DE3741844A1 - Gelenkverbindung aus mindestens zwei strangpressprofilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gelenkverbindung aus mindestens zwei Strangpreßprofilen und mindestens einem weiteren Klemm­ profil, das als zweiteilige Achse für die beiden Lagerschalen des Gelenks ausgebildet ist.

In der VDI-Zeitschrift, Band 128 (1986), Nr. 10, sind Beispiele zum Konstruieren von Gelenken oder Scharnieren mit Aluminium- Strangpreßprofilen von Dr. Koewius beschrieben. Unter dem Titel "Beteiligung des Profilquerschnittes an kinematischen Funkti­ onen" wird dargestellt, wie man durch gezielte Querschnittsge­ staltung der beteiligten Profile ein Gelenk oder Scharnier ohne separaten Gelenkbolzen erhält. Drehwinkel bis 180 Grad können bei steifen Metallkonstruktionen nur durch Verwendung von min­ destens drei Profilen erreicht werden (siehe Bild 2.2). Eine als "Zahnrad-Kinematik" bezeichnete Lösung wird im folgenden näher erläutert:

Die zu verbindenden Aluminium-Strangpreßprofile sind an der Stoßstelle mit je einer Leiste versehen, die einen sägezahnarti­ gen Querschnitt in Kugelkopfform aufweist. Die beiden Stoßenden der Strangpreßprofile werden so gegeneinander geführt, daß die Verzahnungen ineinandergreifen und beim Drehen in ständigem Eingriff gehalten werden. Die Kugelköpfe der Verzahnungen sind mittels einer im Querschnitt C-förmigen Profilleiste verklam­ mert, wodurch sich ein um 180 Grad drehbares Gelenk ergibt.

Die erwähnten Leisten müssen als gesondertes Bauteil hergestellt werden, so daß die Gesamtkonstruktion mindestens 5 Einzelteile umfaßt, bestehend aus den beiden zu verbindenden Strangpreßpro­ filen, jeweils einer Sägezahn-Leiste und einem Klemmprofil.

Hierzu ist eine aufwendige Fügetechnik erforderlich, die gegen­ über äußeren Einflüssen wie Schmutz, Staub und Stoß sehr emp­ findlich reagieren. Ferner müssen die Strangpreßprofile unter­ schiedliche Dicken aufweisen, wenn ein Schwenkwinkel von 180 Grad erreicht werden soll. Dies führt in gestrecktem Zustand zu einer abgestuften Außenseite der über Gelenke verbundenen Strangpreßprofile.

Eine andere Möglichkeit zur Realisierung von 180 Grad Dreh­ winkeln bei Strangpreßprofilen besteht in der Verwendung von Kunststoffgelenken oder Scharnieren. Diese sind allerdings noch empfindlicher gegen mechanische Beanspruchung als die beschrie­ benen Metallgelenke.

Es ist bei vielen Anwendungsfällen, wie z.B. im Transportwesen erforderlich, eine Funktionsfähigkeit der gelenkig verbundenen Strangpreßprofile, wie z.B. bei Schiebetüren, auch im Brandfalle zu gewährleisten. Daher scheiden Kunststoffgelenke schon aus mangelnder Festigkeit bei temperaturbeanspruchten Konstruktions­ teilen aus.

Aufgabenstellung:

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, gelenkig verbundene Strangpreßprofile mit einem Drehwinkel von mindestens 180 Grad bei glatter Außenfläche der Profile im gestreckten Zustand zu entwickeln, die unempfindlich gegenüber äußeren Einwirkungen wie Schmutz, Staub und Stoß sind.

Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen angege­ benen Merkmale gelöst. Die Grundidee der Erfindung basiert darauf, daß die Gleit- bzw. Wälzflächen des Gelenkes zwischen den Strangpreßprofilen auf verschiedenen Kreisradien angeordnet sind und jeweils nur ein Teilsegment die Wälz- bzw. Gleitflä­ chenfunktion übernimmt.

Beschreibung der Erfindung:

Die Anwendungsfälle der vorliegenden Erfindung erstrecken sich auf den gesamten Bereich der beweglichen Scharnier- und Gelenk­ konstruktionen und liegen vorzugsweise bei Falttorsegmenten, Ladebordwänden oder Frachtraumabdeckungen im stationären Bereich oder im Transportbereich. Beispielsweise können Güterwagen mit Falttorsegmenten von bis zu 4 m Länge ausgerüstet werden, die eine Be- und Entladung über die gesamte Längsseitenebene ermög­ lichen. Bei mehreren miteinander gelenkig verbundenen Falttor­ segmenten werden diese ziehharmonikaartig zusammengefaltet. In diesem Zustand liegen sie flach aufeinander mit parallel verlaufendem Ober- und Unterteil.

Im geschlossenen Zustand des Falttores geben die Gelenkverbin­ dungen der Faltwand eine große Steifigkeit durch mehrfache Abstützung mit weit auseinanderliegenden Stützlinien in der Stoßebene.

