DE2144381A1 - Gelenk oder scharnier aus elastomerem werkstoff - Google Patents
Gelenk oder scharnier aus elastomerem werkstoffInfo
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
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- E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
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Description
- Gelenk oder Scharnier aus elastomerem Werkstoff Die Erfindung betrifft ein Gelenk oder Scharnier aus elastomerem Werkstoff zum Verbinden zweier oder mehrerer gegeneinander abwinkelbarer Teile.
- Es sind Scharniere bekannt, die im wesentlichen aus einem Gummistreifen bestehen, der an seinen beiden gegenüberliegenden Kanten mit irgendwelchen abzuwinkelnden Teilen verbunden ist.
- Es ist ferner bei schlauchförmigen Abdichtungen für Dehnungsfugen bekannt (CHPS 433418), an den Gelenkstellen die Schlauchwand durch nach außen mündende Einkerbungen zu schwächen. Auf diese Weise ist ein leichteres Einfalten des Profils in den Gelenkstellen möglich.
- Der Erfindung liegt die Auf gabe zugrunde, ein Gelenk oder Scharnier der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welches noch leichtgängiger ist als die bekannten Gummigelenke und welches keine Schwächung des Materialquerschnitts mit sich bringt.
- Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß der die Teile verbindende eigentliche Gelenkteil mehrteilig, unter Bildung von senkrecht zu einer Winkelebene jeweils zweier gegeneinander abwinkelbarer Teile verlaufender Schichten ausgebildet ist.
- Die Erfindung macht sich dabei die Gesetzmäßigkeit zu Nutze, wonach das Biegemoment sich proportional zur dritten Potenz der Dicke des abzubiegenden Teils verhält. Schon durch eine Unterteilung in zwei gleich dicke Hälften reduziert sich dabei das Biegemoment auf ein Viertel des Ausgangswertes.
- Es ist vorstellbar, daß an einem zentralen Gelenk zwei oder mehrere Teile angeschlossen sind, die wahlweise gegeneinander abgewinkelt werden. In diesem Fall ist ein dreidimensional ausgedehntes Gelenk vorteilhaft. Ein solches liegt aber auch schon bereits bei einem scharnierartigen Gelenk mit zwei gegeneinander abwinkelbaren Teilen vor.
- Um ein noch weicheres Gelenk zu erhalten schlägt die Erfindung vor, daß der eigentliche Gelenkteil mehr als zwei Schichten umfaßt.
- Die Erfindung macht möglich, Gelenke in elastomeren Werkstoffen, wie beispielsweise natürlichen oder künstlichen Gummi, derart auszubilden, daß sie praktisch kraftlos arbeiten ohne eine Schwächung bei Zugbeanspruchung hinnehmen zu müssen.
- eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Schichten im Sinne des zwischen den Teilen zu bildenen Winkels gekrümmt bzw. abgewinkelt sind. Eine solche Krümmung kann dann vorgegeben sein, wenn die abzuwinkelnden Teile in ihrer Ausgangslage bereits einen Winkel miteinander einschließen. Sie kann aber auch bei in der gleichen Ausgangsebene liegenden, gegeneinander abzuwinkelnden Teilen vorteilhaft sein. Durch die Ausbauchung in einer Richtung, die sich infolge der Krümmung ergibt, kann die Knickrichtung der beiden als der Ausgangslange aufeinander zubewegten Teile vorher bestimmt werden. Dies ist beispielsweise bei Faltwänden von Bedeutung, wenn die Faltteile aus der gestreckten Lage in die zusammengefaltete Lage zu bringen sind.
- Die oben beschriebenen Vorteile der Erfindung können no=h dadurch wesentlich erhöht werden, daß zwischen den Schichten, mindestens in der geöffneten Gelenkstellung,Hohlräume gebildet sind.
- Diese Hohlräume ermöglichen nämlich eine freie räumliche Bewiegung der einzelnen Schichten, ohne daß diese gegeneinander reiben. Im Idealfall ist dabei zu beachten, daß die Hohlräume von Schicht zu Schicht so tief sind, daß sie in der maximal abgewinkelten Stellung der Teile gerade geschlossen sind.
- Diesem Fall kommt bei langgestreckten Hohlräumen ein im Sinne des Bewegungswinkels gebogener Querschnitt besonders nahe. Der Querschnitt kann sichelförmig, dreieckig oder trapezförmig ausgebildet sein. Im Falle des räumlich ausgedehnten Gelenks kann der Querschnitt kalottenförmig ausgebildet sein.
