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Technisches
Gebiet
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Diese
Erfindung bezieht sich auf eine Spule. Insbesondere betrifft die
Erfindung eine Spule für eine
Swimmingpoolabdeckung oder Beschattungsabdeckung, damit die Abdeckung
von der Spule abgewickelt werden kann und in eine zurückgezogene aufgewickelte
Position relativ zu der Spule zurückgebracht werden kann.
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Diese
Erfindung wird beispielhaft unter Verweis auf ihre Verwendung mit
einer Abdeckung für
einen Swimmingpool und mit einer Abdeckung zum Vorsehen einer Beschattung
beschrieben. Es ist festzuhalten, dass dies lediglich beispielhaft
ist und dass die Spule für
einen textilen Flächenverbund
oder eine Abdeckung verwendet werden kann, die für andere Zwecke eingesetzt
werden soll.
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Stand der
Technik
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Wenn
Swimmingpools beheizt werden, werden Abdeckungen verwendet und angeordnet,
so dass sie sich über
die Oberfläche
des Pools erstrecken, damit Wärme
innerhalb des Wassers zurückgehalten
wird, wenn der Pool nicht verwendet wird. Die Abdeckung ist auf
einer Spule befestigt, die es ermöglicht, dass die Abdeckung
auf die Spule in einer zurückgezogenen
Position aufgewickelt ist, wenn der Pool verwendet wird, und die
es ermöglicht,
dass die Abdeckung von der Spule abgewickelt ist, so dass sie sich über den
Pool erstreckt, wenn der Pool nicht verwendet wird.
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Das
Abwickeln und Zurückziehen
der Abdeckung relativ zu der Spule kann manuell geschehen, oder
die Spule kann durch einen Motor angetrieben werden. Der manuelle
Betrieb solcher Spulen ist lästig.
Ein motorisch angetriebener Betrieb wird bevorzugt, weist jedoch
seine Nachteile auf. Es muss eine Stromquelle verfügbar sein,
um die Spule anzutreiben, und das Vorhandensein von elektrischen
Apparaten in der Nähe
von nassen Gebieten, wie z.B. in einer Swimmingpoolumgebung, und
den Elementen gegenüber
freigelegte elektrische Apparate ist nicht wünschenswert. Zusätzlich sind
motorbetriebene Spulen dieser Art verhältnismäßig teuer. Spulen, die zum
Ausfahren und Einziehen von Beschattungsabdeckungen verwendet werden,
haben entsprechend ähnliche
Nachteile.
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Die
DE 42 34 359 A1 bezieht
sich auf eine Beschattungsabdeckungsanordnung, die eine Walzenanordnung
und eine Beschattungsabdeckung enthält, die an der Walzenanordnung
angebracht ist. Die Einrichtung enthält Mittel zum Ausgleichen der Kraft,
die durch die Abdeckung ausgeübt
wird, insbesondere des Gewichts der Abdeckung, während des Herausziehens der
Abdeckung. Dieses Mittel verwendet Stützen, die vertikal innerhalb
Führungsschienen
gleiten.
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Die
US 5,685,354 bezieht sich
auf eine automatisch einziehbare Sonnenabdeckung. Die Anordnung
verwendet ein verbundenes Gummiband in der Gestalt einer geschlossenen
Schleife, so dass die Rotationskraft des Gummibands automatisch
die Abdeckung in eine Aufbewahrungsposition zurückwickelt. Die Abdeckung wird
gegen die Rotationskraft abgewickelt, die von dem Gummiband übertragen wird.
Das Gummiband weist einen rechteckigen Querschnitt auf.
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Die
US 1,965,496 , die den Oberbegriff
von Anspruch 1 bildet, bezieht sich auf einen Rollladenmechanismus.
Der Mechanismus enthält
eine Walze und ein Element mit zylindrischer Gestalt, das in die inneren
Enden von zwei röhrenförmigen Abschnitten des
Walzenelements eingesetzt ist. Ein Rollladen ist an der Walze befestigt.
