-
Kraftscharnier für ein um eine gemeinsame Scharnierachse faltbares
Lukendeckelpaar, insbesondere auf Schiffen Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftschamier
für ein um eine gemeinsame Schamierachse faltbares Lukendeckelpaar, insbesondere
auf Schiffen, bei dem ein hydraulisches Antriebsorgan senkrecht zur Scharnierachse
angeordnet ist und die Kraftübertragung von dessen Kolbenstange auf die Lukendeckel
über schwingende übertragungselemente erfolgt, wobei einerseits als schwingendes
übertragungselement zum angetriebenen Lukendeckel ein an der Kolbenstange schwenkbar
befestigter, mittels eines Schwenkzapfens am Lukendeckel angreifender Winkelhebel
und andererseits als schwingendes übertragungselement zum nicht angetriebenen Lukendeckel
ein mit diesem und am Winkelhebel schwenkbar verbundener Stab vorgesehen ist.
-
Es sind Kraftschamiere der angegebenen Art für Lukendeckel mit mehrteiliger
Lenkerverbindung bekannt, bei denen ein hydraulisches Antriebsorgan senkrecht zur
Trennfuge zwischen zwei Lukendeckeln an denselben angreift. Bei einer bekannten
Anordnung ist das eine Ende eines doppeltwirkenden hydraulischen Zylinders mit einem
geraden Antriebslenker verbunden, dessen anderes Ende an dem nicht angetriebenen
Lukendeckel angelenkt ist. Mit diesem geraden Antriebslenker ist ein weiteres Lenkerglied
verbunden, das seinerseits an einem vorspringenden Abschnitt der angetriebenen Verschlußplatte
angelenkt ist. Dabei sind diese Lenkachsen im wesentlichen miteinander ausgefluchtet
und liegen oberhalb der Scharnierachse, wobei die letztere in der Höhe zwischen
den Anlenkungspunkten an den beiden Lukendeckeln liegt.
-
Weiterhin ist ein Kraftscharnier bekannt, bei dem ein doppeltwirkender
hydraulischer Zylinder, der mit seinem einen Ende schwenkbar im angetriebenen Lukendeckel
angeordnet ist, über eine Kolbenstange auf das freie Ende eines ebenfalls in diesem
angetriebenen Lukendeckel schwenkbar angeordneten Antriebslenkers angreift, wobei
dieser Antriebslenker auf das freie Ende eines weiteren Lenkergliedes, das schwenkbar
in einem mit dem genannten Lukendeckel über ein Scharnier verbundenen Lukendeckel
angeordnet ist, beeinflußt.
-
Die bekannten Anordnungen erfordern zum Öff-
nen der Lukendeckel
wegen der getroffenen Hebelverbindungen und Achsanordnungen ein relativ großes Drehmoment,
das nur von einem leistungsstarken und aufwendigen Antriebsaggregat geliefert werden
kann. Die großen Antriebskräfte sind deshalb erforderlich, da bei fortschreitender
öffnungsbewegung der Lukendeckel die Hebelverhältnisse zur übertragung der Antriebskräfte
immer ungünstiger werden. Die großen Antriebskräfte, durch die eine robuste Ausgestaltung
der Antriebsglieder bedingt wird, werden über weite Bereiche der öffnungszeit nicht
benötigt, müssen aber dennoch vorhanden sein, da sie bei allen öffnungsstellungen
der Lukendeckel ausreichend sein müssen.
-
Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, ein Kraftscharnier für ein
um eine gemeinsame Scharnierachse faltbares Lukendeckelpaar zu schaffen, das zur
Verschiebung der Lukendeckel ein kleineres Drehmoment erfordert, als dies bei den
bekannten Anordnungen der Fall ist. Dabei sollen die Antriebskräfte in jeder Stellung
der Lukendeckel im wesentlichen gleichermaßen, d. h. mit im wesentlichen
gleichem Wirkmoment, die öffnungs- und Schließbewegung der Lukendeckel bewirken.
