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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schirmsystem zum Schutz vor Witterungseinflüssen wie Sonne oder Regen. Insbesondere betrifft sie ein Schirmsystem mit einer Schirmmembran, welche im aufgespannten Zustand des Schirmsystems eine sich nach oben radial erweiternde trichterförmige Fläche bildet.
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Verwandter Stand der Technik
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Aus dem Stand der Technik sind Schirmsysteme mit trichterförmigen Schirmmembranen bekannt. Ein Schirmsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist beispielsweise aus der
DE 101 28 940 C1 bekannt und in
1 und
2 wiedergegeben, die der genannten Patentschrift entnommen sind.
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Der Trichterschirm aus dem Stand der Technik von 1 umfasst einen Mittelpfeiler 10 mit einem teleskopartig verschiebbaren Pfeilerabschnitt 12, der in 1 (im aufgespannten Zustand des Schirmes) eingefahrenen und in 2 (im geschlossenen Zustand des Schirmes) ausgefahren ist.
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An dem oberen Pfeilerabschnitt 12 ist eine Flanschplatte 14 angeordnet, an der eine Vielzahl von Dachstangen 16 speichenartig angelenkt ist. Jede der Dachstangen 16 ist gelenkig über eine Stützstrebe 18 mit einem Lagerflansch 20 am Mittelpfeiler 10 verbunden. Durch axiale Verschiebung der Anlenkungsstellen der Dachstangen 16, d. h. der Flanschplatte 14, und der Stützstreben 18, d. h. des Lagerflanschs 20, können die Dachstangen 16 in die gewünschte aufgespannte (1) bzw. geschlossene Stellung (2) verschwenkt werden.
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Eine Schirmmembran 22 ist an den freien Enden 24 der Dachstangen 16 und am Mittelpfeiler 10 befestigt und bildet im aufgespannten Zustand des Schirms (siehe 1) eine sich nach oben radial erweiternde trichterförmige Flache. Der Begriff „trichterfömig” oder „Trichterschirm” soll in der vorliegenden Offenbarung keine weitere Beschränkung zum Ausdruck bringen, als dass die Schirmmembran sich nach oben radial erweitert. Diese Schirmform wird auch als „Trompetenschirm” oder „Tulpenschirm” bezeichnet.
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Trichterschirme sind vornehmlich wegen ihres ansprechenden Aussehens erwünscht. Zu den ästhetischen Vorzügen tragt bei, dass das Gestänge, d. h. die Dachstangen 16, die Stützstreben 18, die Flanschplatte 14 und der Lagerflansch 20 aus dem Blinkwinkel des Nutzers, der sich unter dem Schirm aufhält, von der Schirmmembran 22 verdeckt sind. Ferner haben Trichterschirme den praktischen Vorteil, dass Regenwasser nicht wie bei herkömmlichen Schirmformen üblich über den radial äußeren Rand läuft und aus großer Höhe zu Boden tropft und dadurch unter den Schirm spritzt. Stattdessen kann das Regenwasser bei einem Trichterschirm auf der Oberseite der Membran 22 nach innen, d. h. vom radial äußeren Rand in Richtung des Mittelpfeilers 10, abfließen.
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Wie aus 1 und 2 deutlich wird, ist das Gestänge bei dem bekannten Trichterschirm grundsätzlich ähnlich demjenigen von Sonnenschirmen oder tragbaren Regenschirmen konventioneller Bauart. Auch hier wird die Schirmmembran aufgespannt, indem die Anlenkungspunkte von Dachstangen und Stützstreben axial in Bezug aufeinander verschoben werden. Ein solches Gestänge ist jedoch aufgrund der Vielzahl verschiedener Konstruktionselemente kompliziert und wegen der gelenkigen Verbindungen anfällig. Die Anordnung der Dachstangen und Stützstreben oberhalb der Schirmmembran, die aus ästhetischen Gründen gewollt ist, bringt dabei praktische Probleme mit sich, weil sämtliche bewegliche Teile sowohl im aufgespannten wie im geschlossenen Zustand des Trichterschirms der Witterung ausgesetzt sind und nicht, wie bei einem herkömmlichen Schirm üblich, durch die Membran geschützt sind. Daher müssen die Dachstangen, Stützstreben und Gelenke von besonderer, korrosionsbeständiger Qualität sein, was die Herstellungskosten erhöht.
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Schließlich wird der gewünschte ästhetische Effekt des verdeckten Gestänges bei starker Sonneneinstrahlung oder (nächtlicher) Beleuchtung von oben durch das Schattenbild des Gestänges auf der Schirmmembran beeinträchtigt. Dies gilt besonders für die Stützstreben, die verhältnismäßig weit von der Membran entfernt sind und ein asymmetrisches exzentrisches Schattenbild erzeugen.
