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Sonnenschutz,
bei dem ein radial außen
von einem flexiblen Rahmen aufspannbar gehaltenes Sonnensegel als
Verschattungselement mit einem Fußteil verbunden ist.
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Für einen
Schutz vor Sonnenstrahlung sind die unterschiedlichsten Ausführungen
an Sonnenschirmen, Sonnensegeln oder Markisen im Einsatz. Es gibt
auch unterschiedlichste Möglichkeiten,
mit denen der Wechsel des Sonnenstandes in Bezug zum Nutzungsort
berücksichtigt
werden kann. So können
für den
Sonnenschutz eingesetzte Schirme oder Segel gedreht oder abgewinkelt
werden. Hierfür sind
unterschiedliche mechanische Systeme und Elemente im Einsatz, deren
Handhabung aber Defizite aufweist und auch bei deren Betätigung häufig eine
Verletzungsgefahr besteht.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung einen Sonnenschutz zur Verfügung zu
stellen, mit dem eine Anpassung an wechselnden Sonnenstand einfach und
flexibel vorgenommen werden kann.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe mit einem Sonnenschutz, der die Merkmale des Anspruchs 1
aufweist, gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung können mit
in untergeordneten Ansprüchen
bezeichneten Merkmalen realisiert werden.
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Bei
einem erfindungsgemäßen Sonnenschutz
ist ein radial außen
von einem flexiblen Rahmen aufspannbar gehaltenes Sonnensegel als
Verschattungselement mit einem Fußteil verbunden. Ein Spannelement
ist in einem Abstand zum Fußteil
mit dem Rahmen gelenkig verbunden oder es kann am Rahmen befestigt
werden. Am anderen Ende des Spannelements ist ein Anker mit dem
Spannelement gelenkig verbunden. Der Anker kann am Erdboden befestigt
werden oder einfach auf den Erdboden aufgesetzt werden. Wird ein
Anker einfach auf den Erdboden aufgesetzt muss er eine ausreichend
große Eigenmasse
aufweisen, die eine ausreichend große Kraftwirkung ermöglicht,
so dass über
das Spannelement eine Zugkraft auf den Rahmen ausgeübt wird, um
den Rahmen oder dessen tragende Elemente zu biegen, wobei der Abstand
des Kraftangriffspunktes des Spannelementes am Rahmen zum Fußteil berücksichtigt
ist.
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Dadurch
beschreibt der Rahmen ausgehend vom Fußteil einen Bogen, der teilweise
dann in eine zumindest annähernd
horizontale Ausrichtung übergehen
kann.
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Ein
Anker kann aber auch am bzw. im Erdboden befestigt werden. Hierfür kann er
als oder mit geeigneten Befestigungselementen versehen oder so ausgebildet
sein. So kann er keilförmig
ausgebildet und zumindest ähnlich,
wie ein bei der Aufstellung von Zelten ein gesetzter Hering ausgebildet
sein.
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Mit
der Erfindung kann der Rahmen mit dem Sonnensegel in Bezug zum jeweiligen
Sonnenstand ausgerichtet und der zu verschattende Bereich angepasst
werden.
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Der
das Sonnensegel aufspannende und tragende Rahmen kann mit mindestens
einem flexibel biegbaren stab- oder
rohrförmigen
Element gebildet sein, das mit dem Sonnensegel in an sich bekannter Form
an dessen radial äußerem Rand
verbunden ist. Stab- oder rohrförmige
Elemente können
dabei bevorzugt als Glas- oder Kohlefaserverstärkte Stäbe oder Rohre ausgebildet sein.
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Für eine bessere
Handhabbarkeit bei Nutzung und Aufbau kann ein Rahmen aber auch
mit mehreren stab- oder rohrförmigen
Elementen gebildet sein. Diese können
miteinander verbunden werden, was im einfachsten Fall durch Steckverbindung möglich ist.
Vorteilhaft können
für die
Verbindung aber auch Gelenke eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft
sind hierfür
Knickgelenke, die bei der Aufstellung fixiert werden können, so
dass eine stabile Rahmenkonstruktion gebildet werden kann.
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Dabei
kann durch rohrförmige
Elemente ein Zugseil und das Zugseil auch durch ein Knickgelenk geführt werden.
