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Gelenkarm für Gelenkarmmarkisen
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Die Erfindung geht aus von einem Gelenkarm für Gelenkarmmarkisen gemäß
dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
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Bei solchen aus der Praxis bekannten Gelenkarmen tritt die Schwierigkeit
auf, daß sich die liegenden Kettenglieder allmählich in die Auflageflächen des Umlenkpolygons
eingraben. Dieses Eingraben erfolgt aufgrund der Relativbewegung zwischen den liegenden
Kettengliedern und den Auflageflächen des Umlenkpolygons, sobald die Kette auf das
Umlenkpolygon auf- oder von diesem abgewickelt wird. Von diesem Effekt ist am stärksten
die der Verankerungsstelle der Rundgliederkette benachbarte Auflagefläche betroffen,
und zwar gerade ihr der Umlenkstelle zugekehrtes Ende. Hierdurch wird die Auflagefläche
allmählich konvex und das liegende Kettenglied wird, wenn es auf der konvex verformten
Auflagefläche aufliegt, auf Knick beansprucht.
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Es ist deshalb nicht möglich, für die Gelenkarme gehärtete Rundgliederketten
zu verwenden, die an sich eine bessere Korrosionsbeständigkeit aufweisen und auch
weniger dazu neigen, durchzuscheuern.
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Wegen des beschriebenen Effektes ist man bislang dazu gezwungen, unvergütete
weiche Rundgliederketten zu verwenden, die in der Lage sind, sich an die konvex
verformte Auflagefläche anzupassen, ohne dabei durch die auftretende Wechsellast
zu brechen. Allerdings scheuern solche Rundgliederketten verhältnismäßig schnell
an den beiden am stärksten gegeneinander bewegten Kettengliedern durch.
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Letztlich ist aber keine der beiden Varianten, was die Lebensdauer
anbetrifft, der anderen überlegen.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Gelenkarm für Gelenkarmmarkisen
zu schaffen, der sich durch eine höhere Lebensdauer der Rundgliederkette für das
federvorgespannte Gelenk auszeichnet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Gelenkarm mit den Merkmalen
des Hauptanspruches gelöst.
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Dadurch, daß das Umlenkpolygon an seinen Auflageflächen für die liegenden
Kettenglieder Anschlagfortsätze aufweist, an die sich die Stirnkante der liegenden
Kettenglieder anlegen kann, werden die übrigen zwischen der Einspannstelle und dem
besagten Kettenglied befindlichen Kettenglieder zugentlastet.
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Selbst wenn sich im Laufe der Zeit die Auflagefläche für das jeweilige
liegende Kettenglied ballig verformt, weil die Auflagefläche an dem vorderen, und
insbesondere an dem hinteren der Verankerungsstelle zugekehrten Ende allmählich
ausgegraben wird, tritt keine Knickbeanspruchung des liegenden Kettengliedes mehr
auf, weil die zwischen der Verankerungsstelle und dem liegenden Kettenglied befindlichen
Kettenglieder keine Kraft mehr auf das liegende Kettenglied zu übertragen brauchen.
Dementsprechend ist es möglich, eine härtere Rundgliederkette zu verwenden, die
sich auch bei ungünstigen Witterungsbedingungen durch eine wesentlich höhere Standzeit
auszeichnet und wenigçr zum Durchscheuern neigt als eine nicht so harte oder unvergütete
Kette.
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Aber auch bei einer unvergüteten Rundgliederkette trägt die erfindungsgemäße
Maßnahme zur Lebensdauerverlängerung bei, denn auch bei solchen Ketten ist nicht
ausgeschlossen, daß die beim Beugen des Gelenks an den liegenden Kettengliedern
ständig auftretende Wechsellast vorzeitig zu einem Ermüdungsbruch führt.
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Zweckmäßigerweise ist jeder Anschlagfortsatz von einem Schlitz für
das stehende Kettenglied in zwei Teile aufgeteilt, und erstreckt sich etwa radial
bezüglich der Gelenkachse, weil so einerseits symmetrische Kräfteverhältnisse an
dem Kettenglied, bezogen auf das benachbarte stehende Kettenglied auftreten, und
andererseits günstige Reibverhältnisse beim Entlanggleiten der Stirnkante des Kettengliedes
an der Anschlagfläche erreicht werden. Die der Anschlagfläche benachbarte Stirnkante
des liegenden Kettengliedes kommt auf einem kurzen Weg allmählich an der Anschlagfläche
zur Anlage und es treten keine Schläge auf, wenn sich das Kettenglied auf die Auflagefläche
auflegt.