Ein Paar von Gummistreifen mit rechteckigem Querschnitt ist axial
innerhalb der Walze angebracht. Wenn der Rollladen abgewickelt wird,
wird die Walze auf ihren Lagern auf gewöhnliche Weise gedreht und der
Winkelversatz des röhrenförmigen Elements
bewirkt, dass die Gummistreifen auf jeder Seite davon verwunden
werden. Dabei wird irgendeine gewünschte Anzahl von Verwindungen
auf die Gummistreifen aufgebracht, wenn der Rollladen an seinem
Platz montiert wird. Die Enden der Gummistreifen sind mit Ösen ausgerüstet, die
mit Löchern
ausgerichtet sind, die in den Achsschenkeln vorgesehen sind, die
an der Walze befestigt sind.
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Darstellung
der Erfindung
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spule für Abdeckungen
oder ähnliches vorzusehen,
die die Nachteile, auf die oben Bezug genommen wurde, zumindest
minimiert.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Spule mit den Merkmalen des Anspruchs 1
gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen
sind durch die abhängigen
Ansprüche
angegeben.
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Wenn
die Abdeckung von der Spule abgewickelt wird, kann das Gummielement
ein Drehmoment erzeugen, das anfänglich
mit rascher Rate zunimmt, wonach die Menge des erzeugten Drehmoments
auf eine Anstiegsrate abfällt,
die niedriger als die anfängliche
ist, bis die Abdeckung in einer vollständig ausgefahrenen Position
ist.
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Es
kann mehr als eine Abdeckung an der Walzenanordnung befestigbar
sein. Beispielsweise können
zwei Abdeckungen an der Walzenanordnung befestigt sein, auf gegenüberliegenden
Seiten der Hülse.
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Wenn
ein Arretiermechanismus vorhanden ist und der Arretiermechanismus
gelöst
worden ist, kann die Abdeckung auf die Walzenanordnung gewickelt
werden.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Spezielle
bevorzugte Ausführungsformen der
Erfindung werden nun beispielhaft unter Verweis auf die Zeichnungen
beschrieben, in denen:
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1 eine Längsquerschnittsansicht einer mit
einem Ständer
verbundenen Spule gemäß einer ersten
Ausführungsform
der Erfindung ist;
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2 eine Querschnittsansicht
in Querrichtung der Spule entlang der Linie B-B aus 1 ist;
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3 eine Längsquerschnittsansicht einer Spule
ist, die mit einem Ständer
verbunden ist, gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung;
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4 eine Querschnittsansicht
in Querrichtung der Spule entlang der Linie B-B aus 3 ist;
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5 eine Querschnittsansicht
in Querrichtung des Ständers
entlang der Linie A-A aus 3 ist;
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6 eine Längsquerschnittsansicht einer mit
einem Ständer
verbundenen Spule gemäß einer dritten
Ausführungsform
der Erfindung ist;
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7 eine Querschnittsansicht
in Querrichtung der Spule entlang der Linie B-B aus 6 ist;
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8 eine Seitenansicht eines
Teils der Spule aus 6 ist,
die einen Arretiermechanismus mit Sperrzahnrad mit Sperrklinke zeigt,
wobei die Pfeile angeben, wie sich die Sperrklinken bewegen können;
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9 eine Seitenansicht einer
Beschattungsabdeckungsanordnung ist, die die Spule aus 3 oder 6 aufweist, gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung;
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10 eine Querschnittsansicht
in Querrichtung eines gekerbten Gummistreifens der Spule von einer
der oben stehenden Figuren gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ist;
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11 eine Prüfanordnung
zeigt, die zum Prüfen
der Spannungseigenschaften der Gummistreifen mit unterschiedlichen
Querschnitten in Querrichtung verwendet wird, einschließlich des
gekerbten Gummistreifens aus 10;
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12 ein Diagramm zeigt, das
das absolute Drehmoment, das durch Spannen verschiedener Gummistreifen
mit der Prüfanordnung
aus 11 erzeugt wird,
einschließlich
des gekerbten Gummistreifens aus 10,
zeigt; und
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13 ein Diagramm zeigt, das
die Zugkraft verschiedener Gummistreifen, einschließlich des Gummistreifens
aus 10, darstellt.