Zur Vergrößerung der Steifigkeit im gesteckten Zustand können auch weitere Maßnahmen ergriffen werden, z.B. durch Entlastung des Gelenks am Stoßende der sich berührenden Strangpreßprofile. Dies geschieht durch eine Verdickung auf der Wälzfläche für den Drehwinkelbereich von 0-10 Grad, gemessen von der Nullage in gestrecktem Zustand bis zum Winkel von 10° beim Zusammenfalten des Gelenks.

Eine Sicherung gegen seitliches Verschieben der Strangpreßpro­ file im gestreckten Zustand wird durch eine Nut-Zapfenverbindung am Stoßende erreicht. Diese behindert die Drehbewegung nicht, da beim Abwälzen auf der Verdickung die Strangpreßprofile sofort voneinander abheben.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von drei Ausführungs­ beispielen und einem Vergleichsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Teilquerschnitt durch zwei Strangpreßprofile an der Stoßstelle im gestreckten Zustand,

Fig. 2 Teilquerschnitt durch zwei Strangpreßprofile im zusammengefalteten Zustand,

Fig. 3 Teilquerschnitt durch vier Falttorsegmente,

Fig. 4 Vergleichsbeispiel mit Sägezahnleisten im gestreckten Zustand,

Fig. 5 Vergleichsbeispiel im zusammengeklappten Zustand.

In Fig. 1 und 2 sind die Strangpreßprofile 1, 2 mittels eines im Querschnitt C-förmigen Klammerprofil 3 gelenkig miteinander verbunden. Das Klammerprofil 3 besteht aus einem oben- und einem untenliegenden Schenkel mit je einer abgerundeten Schenkelaußen­ fläche 6, 7, die in ein jeweils zugehöriges Auslaufende 8, 9 mündet. Die Schenkel des Klammerprofils 3 greifen in entspre­ chend ausgebildete Nuten 4, 5 am Kopfteil der Profile 1, 2 ein. Die Schenkelaußenfläche 6, 7 des Profils 3 ist vorzugsweise als Kreissegment ausgebildet und gleitet beim Drehen des Gelenks in der entsprechenden Nut 4, 5, die ebenfalls Kreissegmentform auf­ weist.

Die Auslaufenden 8, 9 des Klammerprofils 3 sind vorzugsweise im Querschnitt zylindrisch ausgebildet und gleiten in entsprechend geformten Nuten 10, 11 eines hakenförmigen Fortsatzes 12, 13 am Kopfteil der Profile der 1, 2. Unter Anwendung der bei der Be­ schreibung eines Gelenks üblichen Begriffe "Welle" und "Lager­ schale" lassen sich die Funktionen der Einzelteile im vorliegen­ den Fall wie folgt definieren:

Das erfindungsgemäße Gelenk zwischen zwei Strangpreßprofilen weist getrennte Funktionen mit innen- und außenliegenden Gleit­ flächen für Welle und Lagerschale auf. Die Welle wird durch das Klammerprofil 3 gebildet, die Lagerschale durch die Nuten 4, 5 bzw. 10, 11. Das Klammerprofil 3 hat an den Auslaufenden 8, 9 und an den Schenkeln 6, 7 jeweils getrennte Gleitflächen. Die Bezeichnung der Gleitflächen an den Auslaufenden als innere Gleitfläche und die an den Schenkeln liegende als äußere Gleit­ fläche bezieht sich auf die Funktion des Gelenks im gestreckten Zustand gemäß Fig. 1. Hier liegt die Gleitfläche zwischen den Auslaufenden 8, 9 und den Nuten 10, 11 "innen" und die Gleit­ fläche zwischen den Nuten 4, 5 und den Schenkeln 6, 7 "außen", bezogen auf den Querschnitt durch das erfindungsgemäße Gelenk. Die Auslaufenden des C-förmigen Klammerprofils 3 dienen als innere Wellensegmente und die Schenkelaußenfläche des Klammer­ profils als äußere Wellensegmente mit jeweils zugeordneten Gleitflächen. Die innere Gleitfläche korrespondiert mit den Nu­ ten 10, 11, die als innere Lagerschalensegmente wirken. Die äußeren Gleitflächen werden durch die Nuten 4, 5 gebildet, die als äußere Lagerschalensegmente dienen.

Die geometrische Lage der inneren und äußeren Gleitflächen zu­ einander und bezüglich der Lage der Strangpreßprofile ist durch die Radien der jeweils zugehörigen Teilkreise definiert. Das äußere Lagerschalensegment liegt auf einem die Verlängerung der Strangpreßprofilaußenseite und die Trennlinie zwischen den Profilen berührenden Teilkreis. Das innere Lagerschalensegment liegt auf einem Teilkreis, der konzentrisch zum äußeren Teil­ kreis mit einer Radiusdifferenz von der Dicke des Klammerpro­ fils 3 plus der Dicke des hakenförmigen Fortsatzes 12, 13 an­ geordnet ist.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Auslaufenden des Klammer­ profils 3 zylindrische Form haben und die Nuten 10, 11 im haken­ förmigen Fortsatz 12, 13 einen Umschlingungswinkel von 180- 210 Grad aufweisen. Damit stellen das innere Lagerschalensegment und das äußere Lagerschalensegment etwa die Form einer halbier­ ten zylinderförmigen Nut dar.