-
Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe bei einem eingangs erwähnten
Kraftscharnier dadurch gelöst, daß die Schwenkzapfen in der Schamierachse in an
sich bekannter Weise in der Höhe zwischen den Schwenkzapfen in den Angriffspunkten
der übertragungselemente an den beiden Deckeln angeordnet sind und daß in der Schließstellung
der Lukendeckel der Schwenkzapfen zwischen Winkelhebel und Stab höher als die Schwenkzapfen
zwischen Kolbenstange und Winkelhebel einerseits und Stab und Lukendeckel andererseits
liegt.
-
Bei dieser Anordnung ist das aufzuwendende Drehmoment klein, so daß
die Lukendeckel bereits
mit einem einfachen, verhähnismäßig schwachen
hydraulischen Antrieb bewegt werden können.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kraftschamiers
ist der zwischen Stab und nicht angetriebenem Lukendeckel angeordnete Schwenkzapfen
weiter von der Scharnierachse entfernt, als der Schwenkzapfen zwischen Winkelhebel
und angetriebenem Lukendeckel. Eine andere bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Kraftscharniers ist dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkzapfen zwischen Winkelhebel
und angetriebenem Lukendeckel weiter von dem Schwenkzapfen zwischen Winkelhebel
und Stab entfernt ist, als der Schwenkzapfen zwischen Stab und nicht angetriebenem
Lukendeckel.
-
Die Merkmale der bevorzugten Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen
Kiaftscharniers bezeichnen vorteilhafte Anordnungen der Lagerpunkte für die Antriebsglieder,
so daß die Antriebskräfte in jeder Stellung der Lukendeckel gleichermaßen günstig
für die Betätigung dieser Lukendeckel wirksam sind.
-
Die nachstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform. eines
derartigen Kraftscharniers dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der
weiteren Erläuterung der Erfindung. Es zeigt F i g. 1 die Gesamtansicht einer
Lukenabdeckung, F i g. 2 die Seitenansicht dieser Lukenabdeckung mit geschlossenen
bzw. teilweise und vollstängig geöffneten Deckeln, F i -. 3 die Seitenansicht
der bevorzugten Ausführungsform des Kraftscharniers, F i g. 4 die Draufsicht
auf die F i g. 3,
F i g. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in F
ig. 3,
F i g. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI in F i
g. 3,
F i g. 7 die Seitenansicht des Kraftschamiers in halbgeöffneter
Stellung der Lukendeckel und F i g. 8 die Seitenansicht des Kraftscharniers
in der Offenstellung der Lukendeckel.
-
Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Lukenabdeckung
10 dient zum wetterfesten Abdecken einer Lukenöffnung 15, beispielsweise
ün Deck eines Schiffes. Die Lukenabdeckung 10 besteht aus jeweils vier Lukendeckeln
11, 12, 13, 14 bzw. 11', 12', lY, 14', welche (vgl. F i
g. 2) in ihrer Offenstellung an jeweils einem gegenüberliegenden Ende der
Lukenöffnung 15
verstaut werden können. In der Schließstellung sitzt die Lukenabdeckung
10 auf dem Lukenrand 16 auf, so daß die einzelnen Platten in einer
Ebene liegen.
-
Wie aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich ist, ist zwischen den
beiden Lukendeckeln eines Deckelpaares jeweils ein Kraftschamier angeordnet, dessen
Schwenkachse an der unteren Fläche der Lukenabdeckung 10 liegt. Was ira nachfolgenden
über die Lukendeckel 11,12,13,14 gesagt ist, bezieht sich selbstverständlich in
gleicher Weise auch auf die Lukendeckel ll', 12', lY, 14'. Zwischen den Lukendeckeln
11 und 12 befindet sich ein Kraftscharnier, dessen Scharnierachse
17 etwas unterhalb der Ebene der unteren Fläche der Lukenabdeckung
10 liegt. Zwischen den Lukendeckeln 12 und 13 befindet sich ein Scharnier
18, das in der Ebene der oberen Fläche der Lukenabdeckung 10 liegt.
Die Schwenkachse 19
des zwischen den Lukendeckeln 13 und 14 angeordneten
Kraftscharniers liegt wieder etwas unterhalb der unteren Fläche der Lukenabdeckung.