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Bester Weg
und andere Wege zum Ausführen
der Erfindung
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Zunächst wird
auf 1 und 2 Bezug genommen, in denen
eine Spule 1 gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung gezeigt ist. Die Spule 1 weist eine Walzenanordnung 4 auf,
die sich zwischen zwei Ständerelementen 2 und 3 erstreckt.
Die Walzenanordnung 4 weist drei Naben 5, 6, 7,
drei Wellen 9, 14, 16, einen Zapfen 17,
zwei Sätze
von Klemmplatten 23, 24, einen Gummistreifen 22,
eine Hülse 8 und
zwei Handräder 13, 18 auf.
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Die
Naben 5, 6, 7 sind an der Hülse 8 befestigt.
Eine erste Welle 9 der Anordnung erstreckt sich durch die
Naben 5 und 6 und ist an der Nabe 5 mit
einer Befestigungseinrichtung 10 befestigt, und ein Ende
der Welle 9 wird zur Rotation durch eine Buchse 11 aufgenommen,
die durch ein Ständerelement 2 gestützt wird.
Dieses Ende der Welle 9 ist über eine Stiftverbindung mit
einer Kappe 12 verbunden. Das Handrad 13 ist an
der Nabe 5 angebracht.
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Das
gegenüberliegende
Ende der Walzenanordnung 4 weist eine zweite, jedoch kürzere Welle 14 auf,
die an einer dritten Welle 16 befestigt ist. Eine Buchse 15 ist
in die Nabe 7 eingesetzt und dreht sich auf der Welle 16.
Ein Zapfen 17 erstreckt sich von der Nabe 7 und
ist in eine Öffnung
aufgenommen, die in dem Ständerelement 3 ausgebildet
ist. Ein Handrad 18 erstreckt sich um die Nabe 7 und
ist daran befestigt.
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Die
Nabe 7 weist zwei Öffnungen 20 (siehe 1) auf, die um eine Fläche der
Nabe 7 zum Aufnehmen eines Endes eines verschiebbaren Positionierstifts 21 des
Ständerelements 3 beabstandet sind.
Wenn der Positionierstift 21 in Eingriff in einer Öffnung 20 der
Nabe 7 ist, kann sich die Walzenanordnung 4 nicht
drehen.
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Die
Walzenanordnung 4 weist einen Streifen aus natürlichem
Gummi 22 auf, der eine Shorehärte von 50 besitzt, der durch
Wickeln vorgespannt ist. Jedes Ende des Gummistreifens 22 ist
zwischen zwei Platten 23, 24 mit Befestigungseinrichtungen 26 (siehe 2) geklemmt. Die Platte 23 weist
einen Finger 25 auf, der über einen Stift mit einem Ende
einer benachbarten Welle 9 oder 14 verbunden ist
(siehe 1).
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3 und 4 zeigen eine Spule 1 zur Verwendung
mit einer Beschattungsabdeckung gemäß einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung. Diese Spule 1 ist so gut wie identisch zur
Spule aus 1 und 2, außer dass sie keine Handräder 13 und 18 besitzt. Die
Hülse 8 weist
auch einen Kanal 91 auf, der sich entlang der Länge der
Hülse 8 erstreckt,
um einen Befestigungsstreifen 90 aufzunehmen, der an einem Ende
der Abdeckung (nicht dargestellt) angebracht ist. Der Befestigungsstreifen 90 weist
einen Wulst auf, der innerhalb des Kanals 91 untergebracht
ist. Nach Bedarf können
zwei Abdeckungen an gegenüberliegenden
Seiten der Hülse 8 aus 4 anbringbar sein. 4 zeigt auch, dass die Nabe 7 zwei Öffnungen 20 zum
Aufnehmen des Positionierstiftes 21 aufweist.