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Um ein möglichst sattes und großflächiges Anliegen der Rundkettenglieder
zu erhalten, was eine gute Verschleißfestigkeit ergibt, sind die Projektionen der
Anschlagfläche und der Umriß linie des an der Anschlagfläche zur Anlage zu bringenden
Abschnittes des zugehörigen Kettengliedes jeweils auf die Auflagefläche einander
gleich.
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Die Lebensdauer wird weiter verlängert, wenn der längs dem Umlenkpolygon
gemessene Abstand zwischen den Anschlagflächen benachbarter Anschläge kleiner ist
als der Abstand zwischen den an den Anschlagflächen anliegenden Teilen benachbarter
liegender Kettenglieder,
während der der Verankerungsstelle benachbarte
Anschlag,längs der Rundgliederkette gesehen, näher an der Verankerungsstelle liegt
als es dem Abstand zwischen der Verankerungsstelle und dem an diesem Anschlag zur
Anlage kommenden Teil des jeweiligen liegenden Kettengliedes entspricht. Selbst,
wenn sich die Kettenglieder allmählich in die Anschlagfläche eingraben sollten,
wird bei dieser Bemessung über einen langen Benutzungszeitraum sichergestellt, daß
die in Richtung Verankerungsstelle liegenden Kettenglieder kräftefrei sind und auf
das in Richtung auf die Zugfeder letzte Kettenglied keine Kraft übertragen können.
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Ein sehr robustes Gelenk ergibt sich, wenn das Umlenkpolygon einstückig
mit dem die Verankerungsstelle für die Rundgliederkette aufweisenden Gelenkteil
verbunden ist, während das andere Gelenkteil gegabelt ist, wobei das Umlenkpolygon
zwischen den Gabelenden des anderen Gelenkteils sitzt.
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Aus Gewichtsgründen ist es von Vorteil, wenn das Umlenkpolygon aus
einer Aluminiumlegierung besteht, die sich durchaus sehr gut mit einer Rundgliederkette
aus vergüteten Kettengliedern verträgt.
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Je nach Kraftverteilung kann das beschriebene Gelenk des Gelenkarmes
dazu verwendet werden, die beiden Armteile zu verbinden oder den Gelenkarm an den
Wandkonsolen anzulenken oder um ihn mit der Fallschiene der Markise zu verbinden.
Möglich ist es auch, an einem Gelenkarm mehrere solcher federvorgespannter Gelenke
zu verwenden oder alle Gelenke damit auszurüsten.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Gelenkarmmarkise mit Gelenkarmen gemäß
der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht und Fig. 2 das Gelenk der Gelenkarme
nach Fig. 1 einschließlich der zugehörigen Rundgliederkette in einer perspektivischen
Explosionsdarstellung.
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In Fig. 1 ist eine Gelenkarmmarkise 1 veranschaulicht, die einen rohrförmigen
Markisenkasten 2 aufweist, der mittels C-förmiger Wandhalter 3 und 4 an einer nicht
weiter aezeigten Wand zu befestigen ist. Die C-förmigen Wandhalter 3 und 4 umgreifen
weitgehend den Alarkisenkasten 2,in dessen Innerem eine Tuchwelle 5 verläuft, die
in auf die Stirnseiten des Markisenkastens 2 aufgesteckten Kappen gelagert ist,
von denen ledialich die ein Antriebsgetriebe 6 für die Tuchwelle 5 enthaltende Endkappe
7 veranschaulicht ist. Bei dem gezeigten Getriebe handelt es sich um eine handbetätigtes
Getriebe, dessen Eingangswelle 8 aus der Kappe 7 herausgeführt ist und die mit einer
Handkurbel betätigt werden kann. An der in dem Markisenkasten 2 frei drehbaren Tuchwelle
5 ist mit der Hinterkante eine Tuchbahn 9 befestigt, die durch einen parallel zur
Längsachse des Markisenkastens 2 verlaufenden Auslaufschlitz 11 aus dem Markisenkasten
2 herausläuft.
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Die Vorderkante des Markisentuchs 9 ist an einer Fallschiene 12 angebracht,
die von zwei Gelenkarmen 13 und 14 getragen ist. Jeder der beiden Gelenkarme 13
und 14 besteht je aus zwei Armabschnitten 15 und 16, die miteinander durch ein Scharniergelenk
17 verbunden sind. Weitere Scharniergelenke 18 und 19 verbinden jeweils den wandseitigen
Armabschnitt 16 der beiden Gelenkarme 13 und 14 mit den Wandhaltern 3 bzw.