Diese Anordnung der Schamierachsen 17,18,19 ermöglicht es, die Lukendeckel
11,12,13,14 über eine Zwischenstellung 20 in ihre Offenstellung 21 zu verbringen,
in der sie weitgehend zueinander parallel stehen.
-
Die Fig.3 bis 6 zeigen im einzelnen das Kraftschamier
25, welches die nebeneinanderliegenden Lukendeckel 11, 12 verbindet
und der Faltung bzw. Entfaltung der Lukenabdeckung 10 dient. Ein gleiches
Scharnier befindet sich auch zwischen den Lukendeckeln 13 und 14.
-
Der Lukendeckel 11 weist ein Scharnierelement 26
mit
zwei im Abstand vorgesehenen Schamierarmen 27, 28 auf, die von einer Scharnierplatte
29 abstehen. Mit Hilfe dieser Scharnierplatte ist das Scharnierelement
26 am Lukendeckel 11 befestigt. Die Scharnierarme 27, 28 stehen
von der Schamierplatte 29
gegen den Lukendeckel 12 vor. Die Schamierarme sind
weiterhin schwenkbar mit einem Scharnierelement 30 verbunden, das am Lukendeckel
12 befestigt ist. Das Scharnierelement 30 hat zwei in gegenseitigem Abstand
liegende innere Scharnierarme 31,
32 und zwei äußere Scharnierarme
33, 34, welche an entgegengesetzten Seiten der inneren Schamierarme
31 bzw. 32 in Abständen von diesen angebracht sind. Die Schamierarme
31,32,33,34 stehen von einer Schamierplatte 35 ab, durch die das Scharnierelement
30 am Lukendeckel 12 befestigt ist. Die Scharnierelemente 26,30 übergreifen
einander an der Mittellinie zwischen den nebeneinanderliegenden Lukendeckeln
11 und 12. Der Scharnierarm 27 liegt zwischen den Schamierarmen
31,33 und ist mit den letzteren durch einen Schwenkzapfen 36' verbunden.
Der Schamierarm 28 liegt zwischen den Scharnierarmen 32,34 und ist mit den
letzteren durch einen Schwenkzapfen 36 verbunden. Die Schwenkzapfen
36,36' liegen auf einer Geraden, die die Scharnierachse17 (Fig.2) darstellt.
Die Schamierachse liegt in der Mitte zwischen den nebeneinanderliegenden Lukendeckeln
11, 12 und, wie aus F i g. 3 ersichtlich, etwas unter der unteren
Fläche der Lukendeckelll und 12, so daß die Deckel in ihrer Offenstellung in leichtem
Abstand voneinander stehen, wie dies in F i g. 8 dargestellt ist.
-
Der Antriebsmechanismus umfaßt einen zwischen den Schamierarmen
27 und 28 sitzenden Winkelhebel 40. Dieser weist einen sich nach unten
erstreckenden Ann41 auf. Der Arm.41 ist mit den Scharnierarmen 27, 28 zwischen
Vorsprüngen 42 bzw. 43 durch einen Schwenkzapfen 44 beweglich verbunden. Ein Ende
eines Verbindungsstabes 45 ist schwenkbar mit dem Winkelhebel 40 durch einen Schwenkzapfen
46 verbunden; das andere Ende des Stabes 45 ist schwenkbar mit den inneren Scharnierarmen
31,32 durch einen weiteren Schwenkzapfen 47 verbunden. Der Verbindungsstab
45 stellt ein Kraftübertragungselement zwischen dem Winkelhebel 40 und dem Schamierelement
30 dar, durch welches auf den Lukendeckel 12 eine Kraft übertragen werden
kann. Der Winkelhebel 40 weist ferner einen Arm 48 auf, welcher sich durch eine
öffnung 49 in der Schamierplatte 29 erstreckt.
-
Zur Betätigung des Winkelhebels 40 ist ein hydraulisches Antriebsorgan
50 vorgesehen. Dieses ist am Zylinderende schwenkbar mit dem Lukendeckel
11
durch einen in einer Gabel 52 und einer Buchse 56
sitzenden
Schwenkzapfen 51 verbunden. Das Kolbenstangenende des hydraulischen Antriebsorgans
50
ist durch einen Schwenkzapfen 53 beweglich mit
dem
Arm 48 des Winkelhebels 40 verbunden. Der Schwenkzapfen 53 sitzt in einer
Gabel 54, die am Ende der Kolbenstange 55 angeordnet ist.