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Es
wird nun auf die Spule 1 aus 1 und 2 oder die Spule aus 3 und 4 bezug genommen. Wenn die Abdeckung
von der Hülse 8 abgewickelt wird,
bleibt das Ende des Gummistreifens 22 angrenzend an die
Welle 14 stationär,
wohingegen das Ende des Gummistreifens 22 angrenzend an
die Welle 9 sich mit der Hülse 8 dreht. Auf diese
Weise wird der Gummi streifen 22 verwunden und gegen seine
Elastizität
gespannt. Wenn die Abdeckung in einem gewünschtem Ausmaß ausgezogen
ist, wird der Positionierstift 21 in Eingriff mit einer Öffnung 20 der
Nabe 7 bewegt, so dass sich die Walzenanordnung 4 nicht
drehen kann. Um die Abdeckung einzuziehen, wird der Positionierstift 21 zunächst aus
der Öffnung 20 entfernt,
dann wird die Abdeckung auf die sich drehende Walzenanordnung 4 durch
den gespannten Gummistreifen 22 gewickelt. Selbstverständlich kann
ein freies Ende der Abdeckung verankert werden, so dass die Walzenanordnung 4 keinen Arretiermechanismus
besitzen muss.
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Es
wird nun auf 6, 7 und 8 bezug genommen, in denen eine dritte
Ausführungsform
der Spule dargestellt ist. Diese Spule 1 unterscheidet sich
von den anderen Ausführungsformen
dahingehend, dass sie einen zusätzlichen
Arretiermechanismus zu demjenigen des Positionierstifts 21 aufweist, nämlich eine
Anordnung mit Sperrzahnrad und Sperrklinke. 6 zeigt eine an der Nabe 7 befestigte
Sperrzahnradplatte 27. 8 zeigt
zwei gegenüberliegende
röhrenförmige Sperrklinken 28,
die in einen Eingriff und aus einem Eingriff mit dem Sperrzahnrad 29 schwenken.
Wenn die Abdeckung von der Hülse 8 abgewickelt
wird, dreht sich die Hülse 8 und
der Gummistreifen 22 wird verwunden und gespannt, und die
Sperrklinken 28 werden aus dem Sperrzahnrad 29 gelöst und die
Hülse kann
sich drehen. Bei einer in einem gewünschten Maß ausgezogenen Abdeckung kann
sich die Abdeckung langsam ein kleines Stück zurückziehen und die Sperrklinken 28 können dabei
mit dem Sperrzahnrad 29 in Eingriff gelangen und die Spule 1 ist
dann in einem arretiertem Zustand, wobei die Abdeckung ausgezogen
ist. Um die Abdeckung zurückzuziehen,
wird die Abdeckung leicht ausgezogen, um die Sperrklinken 28 aus dem
Sperrzahnrad 29 zu trennen, und dann kann sie sich mit
rascherer Rate unter dem Einfluss des Gummistreifens 22 einziehen.
Dies bewirkt, dass die Sperrklinken 28 aufgrund der Zentrifugalkraft
herausgeschleudert werden, und der Gummistreifen 22 bewirkt,
dass die Abdeckung auf die Hülse 8 zurückgewickelt
wird.
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Die
Spule 1 aus 1 und 2 kann für eine Swimmingpoolabdeckung
verwendet werden. Ständerelemente 2 und 3 besitzen
jeweils eine Hülse 30, die
ein Ende eines stehenden Pfostens 31 aufnimmt. Das andere
Ende des Pfostens 31 ist im Boden verankert oder an einem
Rand des Pools, um die Spule 1 stationär zu halten. 1 zeigt, dass das Ständerelement 3 einen
Halsbereich 32 besitzt, der eine Öffnung für den Positionierstift 21 enthält.
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9 zeigt die Spule 1 aus 3 und 4 oder 6 bis 8, wenn sie für eine Beschattungsabdeckung 37 verwendet
wird. Die Spule 1 ist an zwei stehenden Pfosten 33 angebracht,
von denen lediglich einer dargestellt ist. Die Abdeckung 37 aus 9 wurde ausgezogen und ist
in ihrer Gestalt dreieckig. Ein freies Ende der Abdeckung 41 ist
an einem anderen stehenden Pfosten 34 angebracht.