Die an den Stoßenden angedeuteten, abgerundeten Verdickungen 14, 15 sind beim gestreckten Profil als Kontakt und Stützfläche wirksam. Beim Schwenken des Gelenks dienen sie als Wälzfläche bis zu einem Drehwinkel von max. 20 Grad, bezogen auf die Trenn­ linie zwischen den Strangpreßprofilen 1, 2.

An dem, den Verdickungen gegenüberliegenden Ende des Strangpreß­ profils befindet sich am Stoßende eine Nut/Zapfenverbindung 16, die gleichzeitig auch als Labyrinthdichtung ausgebildet sein kann. Dieses bewirkt eine Entlastung des Gelenks bei auf die ge­ schlossene Wand seitlich wirkenden Kräften.

In Fig. 3 sind die Strangpreßprofile 20-23 im gestreckten und teilweise im abgewinkelten Zustand dargestellt. Man erkennt, daß die Klammerprofile 25-28 im gestreckten Zustand einen glatten Abschluß mit der Profilaußenwand bilden. Im zusammen­ geklappten Zustand liegen die Strangpreßprofile 23, 24 plan aufeinander.

Aus Fig. 4 u. 5 ist ein Vergleichsbeispiel mit unterschied­ lich dicken Strangpreßprofilen 31, 32 ersichtlich. An den Stoßstellen sind Leisten 33, 34 mit sägezahnförmigem Kopfende zu erkennen, die mittels eines Klammerprofils 35 verbunden sind. Im aufgeklappten Zustand liegen die sägezahnförmigen Kopfenden offen und ungeschützt gegenüber den Einflüssen von Staub, Schmutz und stoßartigen Beanspruchungen. Auch ragen die Kopf­ enden an den Stoßstellen hervor und schließen nicht plan mit der Außenseite der Strangpreßprofile ab.

Claims (10)

1. Gelenkverbindung aus mindestens zwei Strangpreßprofilen und mindestens einem weiteren Klemmprofil, das als zweiteilige Achse für die beiden Lagerschalen des Gelenks ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Strangpreßprofile (1, 2) an der Stoßebene (17) zur Gelenkseite je eine sichelförmige Nut (4, 5) und parallel zur Stoßebene (17) je einen zur Pro­ filseite hin geöffneten hakenförmigen Fortsatz (12, 13) auf­ weisen, wobei der Außenbogen der sichelförmigen Nut (4, 5) auf einem Umkreis liegt, der die Stoßebene (17) und die gelenkseitige Außenfläche der Profile (1, 2) berührt und die Innenfläche des hakenförmigen Fortsatzes (12, 13) als eine konzentrisch zum Umkreis liegende zylinderförmige Nut ausge­ bildet ist, daß das Klemmprofil (3) aus einem im Querschnitt C-förmigen Strangpreßprofil mit je einem zylinderförmigen Auslaufende (8, 9) und je einem oben- und untenliegenden Schenkel (6, 7) besteht, dessen Außenfläche auf dem Außen­ bogen der sichelförmigen Nut (4, 5) liegt und daß die Klemmleiste (3) mit den zylinderförmigen Auslauf­ enden (8, 9) in den Innenflächen der hakenförmigen Fortsät­ ze (12, 13) und die Außenflächen der Schenkel (6, 7) in den Innenflächen der sichelförmigen Nuten (4, 5) drehbar gelagert sind.

2. Gelenkverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenbogen der sichelförmigen Nut (4, 5) im wesentlichen die Form des ersten Quadranten des Umkreises aufweist.

3. Gelenkverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge L des hakenförmigen Fortsatzes (12, 13) etwa dem Durchmesser des Umkreises abzüg­ lich der Dicke des Klemmprofils (3) entspricht.

4. Gelenkverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zylinderförmige Nut im Fort­ satz (12, 13) im Querschnitt gesehen die Form eines halben bis eines dreiviertel Zylinders einnimmt, wobei die Öffnung zur sichelförmigen Nut (4, 5) hin gerichtet ist.

5. Gelenkverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkontur der Schenkel (6, 7) des Klemmprofils (3) die Form eines Viertelkreises auf­ weist.

6. Gelenkverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaufenden (8, 9) des Klemmprofils (3) im Querschnitt gesehen die Form eines hal­ ben bis dreiviertel Zylinder aufweisen.

7. Gelenkverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaufenden (8, 9) recht­ winklig zur Stoßebene (17) angeordnet sind.

8. Gelenkverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strangpreßprofile (1, 2) im gestreckten Zustand auf abgerundeten Verdickungen (14, 15) an der Stoßebene (17) aufliegen.

9. Gelenkverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strangpreßprofile (1, 2) an der Stoßebene (17) eine Nut/Zapfenverbindung (16) aufweisen.

10. Faltwand oder Falttor, bestehend aus mindestens drei Faltseg­ menten, die mittels einer aus Strangpreßprofilen gebildeten Gelenkverbindung faltbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkverbindungen (25, 26, 27, 28) wechselseitig auf der Außen- und Innenseite der Faltsegmente angeordnet sind.