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4, während zwei weitere aus Darstellungsgründen nicht sichtbare Scharniergelenke
die beiden außenliegenden Armabschnitt 15 der Gelenkarme 13 und 14 mit der Fallschiene
12 verbinden. Beim Ein- -oder Ausfahren des Markisentuchs 9 werden die Gelenkarme
13 und 14 gebeugt oder gestreckt.
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Beide Armabschnitte 15 und 16 bestehen jeweils aus einem Aluminiumvierkantrohr,
in das Schenkel der Gelenkteile 21, 22 des Scharniergelenks 17 eingesteckt sind,
wie es im einzelnen in Fig. 2 gezeigt ist.
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Das Gelenkteil 22 ist gegabelt und weist zwei die Gabel bildende Fortsätze
23 und 24 auf, zwischen denen das Gelenkteil 21 steckt. Beide Gelenkteile 21 und
22 sind mittels eines Gelenkbolzens 25 miteinander verbunden, der durch entsprechende
miteinander fluchtende Bohrungen in den Fortsätzen 23 und 24 sowie eine entsprechende
Bohrung in dem Gelenkteil 21 hindurchführt; der Gelenkbolzen 25 ist mittels einer
nicht sichtbaren Kerbverzahnung in den Bohrungen der Fortsätze 23 und 24 drehgesichert
festgeklemmt.
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Einstückig mit dem Gelenkteil 21 ist ein Umlenkpolygon 26 verbunden,
dessen Achse parallel zur Achse des Gelenkbolzens 25 verläuft und das sich zwischen
den beiden Fortsätzen 23 und 24 des Gelenkteils 22 befindet. Dieses Umlenkpolygon
26 bildet eine Abwälzfläche für eine Rundgliederkette 27, deren erstes liegendes
Kettenglied 28 mittels einer Flachkopfschraube 29 an dem Gelenkteil 21 festgeschraubt
ist.
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Das Gelenkteil 21 enthält hierzu eine zu der Achse des Gelenkbolzens
25 parallel verlaufende Auflagefläche 31 mit einem Gewindeloch 32 zur Aufnahme des
Gewindeschafts der Schraube 29.
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Von der Schraube 29 ausgehend verläuft die Rundgliederkette 27 um
das Umlenkpolygon 26 herum, wobei in ihr letztes Kettenglied 33 eine schematisch
angedeutete Zugfeder 34 eingehängt ist, die sich andernends in dem entsprechenden
Armabschnitt 15 oder 16 abstützt, d.h. demjenigen Armabschnitt 15 oder 16, der mit
dem Scharnierteil 22 fest verbunden ist. Auf diese Weise ist das Scharniergelenk
17 in Richtung auf die gestreckte Lage zu vorgespannt und hat das Bestreben, in
die gestreckte Lage überzuqeben, wobei an den beiden Scharnierteilen 21 und 22 vorgesehene
Anschläge 35 und 36
den größten Winkel festlegen, den die beiden
Scharnierteile 21 und 22 miteinander einnehmen können. Zum Zweck einer möglichst
symmetrischen Kraftverteilung ist der an dem Scharnierteil 21 angeformte Anschlag
35 durch einen Schlitz 37 quergeteilt, durch den hindurch die Rundgliederkette 27
und das Umlenkpolygon 26 verlaufen.
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Dementsprechend ist auch der an dem Scharnierteil 22 angeformte Anschlag
36 quergeteilt, um der Rundgliederkette 27 den Durchtritt bis zur Zugfeder 34 zu
ermöglichen.
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Das Umlenkpolygon 26 weist für die dem liegenden Kettenglied 28 folgenden
drei liegenden Kettenglieder 38, 39 und 41 plane Auflageflächen 42, 43 und 44 auf,
die jeweils parallel zur Achse des Gelenkbolzens 25 verlaufen und gegeneinander
jeweils um den gleichen Winkel geneigt sind; der Winkel, den jeweils zwei benachbarte
Auflageflächen 42, 43 bzw. 43, 44 miteinander einschließen, ist derselbe Winkel,
den auch die Auflagefläche 42 mit der Auflagefläche 31 für das erste liegende Kettenglied
28 einschließt.
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Für die zwischen den liegenden Kettengliedern 28 bis 41 befindlichen
stehenden Kettenglieder 45, 46 und 47, d.h. diejenigen Kettenglieder, bei denen
die durch sie definierte Ebene rechtwinklig zur Achse des Gelenkbolzens 25 verläuft,
enthält das Umlenkpolygon schlitzartige Ausnehmungen 48, 49 und 51, die sich, ausgehend
von den Auflageflächen 42, 43 und 44, radial in Richtung auf den Gelenkbolzen 25
erstrecken. Jede der schlitzartigen Ausnehmungen 48, 49 und 51 durchsetzt jeweils
zwei einander benachbarte Auflageflächen 42, 43 und 44, wie dies aus der Zeichnung
ersichtlich ist.