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Ein weiteres Schirmsystem mit einer Schirmmembran, welche im aufgespannten Zustand des Schirmsystems eine sich nach oben radial erweiternde trichterförmige Fläche bildet, ist aus der
WO 99/05931 bekannt. Das Schirmsystem umfasst eine mittige Führungssäule an der eine Hülse in Längsrichtung verschiebbar angeordnet ist. An der Hülse ist eine Mehrzahl von Spriegeln angelenkt, die die Schirmmembran tragen. Die Spriegel weisen in einem vorbestimmten Abstand von ihrer Gelenkverbindung mit der Hülse ein Roll- oder Gleitelement auf, welches in einer zugehörigen Führungsschiene geführt ist. Die Führungsschienen verlaufen über den größten Teil ihrer Länge parallel zu der mittigen Führungssäule, an ihrem oberen Ende jedoch bogenförmig nach außen. Zum Aufspannen des Schirmsystems wird die Hülse entlang der mittigen Führungssäule nach oben verschoben, wobei die Roll- oder Gleitelemente der Spriegel in der genannten Führungsschiene geführt werden. Solange die Führungsschienen parallel zu der mittigen Führungssäule sind, verbleiben die Spriegel in ihrer näherungsweise vertikalen Position, welche sie auch im eingeklappten Zustand des Schirmsystems einnehmen. Sobald die Roll- oder Gleitelemente jedoch in der zugehörigen Führungsschiene bogenförmig nach außen geführt werden, werden die Spriegel in näherungsweise horizontale Positionen überführt, wodurch die Schirmmembran aufgespannt wird.
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Die
US 3,844,301 offenbart ein weiteres Schirmsystem, das einen Kunststoffrahmen enthält, in dem die Schirmmembran im zusammengefalteten Zustand untergebracht ist. Der Kunststoffrahmen hat die Form eines zweifachen U und enthält ein Betätigungselement, das manuell hin- und herbewegt wird, um den Schirm zu öffnen bzw. in den Rahmen zurückzuziehen. Der Schirm enthält ferner eine Mehrzahl flexibler Rippen, die mit Haken an zugehörigen Ösen in der Schirmmembran eingehakt werden. Die Rippen sind an dem Betätigungselement angelenkt. Zum Aufspannen des Schirmsystems wird das Betätigungselement vertikal nach oben verschoben, wobei die Rippen in Führungsnuten des Rahmens entlang gleiten und aus einer Vertikalen in eine näherungsweise horizontale Stellung überführt werden.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Trichterschirmsystem zu schaffen, das sich einfacher und kostengünstiger herstellen lässt als im Stand der Technik. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein oder mehrere Nachteile des bekannten Schirmsystems zu überwinden, insbesondere im Hinblick auf witterungsbedingte Alterung, und gleichzeitig die ästhetischen Vorzüge des bekannten Trichterschirms beizubehalten oder noch zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch das Schirmsystem nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß weist das Schirmsystem wenigstens drei elastisch biegsame Stäbe mit je einem unteren und einem oberen Ende auf, wobei jeder Stab an seinem unteren Ende am Boden oder in einer Halterung verankerbar ist. Ferner umfasst es eine der Anzahl der Stäbe entsprechende Anzahl von Taschen, die an der Schirmmembran ausgebildet oder mit dieser verbunden und zur Aufnahme der Stäbe bestimmt sind. Schließlich umfasst es einen Zugmechanismus, durch dessen Betätigung ein unteres Ende der Schirmmembran nach unten gezogen und die in der jeweils zugehörigen Tasche angeordneten Stäbe mit ihrem oberen Ende gegen ein Widerlager geschoben werden, so dass die Stäbe in eine durch die Form der zugehörigen Taschen vorbestimmte Form gebogen werden und dadurch die Schirmmembran aufgespannt wird.
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Während die Schirme herkömmlicher Bauart dadurch aufgespannt werden, dass Aufhängungspunkte von Dachstangen und Stützstreben gegeneinander verschoben werden, werden nach der Erfindung elastisch biegsame Stäbe, die die Membran aufspannen, in eine Form gebogen, die dem aufgespannten Zustand der Schirmmembran entspricht. Daher werden bei dem Schirmsystem der Erfindung keinerlei Gelenke benötigt. Die Form, die die Stäbe im aufgespannten Zustand des Schirmsystems einnehmen, wird dabei durch die Form von Taschen festgelegt, in welchen die Stäbe aufgenommen sind. In diese vorbestimmte Form werden die Stäbe dadurch überführt, dass ein unteres Ende der Schirmmembran nach unten gezogen wird, wodurch die Stäbe weiter in die Taschen geschoben werden, an einem Widerlager anstoßen und dem weiteren Zug der Membran nach unten dadurch ausweichen, dass sie die vorbestimmte Form annehmen.
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In der vorliegenden Offenbarung ist der Begriff „Tasche” weit zu verstehen. Beispielsweise kann es sich bei den Taschen um schlauchartige Kanäle handeln, die an ihrem unteren Ende zum Einführen der Stäbe geöffnet und am oberen Ende geschlossen sind, um das genannte Widerlager zu bilden. Die Taschen müssen jedoch nicht über ihre gesamte Länge geschlossen sein, sondern können beispielsweise auch einmal oder mehrfach unterbrochen sein. Selbst eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Schlaufen würde unter den Begriff einer „Tasche” fallen, solange sie funktional dazu geeignet ist, sicherzustellen, dass der zugehörige Stab in die vorbestimmte Form gebogen wird.
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Da das Schirmsystem der Erfindung ohne ein durch Gelenke verbundenes Gestänge auskommt, fallen die korrosionsanfälligen Gelenke, die in der Regel aus Metall sind, fort. Ferner können die Stäbe in den Taschen vor Witterungseinflüssen geschlitzt werden, selbst wenn sie auf der Oberseite der Schirmmembran angeordnet sind. Schließlich führen die Stangen nicht zu einem das ästhetische Empfinden störenden exzentrischen oder asymmetrischen Schattenwurf auf der Schirmmembran.