Das andere Ende des Zugseils kann dabei mit einem Spannhebelmechanismus
verbunden sein, der bevorzugt am Fußteil oder in seiner Nähe angeordnet
und dort auch befestigt ist. Über das
Zugseil kann eine Zugkraft zum Aufspannen des Rahmens mit Sonnensegel
an einem rohrförmigen Element
ausgeübt
werden, das hinter dem Knickgelenk angeordnet ist, durch das das
Zugseil geführt
ist. Wird durch Betätigung
des Spannmechanismus die Zugspannung gelöst und die wirksame Länge des Zugseils
zwischen der Befestigung am Spannmechanismus und dem entsprechenden
Befestigungspunkt am stab- oder rohrförmigen Element dabei verlängert, kann
das Knickgelenk abknicken und der Rahmen dadurch zusammengeklappt
werden. Über Knickgelenke
können
Schraubenfedern oder flexible hülsenförmige Elemente
(z. B. Kunststoffschläuche) geschoben
werden, so dass diese von einer solchen Feder oder einem hülsenförmigen Element
umgriffen sind. Dadurch kann die Stabilität erhöht werden.
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Ein
Spannmechanismus kann eine rotierende Achse aufweisen, um die oder
eine daran vorhandene Rolle das Zugseil zum Spannen gewickelt wird. Die
Drehung zum Spannen des Zugseils kann mittels eines Hebels oder
einer nach außen
geführten
arretierbaren Kurbel erfolgen.
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Es
besteht aber auch die Möglichkeit,
einen auch als selbttragenden Rahmen bezeichnenbaren, bei der Erfindung
einzusetzen. In diesem Fall ist am äußeren Rand eines Sonnensegels
zumindest in einem Bereich davon mindestens ein Hohlraum vorhanden.
Dieser Hohlraum kann mit einer Flüssigkeit oder einem Gas gefüllt sein.
Diese(s) sollte unter einem erhöhten
Druck stehend enthalten sein, der oberhalb des Umgebungsdruckes
liegt. Der/die Hohlraum/Hohlräume
können
mit dem Material des Sonnensegels gebildet sein. Sie können aber
auch mit dem äußeren Rand
verbunden sein. Hohlräume,
bevorzugt schlauchförmig
ausgebildete, ermöglichen beim
Befüllen
ein Aufrichten und Aufspannen des Sonnensegels und wegen der Elastizität der Hülle der
Hohlräume
oder des eingesetzten Materials kann die gewünschte Verformung des Sonnenschutzes
mit Hilfe des Spannelements und Anker erreicht werden. Die Befüllung mit
der Druckerhöhung
kann mit mindestens einem Ventil erfolgen. Über das eine oder mehrere Ventile
kann das enthaltene Gas oder die Flüssigkeit wieder abgelassen,
zumindest der Druck soweit reduziert werden, dass ein so ausgebildeter Sonnenschutz
einfach zusammengefaltet werden kann, wenn er nicht benötigt wird
und bei Bedarf zum Aufspannen dann wieder der/die Hohlraum/-räume gefüllt werden.
Lediglich das Fußteil
und ggf. ein daran angrenzender Bereich können als starre Teile ausgebildet
sein.
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Das
Spannelement mit dem die Biegung des Rahmens mit Sonnensegel erreicht
werden kann, kann bevorzugt ein Zugseil sein. Ein Zugseil ist leicht und
kann einfach gehandhabt werden. Bei Lagerung und Transport ist nur
ein geringer Raum erforderlich.
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Ein
Zugseil oder ein anders ausgebildetes Spannelement, wie z. B. eine
Kette oder Spannstab, sollten in ihrer Länge veränderbar sein. Dadurch können unterschiedliche
Biegungen des Sonnenschutzes und eine Ausrichtung des Sonnensegels
unter Berücksichtigung
des Sonnenstandes und dem zu beschattenden Bereich einfach vorgenommen
werden. Hierfür
kann auch allein oder zusätzlich
ein Versetzen des Ankers, mit dem das Spannelement verbunden ist,
erfolgen. Durch eine Positionsveränderung des Ankers kann die
Richtung und/oder der Biegeradius von Rahmen mit Sonnensegel verändert werden.
Dabei kann der Anker seitlich versetzt und/oder in einem größeren Abstand
zum Fußteil
angeordnet werden.