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Einzelheiten
davon, wie die Spule 1 aus 9 an
den Pfosten 33 angebracht ist, sind in 3, 5 und 6 gezeigt. Diese Figuren
zeigen, dass die Ständerelemente 2 oder 3 jeweils
einstellbar an einem Pfosten 33 durch eine Bundanordnung 35 montiert
sind. Die Bundanordnung 35 weist einen Bund 40,
einen ersten Zapfen 46, der sich rechtwinkelig zum Bund 40 erstreckt,
einen zweiten Zapfen 44, der ein mit einem Gewinde versehenes
Ende aufweist, einen Handgriff 42, der an dem Ende des
zweiten Zapfens 44 mit Gewinde angebracht ist, und einen
Ansatz mit Ösen 98 auf.
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Die
Ständerelemente 2, 3 sind
an dem ersten Zapfen 46 der Bundanordnung in 35 mit
Befestigungseinrichtungen 38 angebracht. Der Handgriff 42 ist
mit einem Arretierelement 43 mit einer Spindel 95 verbunden,
die innerhalb des zweiten Zapfens 44 angeordnet ist. Wenn
der Handgriff 42 in einer ersten Richtung gedreht wird,
wird das Arretierelement 43 in Richtung auf den Pfosten 33 bewegt
und lagert dagegen, und wenn der Handgriff 42 in der anderen
Richtung gedreht wird, wird das Arretierelement 43 vom Pfosten 33 getrennt.
Auf diese Weise kann die Bundanordnung 35 an dem Pfosten 33 auf
verschiedenen Höhen über dem
Boden justiert werden. Der Bund 40 der Anordnung 35 weist
auch zwei ringförmige
Rippen 93 auf, von denen jede eine O-Ringdichtung 47 aufnimmt
(siehe 5).
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9 zeigt das freie Ende der
Abdeckung 41, das an dem Pfosten 34 durch eine
Bundanordnung 39 angebracht ist. Diese Bundanordnung 39 weist
einen Bund 36, einen Ansatz mit Ösen 55, die an dem
Bund 36 angebracht sind, und einen Haken 99, der
mit dem Bund 36 verbunden ist, auf. Der Haken 99 ist
am Ende 41 der Abdeckung 37 angebracht.
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Riemenscheiben 56 sind
an den oberen Enden der Pfosten 33 und 34 angebracht
und Klampen 96 sind an unteren Gebieten der Pfosten 33, 34 befestigt.
Ein Gurt 97 läuft
durch jede Riemenscheibe 56 und ist an entweder dem Ansatz 55 der
Bundanordnung 39 oder dem Ansatz 98 der Bundanordnung 35 angebracht.
Durch diese Anordnung kann die Bundanordnung 35 oder die
Anordnung 39 unter Verwendung des Gurts 97 angehoben
oder abgesenkt werden und in der Position durch Anziehen des Gurts 97 um
die Klampe 96 arretiert werden. Zusätzlich kann die Bundanordnung 39 derart
angepasst werden, dass sie nicht entlang des Pfostens 34 gleiten kann,
wenn sie unter Spannung ist.
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Die
Bundanordnungen 35, 39 sind entlang der Pfosten 33, 34 verschiebbar
und können
an jedem gewünschten
Ort entlang der Pfosten 33, 34 arretiert werden.
Auf diese Weise kann das freie Ende 41 der Abdeckung 37 relativ
zur Spule 1 angehoben oder abgesenkt werden. Ferner erstreckt
sich die Welle 9 der Walzenanordnung 4 aus 3 und 6 über
die Buchse 11 derart, dass die Walzenanordnung 4 in
einen Winkel gebracht werden kann, wenn es nach Bedarf erforderlich
ist, um Schatten auf ein Gebiet unter der Abdeckung 37 zu
lenken.
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Es
wird nun auf 10 bezug
genommen, in der eine detaillierte Querschnittsansicht in Querrichtung
des Gummistreifens 22 dargestellt ist. Der Gummistreifen 22 ist
im wesentlichen rechteckig in seiner Gestalt und weist zwei gegenüberliegende
Seiten auf, die jeweils eine V-förmige Kerbe 70 besitzen.