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Vorzugsweise weist zumindest ein Teil der Taschen eine – in Bezug auf eine Mittelachse des Schirmsystems – radial innere und eine radial äußere Kante auf, und liegt der Stab im gespannten Zustand des Schirmsystems über zumindest einen Teil seiner Länge an der radial inneren Kante an. Auf diese Weise lässt sich die Form des jeweiligen Stabes im aufgespannten Zustand des Schirmsystems durch die Taschenform einfach und effizient vorbestimmen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Taschen entlang ihrer radial äußeren Kante mit der Schirmmembran verbunden. Dies bedeutet, dass die Taschen sich auf der radial inneren Seite bzw. Oberseite der Schirmmembran befinden und daher für den Benutzer, der sich unter dem Schirm aufhält, nicht zu sehen sind. Technisch ist es jedoch auch ohne weiteres möglich, die Taschen entlang ihrer radial inneren Kanten mit der Schirmmembran zu verbinden, in diesem Fall befinden sich die Taschen dann auf der radial äußeren Seite bzw. Unterseite der Schirmmembran.
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Vorzugsweise ist zumindest ein Teil der Taschen sichelförmig. Dabei kann die radial innere Kante beispielsweise eine geringere mittlere Krümmung oder eine geringere maximale Krümmung aufweisen, als die radial äußere Kante derselben Tasche. Dies bedeutet, dass der Stab dazu neigen wird, sich an die radial innere Kante der Tasche anzuschmiegen, um dem Schub vom unteren Ende des Stabes bei gleichzeitigem Anstoßen am Widerlager nachzugeben. Zusätzlich oder alternativ kann die radial innere Kante zumindest eines Teils der Taschen eine größere Länge aufweisen als die radial äußere Kante derselben Tasche. Dies hat wiederum den Effekt, dass der Stab dem Schub dadurch ausweicht, dass er sich an die radial innere Kante der Tasche anschmiegt.
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In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung greift der Zugmechanismus im Bereich des unteren Endes der radial äußeren Kante an. Wie unten anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert wird, fuhrt diese Konfiguration dazu, dass die Tasche durch die Zusammenwirkung des Zuges und des sich an die radial innere Kante anschmiegenden Stabes die Form einer ausgesteiften Rippe annimmt, die die Schirmmembran auf die gewünschte Weise tragen kann.
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Vorzugsweise ist zumindest ein Teil der Taschen entlang von Meridianen der aufgespannten Schirmmembran angeordnet. In der vorliegenden Offenbarung bezeichnet der Begriff „Meridian” eine gedachte Schnittlinie einer Radialebene, d. h. einer Ebene, die eine Mittelachse des Schirmsystems enthält, mit der aufgespannten Schirmmembran. Die Anordnung der Taschen entlang von Meridianen führt zu einer stabilen und formschönen Schirmkonstruktion.
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Vorzugsweise liegt zumindest ein Teil der Taschen im aufgespannten Zustand des Schirmsystems in einer Radialebene. In dieser Anordnung bilden die Taschen im aufgespannten Zustand rippenähnliche Strukturen, die das Schirmsystem auf besonders stabile Weise in der gewünschten Form halten.
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Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich wird, führt die Kombination aus Taschen, Stäben und Zugkraft dazu, dass die Taschen eine bestimmte Form annehmen und ausgesteift werden. Die Form ist dabei durch den Zuschnitt der Taschen festgelegt, zumindest insoweit als ihr Material nicht oder nur unwesentlich dehnbar ist. Der Zuschnitt der Tasche kann dann so gewählt werden, dass die Krümmung derjenigen Kante der Tasche, die mit der Schirmmembran verbunden oder zu verbinden ist, mit der gewünschten Krümmung der Schirmmembran im aufgespannten Zustand übereinstimmt. Die Erfinder haben festgestellt, dass dies durchaus zu einer ansprechenden und brauchbaren Schirmkonstruktion führt.
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Allerdings können die gespannten Taschen mit einem derartigen Zuschnitt die Schirmmembran zwar aufstellen, nicht jedoch derart unter Spannung setzen, dass beispielsweise ein Flattern der Schirmmembran im Wind wirksam vermieden wird. In einer alternativen Ausführungsform werden daher die Taschen so geformt, dass die Schirmmembran beim Aufspannen des Schirmsystems in Umfangsrichtung so gespannt wird, dass ein Teil der Zugkraft beim Betätigen des Zugmechanismus in eine radiale Spannung der Schirmmembran umgesetzt wird, und nicht lediglich in eine Aussteifung der Taschen selbst.
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Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass eine oder mehrere der Taschen so zugeschnitten sind, dass die Kante, welche an der Schirmmembran entlang einer Befestigungslinie zu befestigen ist, zumindest abschnittsweise eine stärkere Krümmung aufweist als der entsprechende Abschnitt der Befestigungslinie der Schirmmembran im aufgestellten, aber nur leicht gespannten Zustand. Dies bedeutet, dass die Tasche von ihrem Zuschnitt her starker gekrümmt sein kann, als dies die Form der Schirmmembran an sich erforderlich machen würde. Wenn die Tasche aufgrund des Zusammenwirkens der Zugkraft und des Stabes ausgesteift wird, ist die Tasche bestrebt, an der besagten Kante die dem Zuschnitt entsprechende Krümmung anzunehmen. Dies wird jedoch durch den Zuschnitt der Schirmmembran verhindert, indem sich die Schirmmembran in Umfangsrichtung spannt. Im Ergebnis führt damit die Zugkraft nicht nur zu einer Aussteifung der Tasche selbst, sondern auch zu einer Spannung der Schirmmembran in Umfangsrichtung, wodurch das Schirmsystem als ganzes stabilisiert wird und ein Flattern der Schirmmembran im Wind unterdrückt oder vermieden werden kann.