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Die Abmessungen der schlitzartigen Ausnehmungen 48, 49 und 51 sind
dabei an die Abmessungen der stehenden
Kettenglieder 45, 46, 47
angepaßt, derart, daß sie ein sattes Aufliegen der liegenden Kettenglieder 38, 39
und 41 auf ihren zugehörigen Auflageflächen 42, 43, 44 nicht behindern und selbst
in den Ausnehmungen 48 ... 51 frei sind.
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Jede der Auflageflächen 42, 43 und 44 trägt an ihrem in Richtung der
Zugfeder 34 gelegenen Ende einen einstückig angeformten Anschlag 52, 53, 54 mit
jeweils einer der Einspannstelle der Rundgliederkette 27 zugewandten Anschlagfläche
55; der Anschlag der Auflagefläche 44 befindet sich zwischen den beiden Fortsätzen
22 und 23 und ist deshalb in der Figur nicht erkennbar.
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Jeder der Anschläge 52 bis 54 ist in Verlängerung der schlitzartigen
Ausnehmungen 48, 49 und 51 ebenfalls längsgeteilt, damit das entsprechende stehende
Kettenglied 45, 46, 47 hindurchpaßt.
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Die Anlageflächen 55 der Anschläge 52 bis 54 verlaufen etwa rechtwinklig
zu der jeweils zugehörigen planen Auflagefläche 31, 42, 43 und 44. In ihrer Form
hingegen sind sie an die Außenkontur der liegenden Kettenglieder 28, 38, 39 und
41 angepaßt, d.h.
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die Projektion der Anschlägflächen 55 auf die zugehörige Auflagefläche
31, 42, 43, 44 ist gleich der Projektion der Umrißlinie des liegenden Kettengliedes
28, 38, 39, 41 an dieser Stelle auf eben diese Auflacrefläche 31, 42 43, 44. Der
Abstand der Anschlagflächen 55 benachbarter Anschläge 52, 53 ii;d 54 entspricht
hingegen der Teilung der Rundgliederkette im auf das Umlenkpolygon 26 aufgewickelten
Zustand bzw. der Abstand on Anschlagflächen 55 benchbarter Anschläge ist etwas kleiner
als die Teilung der Rundgliederkette, um zwangsläufig sicherzustellen, daß dasjenige
liegende
Kettenglied 28, 38, 39, 41, das gerade eben voll auf der
zugehörigen Auflagefläche 31, 42, 43, 44 aufliegt, und der Zugfeder 34 am nächsten
benachbart ist, von den in Richtung auf die Befestigungsschraube 29 befindlichen
übrigen Kettengliedern nicht an der Anlage der entsprechenden Anschlagfläche 55
gehindert wird. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, daß jeweils nur das letzte
noch voll auf dem Umlenkpolygon 26 aufliegende liegende Kettenglied die Zugkraft
von der Feder 34 aufnehmen muß, während die übrigen Kettenglieder, die sich dahinter
zwischen dem jeweiligen Kettenglied und der Befestigungsschraube 29 befinden, kräftefrei
sind.
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In der vollständig gestreckten Stellung des Scharniergelenks 17 liegen
die Anschläge 35 und 36 aneinander an und verhindern ein weiteres Aufklappen der
Scharnierteile 21 und 22 gegeneinander unter Einwirkung der Zugkraft der Feder 34,
die über die Rundgliederkette 27 an dem Scharnierteil 21 zieht. In dieser Stellung
liegt lediglich das liegende Kettenglied 28 auf der zugehörigen Auflagefläche 31
auf und stößt mit seiner in Richtung auf die Zugfeder liegende Stirnkante an der
Anschlagfläche 55 des Anschlags 52 an.