- Weben dem eingangserwähnten llauptanwendungsfall in elastomerem Werkstoff, kann das erfindungsgemäßeGelenk aber auch noch bei Verarbeitung anderer Werkstoffe angewendet werden. Grundsätzlich kommen alle elastischen Werkstoffe, beispielsweise Stahlbleche, aber auch Nunststoffe, wie beispielsweise Thermoplaste oder auch flexible, nicht elastische Werkstoffe in Frage.
- Gcrade durch die Krümmung des Gelenkes bzw. seiner Teile in Richtung der Biegung, wie das beispielsweise durch die Sichelform erreicht wird, ist es möglich, den Anfangswiderstand der Biegung nahezu vollständig abzubauen, da keine der Schichten des Gelenks als Druckgurt wirkt. Alle Schichten werden von vornherein nur auf Biegung beansprucht.
- s sind zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Gelenks oder Scharniers möglich. Eine Möglichkeit betrifft elastomere, gegebenenfalls einseitig offene Hohlprofile zum dichtenden Verbinden zwei gegeneinander beweglicher Teile; eine weitere Möglichkeit betrifft Faltenbälge, eine dritte Möglichkeit betrifft hohle, gegebenenfalls mit inneren Verrippungen versehene langgestreckte Dehnprofile zum dichtenden Verbinden zweier gegeneinander beweglicher Teile, z. B. der Fugenränder einer Dehnungsfuge. Bei all diesen Anwendungsfällen erleichtert das erfindungsgemäße Gelenk in den Profilecken oder in den Faltstellen das komprimieren der Profile ganz wesentlich, ohne die Profile hinsichtlich ihrer Haltbarkeit und Zugfähigkeit zu schwächen.
- Insbesondere braucht keine Schwächung im Wandquerschnitt solcher Profile hingenommen werden.
- Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind auf der Zeichnung dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Wandabschnitt eines Faltenbalgs in einer gedehnten Stellung Fig. 2 den Faltenbalg gemäß Fig. 1 in einer zusammengeschobenen Stellung Fig. 3 einen Ruerschnitt durch ein Gelenkstück mit sichelförmigem Hohlraum Fig. 4 einen Querschnitt durch ein Gelenkstück mit haubenförmigem Hohlraum Fig. 5 einen Querschnitt durch ein Gelenkstück mit trapezförmigem Hohlraum Fig. 6 einen Querschnitt durch ein Gelenkstück mit etwa dreieckigem Hohlraum Fig. 7 einen Querschnitt durch ein Dichtungsprofil mit Gelenkstücken der in Fig. 3 gezeigten Art Fig. 8 einen Querschnitt durch ein Gelenk mit drei daran angeschlossenen Armen.
- Der in Fig. 1 im Querschnitt dargestellte Ausschnitt aus einem Faltenbalg 1 umfaßt nacheinander massive Wandteile 1a, Ib, lc usw. und zwischen diesen Wandteilen angeordnete Gelenke 2a, 2b, 2c usw. Die Gelenke bestehen jeweils aus zwei Schichten 3a und 4a, 3b und 4b usw., zwischen denen ein Hohlraum 5a, 5b 5c usw. eingeschlossen ist. ;3er Hohlraum ist sichelförmig und jeweils in Richtung der Biegung gekrümmt. In der ausgezogenen Stellung gemäß Fig. 1 ist der Hohlraum klaffen; in der in Fig.
- 2 gezeigten zsammengefahrenen Stellung des Faltenbalgs 1 ist der Hohlraum gans oder nahezu geschlossen.
- Die Fig. 3 bis 6 zeigen jeweils verschiedene Gelenkausbildungen. In Fig. 3 liegen die durch das Gelenk 6 verbundenen Teile 7 und 8 in der gleichen Ebene. Beide Schichten 9a und 9b des Gelenkteils sind in der gleichen Richtung gekriimmt und geben damit die Biegerichtung der Teile 7 und 8 vor. erden die Teile 7 urd 8 gemäß den feiten P1 und P2 aufeinanderzu abgewinkelt, so ist dies praktisch reibungslos möglich. Die Schichten 9a und 9b werden lediglich auf Biegung beansprucht. Würde man die Teile 7 und 8 umgekehrt durchbiegen, so müßten in beiden Schichten Druckkräfte bis zur Durchbiegung in der gewünschten Richtung überwunden werden.