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Vorzugsweise besteht die Schirmmembran aus einer Mehrzahl von gleichartigen Bahnen, die jeweils einen schmalen Abschnitt zum Bilden eines Säulenabschnitts des Schirmsystems aufweisen, der in einen sich verbreiternden Abschnitt zum Ausbilden eines Dachabschnitts des Schirmsystems übergeht. Dabei sind vorzugsweise jeweils benachbarte Bahnen an ihren Längskanten verbunden, und zumindest ein Teil der Taschen ist im Bereich zweier aneinanderstoßender Längskanten angeordnet. Dadurch lässt sich ein stabiles, rotationssymmetrisches Schirmsystem erhalten, das zudem ästhetisch ansprechend ist.
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Während die Stäbe im aufgespannten Zustand des Schirmsystems in die besagte Trichter-, Trompeten- oder Tulpenform gespannt sind, stehen sie im gelösten Zustand des Zugmechanismus nahezu senkrecht, vorzugsweise unter einem Winkel von 70° bis 90° besonders vorzugsweise von 80° bis 90° zum Boden nach oben. In diesem Zustand ist die Angriffsfläche für Wind deutlich verringert. Diese kann bei Bedarf weiter verringert werden, indem die Stäbe und die von ihnen gehaltene Membran mit einem Band zusammengebunden werden. Allerdings ist das erfindungsgemäße Schirmsystem überraschend unanfälig für Wind, da es aufgrund der elastisch biegsamen Stäbe dem Winddruck nachgeben kann. Dies gilt im Übrigen auch für den aufgespannten Zustand des Schirmsystems, in dem konstruktionsbedingt eine gewisse Elastizität vorhanden ist.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die an den entspannten Stäben gehaltene Membran keinerlei sackartige Ausbauchungen bildet, in denen sich Regenwasser sammeln könnte.
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Stattdessen fließt das Regenwasser auch im entspannten, d. h. geschlossenen Zustand des Schirms innen oder außen ungehindert an der Membran herab.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Zugmechanismus folgendes:
- – ein bodenfestes Basisteil,
- – ein in vertikaler Richtung verstellbar gelagertes Zugteil, welches mit der Schirmmembran und/oder zumindest einem Teil der Taschen verbunden ist, und
- – eine Zugvorrichtung, die geeignet ist, das Zugteil in Richtung auf das Basisteil zu ziehen.
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Dabei weist das Zugteil vorzugsweise eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen zur Aufnahme zumindest eines Teils der Stäbe auf, so dass das Zugteil praktischerweise auf den bzw. entlang der in den Durchgangsöffnungen aufgenommenen Stäben verschiebbar gelagert ist.
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Zum Aufspannen des erfindungsgemäßen Schirmsystems werden vergleichsweise große Kräfte benötigt. Vorzugsweise umfasst daher die Zugvorrichtung einen Flaschenzug, mit einer oberen Rollenanordnung, die mit dem Zugteil verbunden ist, und einer unteren Rollenanordnung, die mit dem Basisteil verbunden ist. Dadurch lassen sich hohe Spannkräfte mit moderatem Kraftaufwand erzielen.
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Zusätzlich oder alternativ ist die Zugvorrichtung vorzugsweise mit einer Kurbel betätigbar, die aus Sicherheitsgründen abnehmbar sein sollte. Alternativ kann die Zugvorrichtung jedoch auch mit Hilfe eines Elektromotors betätigt werden. Dabei kann der Elektromotor mit einer Empfangs- und/oder Steuereinheit in Wirkverbindung stehen, welche Signale von einer vorzugsweise drahtlosen Sendeeinheit, beispielsweise einer Fernbedienung, empfangen und/oder verarbeiten kann, so dass ein Öffnen bzw. Schließen des Trichterschirms über das Betätigen der drahtlosen Sendeeinheit vermittelbar ist. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform lässt sich neben einem einzelnen Schirm auch eine Gruppe von Schirmen über das Betätigen der drahtlosen Sendeeinheit gleichzeitig öffnen bzw. schließen.