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Die
Ausrichtung von Rahmen mit Sonnensegel kann auch dadurch verändert werden,
indem die Position des Kraftangriffspunkts eines Spannelements am
Rahmen verändert
wird. Dafür
können
am Rahmen in Abständen
zueinander Befestigungselemente, beispielsweise Haken oder Ösen vorhanden sein,
in die ein Spannelement je nach Bedarf und Ausrichtung zur Sonne
eingehängt
werden kann. Dadurch kann eine Verkippung/Verdrehung des Sonnensegels
in Bezug zur Horizontalen erreicht und der Schutz in einer seitlichen
Richtung verbessert werden.
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Dies
kann aber auch mit einer am äußeren Rand
des Rahmens vorhandenen Führung
erreicht werden, an der das Spannelement angreift und darin verschoben
werden kann. Eine Führung
kann in Form einer Schiene aber auch als gebogenes Rohr bzw. gebogener
Stab ausgebildet sein, mit dem ein Ring mit dem das Spannelement
verbunden ist, mit dem Rahmen verbunden ist. Der Ring kann dann
entlang der Führung
und damit auch die Position des Kraftangriffspunktes des Spannelements
verschoben werden. Wird eine geeignete Passung für den Ring und eine solche
Führung
gewählt,
kann eine Selbsthemmung in einer gewünschten Position des Kraftangriffs
des Spannelements am Rahmen ausgenutzt und auf eine zusätzliche
Fixierung verzichtet werden. Hierzu können Innen- und Außendurchmesser
sowie die Breite eines Ringes in geeigneter Form und ggf. unter
Berücksichtung
des erreichbaren Haftreibwertes gewählt werden.
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Die
Flexibilität
der Ausrichtung des Sonnensegels in Bezug zur Sonne kann weiter
erhöht
werden wenn zwei Spannelemente in einem Abstand zueinander mit dem
Rahmen verbunden sind bzw. verbunden werden können. Diese können eine
unterschiedliche Länge
zwischen den Kraftangriffspunkten am Rahmen und dem Anker aufweisen,
wodurch eine gezielte Verdrehung und Verkippung von Rahmen mit Sonnensegel
erreicht werden kann. Bei gleicher wirksamer Länge von zwei Spannelementen kann
dies allein oder zusätzlich
auch durch geeignete Po sitionierung der beiden Anker erreicht werden.
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Ein
Fußteil
kann fest mit dem Boden verbunden sein. In diesem Fall sollte jedoch
zumindest der Rahmen mit dem Sonnensegel um eine vertikal ausgerichtete
Achse drehbar sein. Ansonsten kann es günstig sein ein Fußteil so
zu gestalten, dass es um eine vertikale Achse gedreht werden kann.
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Das
Sonnensegel kann aus üblicherweise für diese
Zwecke eingesetztem Material hergestellt sein.
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Nachfolgend
soll die Erfindung beispielhaft näher erläutert werden.
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Dabei
zeigen:
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1 und 2 zwei
Ansichten eines Beispiels eines erfindungsgemäßen Sonnenschutzes;
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3 und 4 zwei
Montagezustände
eines an einem erfindungsgemäßen Sonneschutz
einsetzbaren Rahmens;
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5 das
in 4 gezeigte Beispiel, ohne ein Basisteil am Fußteil und
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6 und 7 zwei
Zustände
eines Knickgelenkes, das an einem Rahmen eines Sonnenschutzes einsetzbar
ist, jeweils in einer Seitenansicht und einer Schnittdarstellung.
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In
den 1 und 2 ist ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Sonnenschutzes
in zwei unterschiedlichen perspektivischen Ansichten gezeigt. Das
Sonnensegel 1 ist mit einem außen an ihm befestigten Rahmen 3 auf gespannt,
so dass es in diesem Fall in eine von einem Fußteil 4 weg weisende Richtung
eine annähernd
elliptische Form einnehmen kann.
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In
Richtung Erdboden geht der Rahmen 3 in das Fußteil 4 über. Das
Fußteil 4 kann über eine
ausreichend große
Eigenmasse verfügen,
mit der ein sicherer Stand des Sonnenschutzes, auch bei angreifendem
Wind, gesichert werden kann. In nicht dargestellter Form kann das
Fußteil 4 auch
mit dem Erdboden verankert sein. Zumindest in diesem Fall sollte eine
drehbare Lagerung vorhanden sein, mit der eine Drehung des Rahmens 3 mit
Sonnensegel 1 bevorzugt um 360° zumindest jedoch um 90°, um eine
vertikale Achse möglich
ist.