- In den Fig. 4 bis 6 sind die durch das eigentliche Gelenkteil verbundenen Anschlußteile 10, 11 in der Ausgangsstellung bereits gegeneinander angewinkelt. In diesem Fall ist es ohne weiteres möglich, die innere Schicht 13 geradlinig verlaufen zu lassen. Als Hohlräume bieten sich hierbei im Querschnitt die Haubenform 15 gemäß Fig. 4 und die Trapezform 16 gemäß Fig. 5 an. Die in Fig. 6 gezeigte Dreicksform 17 des Hohlraums kommt der in Fig. 3 gezeigten Sichelform 18 sehr nahe.
- Fig. 7 zeigt den Anwendungsfall des erfindungsgemäßen Gelenks an einem Dichtungsprofil 19. Das Dichtungsprofil kann beispielsweise mit den Seitenteilen 20 und 21 an den Fugenrändern einer Dehnungsfuge, beispielsweise zwischen Bauwerksteilen, angeschlossen sein. Durch den Einbau der Gelenke 22 in den Ecken und der Gelenke 23 in der mittleren Faltebene,kann das Dichtungsprofil praktisch kraftlos zusammengedrückt und auseinandergezogen werden. Dadurch wird die Verbindung zwischen dem Dichtungsprofil und den Fugenrändern geschont, was beispielsweise bei einer Klebeverbindung ein wesentlicher Vorteil ist. Die gestrichelten Linien in der Fig. 7 deuten eine geringfügig zusammengeschobene Stellung des Dichtungsprofils an.
- Fig. 8 zeigt einen Schnitt durch ein langgestrecktes Profil 24, dessen Mittelzone 25 als Dreifach-Gelenk ausgebildet ist, mit den Armen 26, 27, 28. Die Biegung der Arme gegeneinander wird erleichtert, durch die Aufteilung der Mittelzone 25 in die Schichten 29, 30 und 31. Bevorzut ist der von den drei Schichten eingreschlosserle Raum hohl.
- - i'at;erltanspriiche -
Claims (12)
- P a t e.n t a n s p r ü c h e t1. Gelenk oder Scharnier aus elastomerem Werkstoff zum Verbinden zweier oder mehrerer gegeneinander abwinkelbarer Teile, dadurch gekennzeichnet, daß der die Teile (la, Ib; 7, 8; 10, 11) verbindende eigentliche Gelenkteil (2a, 2b; 6; 22; 23) mehrteilig,unter Bildung von senkrecht zu einer Winkelebene jeweils zweier gegeneinander abwinkelbarer Teile verlaufender Schichten (3a, 4a; 3b, 4b; 9a, 9b), ausgebildet ist.
- 2. Gelenk oder Scharnier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zwei- oder dreidimensional ausgedehnt ist.
- 3. Gelenk oder Scharnier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eigentliche Gelenkteil mehr als zwei Schichten umfaßt.
- 4. Gelenk oder Scharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten im Sinne des zwischen den Teilen zu bildenden Winkels gekrümmt bzw.abgewinkelt sind.
- 5. Gelenk oder Scharnier nach einem der Ansprüche d bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Schichten, mindestens in der geöffneten Gelenkstellung Hohlräume (5a, 5b; 15; 16; 17; 18) gebildet sind.
- 6. Gelenk oder Scharnier nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume von Schicht zu Schicht so tief sina, daß sie in der maximal abgewinkelten Stellung der Teile gerade geschlossen sind.
- 7. Gelenk oder Scharnier nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume längsgestreckt und im Querschnitt im Sinne des Bewegungswinkels gebogen sind.
- 8. Gelenk oder Scharnier nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume in der geöffneten Gelenkstellung im Querschnitt etwa sichelförmig, dreieckig oder trapezförmig ausgebildet sind.
- 9. Gelenk nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume kalottenförmig ausgebildet sind.
- 10. Anwendung des Gelenks oder Scharniers gemäß einem. der Ansprüche 1 bis 9 zum Verbinden der Wandteile eines elastomeren, gegebenenfalls einseitig offenen Hohlprofils zum dichtenden Verbinden zweier gegeneinander beweglicher Teile.
- 11. Anwendung des Gelenks oder Scharniers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 in den Kanten eines Faltenbelags.
- 12. Hohles, gegebenenfalls mit inneren Verrippungen versehenes langgestrecktes Dehnungsprofil zum dichtenden Verbinden zweier gegeneinander beweglicher Teile, z.B. der Fugenränder einer Dehnungsfuge, gekennzeichnet durch die Verwendung des Gelenks oder Scharniers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 in den Ecken, Faltstellen und sonstigen inneren oder äußeren Kanten.
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