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Wie oben erwähnt, besteht ein besonderer Vorteil der trichterförmigen Schirme darin, dass Regenwasser nach innen, d. h. entlang der radial inneren Seite bzw. Oberseite der Schirmmembran vom radial äußeren Rand in Richtung der Mittelachse des Schirmsystems abfließt und nicht vom radial äußeren Rand herabtropft. Zur Aufnahme des innen abfließenden Regenwassers hat das Basisteil vorzugsweise eine Öffnung, durch welche Regenwasser ins Erdreich, in eine Zisterne oder in die Kanalisation ableitbar ist.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, in der die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert wird. Darin zeigen:
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1 eine Schnittansicht eines Trichterschirms aus dem Stand der Technik im aufgespannten Zustand,
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2 eine Schnittansicht des Trichterschirms von 1 im geschlossenen Zustand,
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3 eine schematische, perspektivische Ansicht eines Schirmsystems nach einer Weiterbildung der Erfindung,
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4 eine perspektivische Ansicht von schräg oben auf die Schirmmembran des Schirmsystems von 3,
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5 eine Schnittansicht der Schirmmembran des Schirmsystems von 3,
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6 eine perspektivische Ansicht der Taschen des Schirmsystems von 3,
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7 den Zuschnitt eines Membransegmentes,
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8 den Zuschnitt einer Tasche,
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9a eine schematische Ansicht einer Tasche mit eingeführtem Stab im ungespannten Zustand,
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9b eine schematische Ansicht einer Tasche mit eingeführtem Stab im gespannten Zustand,
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10 eine Draufsicht auf ein Zugteil,
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11 eine Schnittansicht einer Bodenhalterung des Schirmsystems mit Zugmechanismus,
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12a eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform des Schirmsystems,
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12b eine Draufsicht auf das Schirmsystem von 12a,
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13a eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform des Schirmsystems,
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13b eine Draufsicht auf das Schirmsystem von 13a,
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14a eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform des Schirmsystems,
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14b eine Draufsicht auf das Schirmsystem von 14a,
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15a eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform des Schirmsystems,
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15b eine Draufsicht auf das Schirmsystem von 15a.
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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In 3 ist ein Schirmsystem nach einer Ausführungsform der Erfindung im aufgespannten Zustand in einer Seitenansicht gezeigt.
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Das Schirmsystem 26 umfasst eine Schirmmembran 28, die im gezeigten aufgespannten Zustand eine sich nach oben radial erweiternde trichterförmige Fläche bildet. Die trichterförmige Fläche besteht grob gesprochen aus einem Säulenabschnitt 30 und einem Dachabschnitt 32. Auf der Oberseite bzw. auf der radial inneren Seite der Schirmmembran 28 sind zehn Taschen 34 angeordnet, die im gezeigten Ausführungsbeispiel entlang ihrer radial äußeren Kante an der radial inneren Seite der Schirmmembran 28 festgenäht sind. Jede der Taschen 34 dient zur Aufnahme eines elastisch biegsamen Stabes 36, der mit seinem unteren Ende jeweils in einer Bodenhalterung 38 verankert ist und in 3 lediglich am unteren Ende des Säulenabschnittes 30 zu sehen ist.
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4 und 5 zeigen die aufgespannte Schirmmembran des Schirmsystems von 3 in einer perspektivischen Ansicht von oben bzw. in einer Schnittansicht. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht der räumlichen Anordnung der Taschen 34 des aufgespannten Schirmsystems 26.
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Die Form des Schirmsystems 26 im aufgespannten Zustand wird durch den Zuschnitt der Schirmmembran 28 vorgegeben. Im Ausführungsbeispiel der 3 bis 5 besteht die Schirmmembran 28 aus zehn gleichartigen Membransegmenten 37, von denen eines in 7 gezeigt ist. Die Membransegmente 37 sind an ihren Längskanten 37a miteinander vernäht. In 8 ist ferner eine Draufsicht auf eine Tasche 34 gezeigt, die deren sichelförmigen Zuschnitt gut erkennen lässt. Wie vor allem in 4 gut zu erkennen ist, sind die Taschen 34 mit ihrer radial äußeren Kante 40 im Bereich zweier aneinanderstoßender Längskanten 37a von Membransegmenten 37 an der Schirmmembran 28 befestigt. Im gespannten Zustand schmiegt sich dabei der in der jeweiligen Tasche 34 angeordnete Stab 36 an der radial inneren Kante 42 der Tasche 34 an und führt daher zu einer rippenartigen Aussteifung der Tasche 34, die ebenfalls in 4 besonders gut zu erkennen ist. Die Stäbe sind in 4 von den Taschen 34 verdeckt, ihre Lage in den Taschen 34 wird jedoch unten unter Bezugnahme auf 9a und 9b näher erläutert.
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Als nächstes wird die Funktion des Schirmsystems 26 von 3 mit den Komponenten von 4 bis 8 beschrieben. Im geschlossenen, d. h. im nicht aufgespannten Zustand (nicht gezeigt) stehen die elastischen Stäbe 36 im Wesentlichen senkrecht von der Bodenhalterung 38 nach oben. „Im Wesentlichen senkrecht” bezeichnet hierbei beispielsweise eine Orientierung, die um maximal 20° von der Vertikalen abweicht. Die Stäbe 36 sind dabei in den Taschen 34 angeordnet, so dass die Schirmmembran 28 locker an den senkrechten Stäben 36 hängt. Vorteilhafterweise bildet die Schirmmembran 28 hierbei keinerlei sackartige Ausbauchungen, in denen sich Regenwasser sammeln könnte. Um die Angriffsfläche für Wind im geschlossenen Zustand zu verringern, könnten die Stäbe 36 und die Schirmmembran 28 beispielsweise mit einem Klettband zusammengebunden werden. Allerdings kann das Schirmsystem 26 im geschlossenen Zustand aufgrund der Biegsamkeit der Stäbe 36 dem Winddruck durch Neigung nach Lee ausweichen, so dass eine verhältnismäßig große Angriffsfläche für Wind toleriert werden kann. In 9a ist beispielhaft eine Tasche 34 mit einem darin angeordneten elastisch biegsamen Stab 36 des geschlossenen Schirmsystems 26 dargestellt, der im Wesentlichen senkrecht steht.
