日
发明者史蒂文·安东尼·帕森斯 申请人:史蒂文·安东尼·帕森斯