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Das nächste stehende Kettenglied 45 liegt teilweise in der schlitzartigen
Ausnehmung 48. Die übrigen-Auflageflächen 42, 43, 44 des Umlenkpolygons 26 sind,
bezogen auf die Zeichenebene, nach hinten weggedreht und können mit der Rundgliederkette
27 nicht in Eingriff kommen. Wenn , ausgehend von dieser Stellung, das Scharniergelenk
17 allmählich gebeugt wird, taucht dementsprechend die Auflagefläche 42 zwischen
den beiden Fortsätzen 23 und 24 auf und das nächstliegende Ketten glied 38 legt
sich zun5chst mit seiner der Befestigungsschraube 2
benachbarten
Stirnkante 56 auf der Auf lagefläche 42 auf, während der dem Gelenkbolzen 25 benachbarte
Schenkel des stehenden Kettenglieds 25 in der zugehörigen schlitzartigen Ausnehmung
48 verschwindet. Bei der weiteren Beugebewegung dreht sich das liegende Kettenglied
38 mit seiner Stirnkante 56 auf der Auflagefläche 42, wobei das stehende Kettenglied
45 den Drehmittelpunkt festlegt. Bei dieser Drehbewegung wird im Laufe der Zeit
Material aus der Auflagefläche 42 abgetragen, was bei bekannten Scharniergelenken
dieser Art eine ballige Verformung der Auflagefläche 42 relativ zum liegenden Kettenglied
hervorgerufen hat, mit der Folge des späteren Bruchs dieses Kettenglieds, wenn es
zu beiden Seiten der balligen Auflagefläche durch die beiden benachbarten stehenden
Kettenglieder auf Knick beansprucht wurde.
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Die Schwenkbewegung des liegenden Kettengliedes 38 ist erst beendet,
wenn es vollständig bzw. mit seiner Stirnseite auf der Auflagefläche 42 aufliegt.
In diesem Zustand liegt aber gleichzeitig seine der Zugfeder 34 benachbarte Stirnkante
57 an der zugehörigen Auflagefläche 55 des Anschlags 53 satt an, womit ab diesem
Zeitpunkt die gesamte Zugkraft der Zugfeder 34 von der Stirnkante 57 in den Anschlag
53 und damit das Umlenkpolygon 26 eingeleitet wird. Die nachfolgenden Kettenglieder
45 und 28 brauchen keine Kraft mehr zu übertragen, weshalb auch das Kettenglied
38 selbst dann nicht auf Knick beansprucht wird, wenn die rückwärtige Stirnkante
56 allmählich die Auflagefläche 42 an der entsprechenden Stelle ausgegraben bzw.
deformiert hat und deswegen hohl liegt.
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Beim weiteren Beugen des Scharniergelenks 17 kommt dann die Stirnkante
57 des liegenden Kettenglieds 39 mit der Anschlagfläche 55 des Anschlags 54 in Eingriff,
wobei sich vorher wiederum die rückwärtige Stirnkante 56 um das stehende Kettenglied
46 gedreht hat. Sobald das liegende Kettenglied 39 jedoch voll auf der Auflagefläche
43 aufliegt, steht seine vordere Stirnkante 57 mit der Anlagefläche 55 in Eingriff,
wodurch, wie vorher beschrieben, aufgrund der gewählten Abmessungen sämtliche Kettenglieder,
die zwischen dem liegenden Kettenglied 39 und der Befestigungsschraube 29 liegen,
nicht mehr auf Spannung stehen. Vielmehr wird die gesamte Kraft der Zugfeder 34
von der Stirnkante 57 des liegenden Kettenglieds 39 aufgenommen.
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Es wird auf diese Weise, je nach Beugewinkel des Scharniergelenks
17, die Kraft der Zugfeder 34 von dem in Richtung auf die Zugfeder 34 jeweils letzten
auf dem Umlenkpolygon 26 aufliegenden liegenden Kettenglied übernommen, während
sämtliche übrigen Kettenglieder zwischen dem besagten Kettenglied und der Befestigungsschraube
29 praktisch kräftefrei sind.
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Selbst, wenn das Umlenkpolygon aus verhältnismäßig weichem Material
besteht, bei dem sich leicht die in Richtung auf die Befestigungsschraube 29 liegenden
Stirnkanten 56 eingraben können, tritt dennoch keine Biegebelastung der liegenden
Kettenglieder auf, was zu einem vorzeitigen Bruch führen würde.
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Das beschriebene Scharniergelenk 17 eignet sich vornehmlich auch für
die Verwendung einer Aluminiumlegierung,aus dem die Scharnierteile 21 und 22 sowie
das Umlenkpolygon 26 bestehen, während die Rundgliederkette
27
aus vergütetem Stahl hergestellt ist.
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Obwohl das Scharniergelenk 17 als Verbindungsgelenk für die beiden
Armabschnitte 15, 16 erläutert ist, läßt es sich auch als Verbindungsgelenk zum
Anbringen der Gelenkarme 13 und 14 an den Wandhaltern 3 und 4 oder zum Anbringen
der Fallschiene 12 an den Gelenkarmen 13 und 14 verwenaen.
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