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Zum Aufspannen des Schirmsystems 26 wird ein unterer Abschnitt der Schirmmembran 28, d. h. das untere Ende des Säulenabschnitts 30 derselben, nach unten gezogen, wie dies durch Pfeile 44 in 3 schematisch angedeutet ist. Ein geeigneter Zugmechanismus hierfür wird unten beschrieben. Dadurch werden die Stäbe 36 weiter in die zugehörige Tasche 34 geschoben und stoßen an einem Widerlager 46 an, das im gezeigten Ausführungsbeispiel durch ein geschlossenes Ende der jeweiligen Tasche 34 gebildet wird. Das Widerlager 46 kann bei Bedarf durch Metall- oder Kunststoffbeschläge verstärkt sein. Nachdem der Stab 36 am Widerlager 46 angestoßen hat, kann er dem weiteren Schub relativ zur Tasche 34 nur dadurch ausweichen, dass er sich verbiegt. Die Form, die er dabei annimmt, wird durch die Form der Tasche 34 vorbestimmt.
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Die Biegung des Stabes 36 in Antwort auf den Zug an der Schirmmembran 28 ist in 9b gut zu erkennen. Wie in 9b zu sehen ist, greift der Zugmechanismus über eine Leine 48 im Bereich der radial äußeren Kante 40 der Tasche 34 an. Die Leine 48 muss dabei nicht selbst direkt an der radial äußeren Kante 40 der Tasche 34 angeordnet sein. Beispielsweise ist es möglich, am unteren Ende der Schirmmembran 28 einen umlaufenden Ring (nicht gezeigt) vorzusehen, an dem der Zugmechanismus angreift. Über den Ring kann dann das untere Ende der Schirmmembran 28 gleichmäßig nach unten gezogen werden. Da die radial äußere Kante 40 im gezeigten Ausführungsbeispiel direkt an der Schirmmembran 28 befestigt ist, greift der Zugmechanismus funktional auch bei diesem Aufbau im Bereich der radial äußeren Kante 40 der Tasche 34 an. Ein Beispiel für ein ringförmiges Zugteil 64, welches mit dem unteren Ende der Schirmmembran verbindbar ist, wird unten im Zusammenhang mit 10 und 11 beschrieben.
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Die Tasche 34 hat eine Sichelform, bei der die radial innere Kante 42 langer ist und eine geringere mittlere Krümmung aufweist als die radial äußere Kante 40. Man beachte, dass sich der Begriff „radial innen/außen” hier auf den radialen Abstand der Kante von der Mittelachse 50 (s. 3) des Schirmsystems 26 bezieht. Der Zug an der Leine 48 in Richtung Boden und der Schub des Stabes 36 gegen das Widerlager 46 führen dazu, dass der Stab 36 sich an die radial innere Kante 42 der Tasche 34 anschmiegt. In diesem in 9b gezeigten Zustand ist die Tasche 34 funktionell zu einer rippenartigen Struktur versteift, durch die die Schirmmembran 28 wie in 3 und 4 zu erkennen in der aufgespannten Konfiguration gehalten wird. Dadurch wird eine stabile, tragfähige Konstruktion geschaffen, ohne dass ein gelenkiger Spannmechanismus üblicher Bauart zum Einsatz kommen müsste.
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Durch die Biegsamkeit der Stäbe 36 ist das Schirmsystem 26 im aufgespannten Zustand immer noch zu einem gewissen Grad flexibel. Dies wird durchaus als Vorteil angesehen. Falls das Schirmsystem 26 z. B. bei einem überraschend aufziehenden Gewitter oder Unwetter von einer Sturmböe erfasst wird, kann es zur Seite gedrückt werden, ohne umzufallen, plastisch verformt zu werden oder weggeweht zu werden, und richtet sich nach der Böe automatisch wieder auf. Ferner kann eine leicht wiegende Bewegung des Schirmsystems 26 bei mittleren Winden als besonders harmonisch und ästhetisch empfunden werden.
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Der Zuschnitt der Taschen 34 muss an die Form der Schirmmembran 28 im aufgespannten Zustand angepasst werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Taschen 34 entlang von Meridianen der aufgespannten Schirmmembran 28 angeordnet. In der vorliegenden Offenbarung bezeichnet ein „Meridian” eine gedachte Schnittlinie einer Radialebene mit der aufgespannten Schirmmembran 28. Eine „Radialebene” bezeichnet eine jede Ebene, die die Mittelachse 50 (s. 3) des Schirmsystems 26 enthält.
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Ein geeigneter Zuschnitt der Tasche 34 hätte daher eine radial äußere Kante 40, deren Form der Befestigungslinie zwischen der Schirmmembran 28 und der Tasche 34, d. h. dem genannten Meridian der Schirmmembran 28 entspricht. Dann wird die Schirmmembran 28 bei gespannten, d. h. ausgesteiften Taschen 34 wie von speichenförmig angeordneten Rippen in der gewünschten Position gehalten.