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11 zeigt eine Prüfanordnung 71,
die verwendet wurde, um die Spannungseigenschaften von Gummistreifen
mit unterschiedlichen Querschnitten zu bestimmen, einschließlich des
gekerbten Gummistreifens 22 der vorliegenden Erfindung.
Ein Ende von jedem Gummistreifen wurde bei 72 festgeklemmt und
das andere Ende des Gummistreifens wurde bei 73 festgeklemmt.
Damit der Streifen gespannt werden konnte, ist das Ende bei 73 durch
vollständige Umdrehungen
relativ zu dem Ende bei 72 unter Verwendung des Handgriffs 74 drehbar.
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12 zeigt ein Diagramm des
absoluten Drehmoments (in N/m), das durch Spannen (in Umdrehungen)
verschiedener Gummistreifen, die in die Prüfanordnung 71 eingesetzt
wurden, erzeugt wurde. Bezugnehmend auf die Legende in 12 ist mit "Standardquerschnitt" ein Gummistreifen
mit einem rechteckigen Querschnitt bezeichnet, mit "quadratisch" ein Gummistreifen
mit einem quadratischen Querschnitt, mit "2 Quadrate" ein Gummistreifen mit einem Querschnitt,
der zwei aneinandergrenzenden Quadraten ähnelt, bezeichnet und mit "rundes Band" ein Gummistreifen
mit einem runden Querschnitt bezeichnet.
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12 gibt an, dass der gekerbte
Gummistreifen 22 ein Drehmoment erzeugt, wenn die Abdeckung
von der Spule abgewickelt wird, das anfänglich bei einer raschen Rate
(Umdrehungen 1 bis 7) ansteigt, wonach die erzeugte Drehmomentsstärke auf eine
Anstiegsrate abfällt,
die geringer als diejenige ist, die während des anfänglichen
Abwickelns auftritt (beginnend bei Umdrehung 8), bis die Abdeckung eine
vollständige
ausgezogene Position bei Umdrehung 14 erreicht. Nach der 14. Umdrehung
beginnt sich ein 1 m langer gekerbter Gummistreifen, der die in 10 gezeigten Abmessungen
aufweist, zu verziehen. Diese rasche anfängliche Rate der Zunahme des
Drehmoments ist wünschenswert,
da sie sicherstellt, dass die Abdeckung vollständig auf die Spule gewickelt
wird, wenn sie eingezogen wird, und die nachfolgende geringere Rate
der Zunahme stellt sicher, dass eine Person die Abdeckung vollständig ausfahren
(d.h. ziehen) kann, ohne dass sie eine hohe Zugkraft benötigt (siehe 13). Im Vergleich zu dem
gekerbten Gummistreifen 22 zeigt das Diagramm von 12 deutlich, dass ein Gummistreifen mit
einem runden Querschnitt zur Verwendung für die Spule der vorliegenden
Erfindung nicht geeignet ist.
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13 zeigt ein Diagramm, das
im wesentlichen identisch zu dem Diagramm aus 12 ist, außer dass das Diagramm die näherungsweise
Zugkraft angibt, die zum Ausziehen der Abdeckung erforderlich ist,
wenn der gekerbte Gummistreifen 22 um etwa vier Umdrehungen
vorgespannt ist. Es ist auch die Zugkraft dargestellt, die zum Ausziehen
einer Abdeckung unter Verwendung eines Gummistreifens benötigt wird,
der einen rechteckigen Querschnitt aufweist (mit "Standardquerschnitt" bezeichnet). Das Diagramm
gibt an, dass zum Ausziehen einer Abdeckung von einer Spule, die
den vorgespannten gekerbten Gummistreifen 22 aufweist,
eine näherungsweise
konstante Zugkraft von bis zu etwa 10 kg (bei Umdrehung 14) erforderlich
ist, wohingegen im Vergleich dazu bei einer Verwendung eines vorgespannten
Gummistreifens mit einem rechteckigen Querschnitt eine höhere konstante
Zugkraft mit einer Maximalkraft von etwa 15 kg (bei Umdrehung 18)
erforderlich ist, – was
diesen Streifen weniger brauchbar für die Zwecke der Spule der
vorliegenden Erfindung macht.