-
Das hydraulische Antliebsorgan ist vorzugsweise ein doppeltwirkendes
Aggregat, das die Lukendeckel aus ihrer Schließ- in die Offenstellung und umgekehrt
verschieben kann. Die Einwirkung von Druckflüssigkeit im Zylinderende des hydraulischen
Antriebsorgans 50 bewirkt die Auswärtsbewegung der Kolbenstange
55. Die Kolbenstange 55 überträgt die von der Druckflüssigkeit ausgeübte
Kraft auf den Winkelhebel 40, welcher durch Schwenkung um den Schwenkzapfen 44 die
Kraft über den Verbindungsstab 45 weiterleitet. Die Kraft wird dadurch auf die Scharnierelemente
26 und 30 übertragen. Die Scharnierelemente 26 und
30 werden somit mit einem Drehmoment beaufschlagt, das ihre Schwenkung um
die Schamierachse 17 (Schwenkzapfen 36,36) bewirkt. F i
g. 7 zeigt eine Zwischenstellung der Lukendeckel 11, 12, in welche
sie durch eine Verschwenkung um etwa 451 bewegt wurden. Wie dargestellt, ragt die
Kolbenstange 55 teilweise aus dem hydraulischen Antriebsorgan 50 heraus.
Die Kolbenstange 55 bewegt sich durch eine öffnung 49 in der Scharnierplatte
29 und beaufschlagt den Arm 48 des Winkelhebels 40 mit einer Kraft. Die Schwenkverbindungen
an den entgegengesetzten Enden des hydraulischen Antriebsorgans 50 erlauben
es diesem, seine Stellung den Bewegungen der verschiedenen Teile des Kraftscharniers
25 anzupassen. F i g. 8 zeigt die Lukendeckel 11, 12 in der
Offenstellung, in der sie weitgehend parallel, in geringem gegenseitigem
Ab-
stand stehen. Die Lukendeckel 11, 12 haben sich gegeneinander über
einen Winkel von 1800 um die Schamierachse 17 bewegt; die Kolbenstange
55 ist voll ausgefahren. Zur Rückwärtsbewegung der Lukendeckel
11, 12 in ihre Schließstellung wird in das Kolbenstangenende des Antriebsorgans
50 Druckmedium eingeführt. Hierdurch wird eine geradlinige Rückkehrbewegung
der Kolbenstange 55 und somit die Umkehrbewegung des Kraftschamiers
25 verursacht, so daß sich die Lukendeckel 11, 12 wieder auf den Lukenrand
16 absenken.
-
Normalerweise sind zwischen einem Paar von Lukendeckeln mehrere Kraftscharniere
vorgesehen, deren Anzahl von den Baudaten und dem benötigten Kraftaufwand abhängt.
Jedes Kraftscharnier ist kompakt ausgebildet, wirkt selbständig und beaufschlagt
die Schamierelemente mit den für den Antrieb der Lukendeckel benötigten Drehmomenten.
Bei der Bewegung der Lukendeckel wird das größte Drehmoment beim anfänglichen Anheben
der Deckel vom Rand benötigt. Das Drehmoment vermindert sich dann bei der fortgehenden
öffnungsbewegung. Das erfindungsgemäße Kraftschamier liefert ein die Scharnierelemente
beaufschlagendes Drehmoment, das den verschiedenen, an diese Momente gestellten
Anforderungen bei der Betätigung der Lukendeckel genügt. Es ist gemäß der Erfindung
ohne weiteres möglich, die Abmessungen des Kraftscharniers zu ändern, um dadurch
das erzeugte Drehmoment zu variieren. Bei der im voranstehenden beschriebenen Ausführungsform
einer Lukenabdeckung, bei der vier Lukendeckel zusammen als Einheit betätigt werden,
ist das Kraftscharnier jeweils zwischen zwei Lukendeckeln vorgesehen.