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Der Erfinder hat festgestellt, dass mit derartig zugeschnittenen Taschen 34 ein stabiles Schirmsystem 26 hergestellt werden kann. Allerdings kann es von Vorteil sein, wenn der Taschenzuschnitt ein gewisses „Überspannen” der Schirmmembran 28 gestattet. Dabei sind die Taschen 34 so geformt, dass sie die Schirmmembran 28 beim Aufspannen des Schirmsystems 26 – bevor sie selbst vollständig gespannt sind – in Umfangsrichtung so spannen, dass ein Teil der Zugkraft in eine radiale Spannung der Schirmmembran 28 umgesetzt wird.
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Grob gesprochen wird dies durch einen Taschenzuschnitt erreicht, der stärker gekrümmt ist, als dies der Zuschnitt der Schirmmembran 28 eigentlich erfordert. Dies bedeutet, dass die Taschen 34 aufgrund ihrer Befestigung an der Schirmmembran 28 nicht in ihren vollständig gekrümmten Zustand gespannt werden können, weil dies die Schirmmembran 28 nicht zulässt, oder zumindest nur unter Spannung und einer gewissen Dehnung der Schirmmembran 28. Dadurch wird die aufgespannte Schirmmembran 28 zusätzlich unter Spannung gesetzt, und ein Flattern der Schirmmembran kann verhindert oder zumindest stark verringert werden.
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Diese „Überspannung” der Schirmmembran 28 soll unter weiterer Bezugnahme auf 9b näher erläutert werden. In 9b zeigt Bezugszeichen 40 die radial äußere Kante, die exakt der Befestigungslinie der Schirmmembran 28 im aufgestellten, aber nur leicht gespannten Zustand entspricht. Bezugszeichen 40' und 42' bezeichnen eine gestrichelt schematisch angedeutete Modifikation der Tasche 34 mit einer radial äußeren Kante 40' und einer radial inneren Kante 42', die abschnittsweise eine stärkere Krümmung aufweisen als die radial äußere Kante 40 und die radial innere Kante 42. Mit diesem Zuschnitt kann die Tasche 34 demnach starker gekrümmt werden, als dies die Schirmmembran 28, zumindest ohne eine gewisse Dehnung, zulässt. Daher führt der modifizierte Taschenzuschnitt von 9b mit der stärker gekrümmten radial äußeren Kante 40' zu einer Spreizung der Schirmmembran 28, der durch den Aufbau einer radialen Spannung der Schirmmembran 28 entgegengewirkt wird.
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In 10 und 11 sind eine bevorzugte Ausführungsform der Bodenhalterung 38, die in 3 lediglich schematisch dargestellt wurde, sowie ein Zugmechanismus 52 gezeigt.
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Die Bodenhalterung 38 enthält ein Basisteil 54, welches gleichzeitig ein Teil des Zugmechanismus 52 bildet. Das Basisteil 54 ist mit Schrauben 56 im Boden verankert. Ferner umfasst das Basisteil 54 Bohrungen 58, in denen die elastisch biegsamen Stäbe 36 gehalten sind. Das Basisteil 54 hat ferner eine zentrale Öffnung 60, durch welche Regenwasser ins Erdreich, in eine Zisterne oder in die Kanalisation ableitbar ist. Schließlich enthält das Basisteil 54 eine untere Rollenanordnung 62.
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Der Zugmechanismus 52 umfasst ferner ein Zugteil 64, welches in 10 in einer Draufsicht dargestellt ist. Das Zugteil 64 enthält eine der Anzahl von Stäben 36 entsprechende Anzahl von Durchgangsöffnungen 66, durch die die Stäbe 36 geführt sind. Dadurch ist das Zugteil 64 auf den Stäben 36 bzw. entlang den Stäben 36 in vertikaler Richtung verschiebbar gelagert. Wie weiter in 11 zu sehen ist, ist das untere Ende der Membran 28 am Zugteil 64 befestigt. Schließlich umfasst das Zugteil 64 eine obere Rollenanordnung 68, die zusammen mit der unteren Rollenanordnung 62 einen Flaschenzug bildet, wobei ein die Rollenanordnungen 62, 68 im Betrieb verbindendes Seil in der 11 der Übersichtlichkeit halber nicht eingezeichnet wurde.
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Dieser Flaschenzug kann auf an sich bekannte Weise unmittelbar mit der Hand, mit Hilfe einer Kurbel oder eines Elektromotors betätigt werden. Da zum Spannen des Schirmsystems 26 vor allem bei größerem Durchmesser erhebliche Zugkräfte aufgewendet werden müssen, ist die Kurbel vorzugsweise aus Sicherheitsgründen abnehmbar. Bei Verwendung eines Elektromotors oder eines Kurbelmechanismus kann auf den Flaschenzug auch verzichtet werden.
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Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich wird, gestattet das Schirmsystem 26 der Erfindung es, einen trichterförmigen Schirm vollkommen ohne einen herkömmlich, gelenkigen Spannmechanismus bereitzustellen. Stattdessen wird das Schirmsystem 26 allein durch biegbar elastische Stäbe 36 getragen, die beim Aufspannen des Schirmsystems 26 durch geeignete Taschen 34 in die gewünschte Form überführt werden. In der gezeigten Ausführungsform sind die Stangen 36 dabei über nahezu ihre gesamte Länge in den Taschen 34 angeordnet und daher vor Witterungseinflüssen geschützt. Da die Stäbe 36 des erfindungsgemäßen Schirmsystems jedoch ohne weiteres aus witterungsbeständigem, insbesondere korrosionsbeständigem Material hergestellt werden können, ist der Schutz der Stäbe nicht von entscheidender Bedeutung. Die Taschen 34 könnten daher auch ohne weiteres streckenweise unterbrochen sein oder durch eine Vielzahl von Schlaufen o. ä. ersetzt werden, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung immer noch als „Taschen” angesehen würden. Da das Schirmsystem auf gelenkige Verbindungen zwischen Stäben verzichten kann, kann das Problem korrodierender Gelenkverbindungen vermieden werden.