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Günstig ist
die Verbindung von Rahmen 3 und Fußteil ebenfalls gelenkig, dadurch
kann eine Verschwenkung von Rahmen 3 mit Sonnensegel 1 im Bereich
des Fußteils 4 um
eine horizontale Achse erfolgen. Hier sollte jedoch eine Sperre
oder eine hohe Selbsthemmung vorgesehen werden, mit deren Hilfe eine
ausreichend hohe Gegenkraft zu einer Zugkraft bzw. dem von einem
Zugseil 2, als Spannelement, ausgeübten Drehmoment aufgebracht
werden können.
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Das
Zugseil 2 ist hier am Rahmen 3 und mit seinem
anderen Ende an einem Anker 5 befestigt. Der Anker 5 stellt
hier eine Gegenmasse zur Kraft dar, die mit dem gebogenen Rahmen 3 auftritt.
Die Länge
des Zugseils 2 bestimmt den Biegeradius des Rahmens 3 mit
dem Sonnensegel 1. Durch eine Verkürzung der Länge können Rahmen 3 und
Sonnensegel 1 mehr gebogen werden, so dass der Teil des Rahmens 3 an
dem das Zugseil 2 angreift weiter nach unten gezogen wird.
Dies kann aber auch durch eine Veränderung der Position des Ankers 5 in
Bezug zum Fußteil 4 erreicht
werden, indem der Anker 5 weiter entfernt oder näher zum
Fußteil 4 positioniert werden
kann. Das Zugseil 2 ist dann nicht wie hier gezeigt vertikal
ausgerichtet.
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In
den 1 und 2 ist eine nahezu symmetrische
Anordnung von Fußteil,
Kraftangriffspunkt des Zugseils 2 am Rahmen 3 und
Anker 5 entlang einer Achse dargestellt. Durch seitliche
Verschiebung der Position von Kraftangriffspunkt des Zugseils 2 kann
eine Verkippung/Neigung des Sonnensegels 1 mit Rahmen 3 erreicht
werden. Dies kann durch seitliche Verschiebung der Position des
Ankers 5 noch unterstützt
werden. In diesem Fall weist eine Seite des Sonnenschutzes in einem
größeren Abstand zum
Erdboden, als die gegenüberliegende
Seite auf. Dadurch ist ein großer
Teil des Sonnensegels 1 in einem Winkel schräg in Bezug
zur Horizontalen geneigt. Dadurch kann eine Abschattung von seitlich einfallender
Sonnenstrahlung erreicht werden.
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Dies
kann aber auch in nicht dargestellter Form, wie im allgemeinen Teil
der Beschreibung bereits erläutert,
mit zwei Zugseilen 2 oder anders ausgebildeten Spannelementen 2 erreicht
werden, die an in einem Abstand zueinander angeordneten Positionen
am Rahmen 3 befestigt sind.
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In
einer weiteren nicht dargestellten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sonnenschutzes können zusätzliche
Massen an einer Seite des Rahmens befestigt wer den, die zu einer
Verkippung/Neigung von Sonnensegel 1 mit Rahmen 3 führen können. Diese
können
beispielsweise einfach am Rahmen 3 oder ggf. daran vorhandene
Befestigungselemente angehängt
werden. Dabei können
solche Massen entsprechend gestaltet sein, um den optisch erfassbaren ästhetischen
Eindruck zu verbes sern. Sie können
aber auch funktional sein, um beispielsweise als Beleuchtungselement,
Musikabspielgerät oder
Radio genutzt werden zu können.
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Bei
den Darstellungen der 3 und 4 ist auf
die Erkennbarkeit des Sonnensegels 1 verzichtet worden.
Hier sind vier rohrförmige
Elemente 3.1, 3.2 und 3.3 untereinander
und die stabförmigen Elemente 3.1 und 3.2 mit
dem Fußteil 4 verbunden. Mit 3 ist
somit ein vollständig
gespannter Rahmen 3 gezeigt.
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Die
rohrförmigen
Elemente 3.3 sind dabei mit einer einfachen Steckverbindung
untereinander verbunden, wohingegen die Verbindung der rohrförmigen Elemente 3.1, 3.2 mit
jeweils einem rohrförmigen Element 3.3 mit
einem Knickgelenk 3.4 realisiert ist.
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Dadurch
kann der Rahmen 3 zumindest so zusammengeklappt werden,
wie dies in 4 erkennbar ist.