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Ähnlich wie bei einem herkömmlichen Trichterschirm sind die Stäbe 36 für den Nutzer, der sich unter dem Schirmdach 32 aufhält, verborgen, was ästhetisch ansprechend ist. Dieser ästhetische Vorteil wird im Vergleich zu einer herkömmlichen Schirmkonstruktion ungleich weniger durch Schattenwurf beeinträchtigt. Da die Stäbe 36 stets dicht an der Schirmmembran 28 liegen, befinden sich auch deren Schatten im Bereich der Taschen, was beispielsweise bei dem Schirmsystem von 3 bis 5 lediglich zu dunklen Linien entlang der Meridiane der Schirmmembran 28 führt, die ästhetisch nicht als störend empfinden werden. Dies ist anders als bei einer üblichen Dachkonstruktion, bei der vor allem das Schattenbild der vergleichsweise weit von der Schirmmembran entfernten Stützstreben verzerrt und exzentrisch auf dem Schirmdach abgebildet wird, was den eigentlich durch die Konstruktion erwünschten ästhetischen Vorteil beeinträchtigt.
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Der Begriff „Schirmmembran” ist in der vorliegenden Offenbarung breit zu verstehen und umfasst sämtliche für Schirme übliche oder auch nur geeignete Materialien. Ohne Einschränkung können die Membranen aus üblichen UV-, witterungs- und knickbeständigen, wasserdichten, reißfesten und/oder dehnungsarmen Materialien bestehen, wie z. B. Nylon, Polyester oder Baumwolle. Es können jedoch auch Netze, beispielsweise aus Draht oder Nylon verwendet werden. Die Schirmmembran 28 kann auch mit Teflon beschichtet sein. Die Schirmmembran 28 kann auch aus einem biomimetischen Material bestehen und/oder mit einem biomimetischen Material beschichtet sein, das den so genannten Lotos-Effekt vermittelt.
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Die Ränder der Schirmmembran 28 sind vorzugsweise gesäumt oder weisen eine verstärkte Kante oder Webkante auf. Die Stäbe 36 können als Vollstäbe oder Rohre mit über ihre Länge im Wesentlichen gleichbleibendem Durchmesser ausgebildet sein. Andere Profile sind jedoch ebenfalls möglich. Die Stäbe 36 haben elastische Eigenschaften und weisen eine hohe Bruchfestigkeit auf. Bevorzugte Materialien sind Fiberglas, Glasfaser, Kohlenstofffaser-Werkstoffe, Metall oder Verbundstoffe, wie etwa glasfaserverstärkte Stäbe. Die Stäbe 36 können auch aus mehreren biegeelastischen Segmenten bestehen, die miteinander in an sich bekannter Weise, beispielsweise mittels Schraub- und Steckverbindungen, verbunden sind.
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Die unter Bezugnahme auf 3 bis 11 erläuterte Konstruktion kann für trichterförmige Schirmsysteme unterschiedlichster Gestalt verwendet werden. Beispielsweise zeigen 12 bis 14 Beispiele von Schirmsystemen ähnlicher Konstruktion, jedoch mit einer unterschiedlichen Anzahl von Stäben 36 und Membransegmenten 37, jeweils in einer perspektivischen Ansicht und einer Draufsicht. Sämtliche dieser gezeigten Schirmformen werden im Zusammenhang der vorliegenden Offenbarung als „trichterförmig” angesehen.
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Ferner ist das Schirmsystem keinesfalls auf rotationssymmetrische bzw. zentrosymmetrische Schirmformen beschränkt. Beispielsweise zeigen 15a und 15b eine Seitenansicht bzw.
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Draufsicht auf einen asymmetrischen Schirm, der sich mit der beschriebenen Konstruktion ohne weiteres herstellen lässt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Mittelpfeiler
- 12
- teleskopartig verschiebbarer Pfeilerabschnitt
- 14
- Flanschplatte
- 16
- Dachstange
- 18
- Stützstrebe
- 20
- Lagerflansch
- 22
- Schirmmembran
- 24
- freies Ende der Dachstange 16
- 26
- Schirmsystem
- 28
- Schirmmembran
- 30
- Säulenabschnitt
- 32
- Dachabschnitt
- 34
- Tasche
- 36
- elastisch biegsamer Stab
- 37
- Membransegment
- 37a
- Längskante des Membransegmentes 37
- 38
- Bodenhalterung
- 40
- radial äußere Kante
- 42
- radial innere Kante
- 44
- Pfeile
- 46
- Widerlager
- 48
- Leine
- 50
- Mittelachse
- 52
- Zugmechanismus
- 54
- Basisteil
- 56
- Schrauben
- 58
- Bohrungen
- 60
- zentrale Öffnung
- 62
- untere Rollenanordnung
- 64
- Zugteil
- 66
- Durchgangsöffnung
- 68
- obere Rollenanordnung