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Die 5 und 6 zeigen
als Detail ein Knickgelenk 3.4, das von einer Schraubenfeder 3.7 umgeben
ist. In 5 ist eine gespannte Stellung
gezeigt, bei der der Rahmen 3 aufgerichtet ist. Dazu ist durch
die rohrförmigen
Elemente 3.1 und 3.2 jeweils ein Zugseil 3.5 geführt. Dieses
ist an einem Ende mit dem rohrförmigen
Element 3.3 und dem anderen Ende mit einem Spannhebelmechanismus 3.6 verbunden.
Wird der Spannhebelmechanismus 3.6 gelöst und dabei die freie Länge der
Zugseile 3.5 vergrößert, können jeweils
das rohrförmige
Element 3.1 mit einem rohrförmigen Element 3.3 und
das rohrförmige
Element 3.2 mit dem anderen rohrförmigen Element 3.3 abknicken
und so der ganze Sonnenschutz zusammengeklappt werden.
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Der
Spannhebelmechanismus 3.6 ist hier am unteren Teil des
Rahmens 3 zwischen Teilen der rohrförmigen Elemente 3.1 und 3.2 angeordnet
und dient gleichzeitig als stabilisierende Verbindung am Rahmen 3.
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Wird
der Spannhebelmechanismus 3.6 anders betätigt und
dabei beispielsweise die beiden Zugseile 3.5 auf eine Welle
oder Rolle aufgerollt, kann der Rahmen 3 durch die Verkürzung der
wirksamen Länge
der beiden Zugseile 3.5 wieder aufgerichtet und das Sonnensegel 1 mit
Rahmen 3 wieder aufgespannt werden.
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Noch
weiter unten als der Spannhebelmechanismus 3.6 ist ein
Beleuchtungselement 8 angebracht, das bevorzugt über Solarzellen
ggf. mit einem Elektroenergiespeicher mit Energie versorgt werden kann.
So kann das Sonnensegel 1 von unten angestrahlt und eine
indirekte Beleuchtung durch teilweise Rückreflexion an der Unterseite
des Sonnensegels 1 erreicht werden.
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Die 5 zeigt
eine Rahmenkonstruktion 4.1 eines Fußteils 4, die einen
teilkreisförmigen
Bereich aufweist, der auf dem Erdboden aufliegt und einen Träger für ein Basiselement 4.2 bildet,
wie es in den 3 und 4 erkennbar
ist. Ein Basiselement 4 hat eine ausreichend große Eigenmasse,
um ein Gegengewicht zu den anderen Elementen des Rahmens 3,
dem Sonnensegel 1 und für
die Zugkraft des einen oder mehrerer Spannelemente 2 zu
bilden.
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Weiter
ist erkennbar, dass die biegesteife Rahmenkonstruktion 4.1 in
einem schräg
geneigten Winkel in Bezug zur vertikalen Achse ausgerichtet ist. An
der Rahmenkonstruktion 4.1 sind der Spannhebelmechanismus 3.6 sowie
die rohrförmigen
Elemente 3.1 und 3.2 befestigt. Durch die schräge Ausrichtung
der Rahmenkonstruktion in die entgegen gesetzte Richtung in Bezug zum
Kraftangriffspunkt des Zugseils 2 am Rahmen 3,
kann der Rahmen 3 mit Sonnensegel 1 in Folge der
Kraftwirkung von einem oder mehreren Spannelementen 2 in
eine für
die Verschattung günstige
Lage durch eine Biegung gebracht werden.
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Die 6 und 7 zeigen
an einem erfindungsgemäßen Sonnenschutz
einsetzbare Knickgelenke 3.4 jeweils in einer Seitenansicht
und einer Schnittdarstellung. Dabei ist ein Zugseil 3.5 durch
ein rohrförmiges
Element 3.1 oder 3.2 und durch das Knickgelenk 3.4 geführt. Es
ist mit einem Fixierelement 3.8 des Knickgelenks 3.4 mit
einem rohrförmigen
Element 3.3 fest verbunden, so dass beim Spannen des Zugseils 3.5 mit
Hilfe des Spannhebelmechanismus 3.6 ein Zustand, wie er
in 6 und nach dem Entspannen durch Freigabe der Zugseile 3.5 ein Abknicken
der Knickgelenke 3.4 zum Zusammenklappen des Rahmens 3,
wie in den 4 und 5 gezeigt,
erreichbar ist.
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Beim
in den 6 und 7 gezeigten Beispiel, sind über die
Knickgelenke 3.4 Schraubenfedern 3.7 geschoben,
die die Funktion der Knickgelenke 3.4 unterstützen.