EP0321779A1 - Gelenkverbindung aus mindestens zwei Strangpressprofilen - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to an articulated connection from at least two extruded profiles and at least one further clamping profile, which is designed as a two-part axis for the two bearing shells of the joint.
- the aluminum extruded profiles to be connected are each provided with a strip at the joint, which has a sawtooth-like cross section in the shape of a spherical head.
- the two ends of the extruded profiles are guided against each other in such a way that the teeth mesh and are kept in constant engagement when turning.
- the ball heads of the gears are clamped by means of a profile bar with a C-shaped cross section, which results in a joint that can be rotated by 180 degrees.
- the strips mentioned must be manufactured as a separate component, so that the overall construction comprises at least 5 individual parts, consisting of the two extruded profiles to be connected, a sawtooth strip and a clamping profile.
- the extruded profiles must have different thicknesses if a swivel angle of 180 degrees is to be achieved. In the stretched state, this leads to a stepped outside of the extruded profiles connected via joints.
- the object of the present invention is to develop articulated extruded profiles with a rotation angle of at least 180 degrees with a smooth outer surface of the profiles in the stretched state, which are insensitive to external influences such as dirt, dust and impact.
- the applications of the present invention extend to the entire area of the movable hinge and joint constructions and are preferably in the case of folding door segments, tail lifts or cargo space covers in the stationary area or in the transport area.
- freight wagons can be equipped with folding gate segments of up to 7 m in length, which enable loading and unloading across the entire long side level.
- folding gate segments of up to 7 m in length, which enable loading and unloading across the entire long side level.
- folding gate segments of up to 7 m in length, which enable loading and unloading across the entire long side level.
- folding door segments which are connected to one another in an articulated manner, these are folded together in the manner of an accordion. In this state, they lie flat on top of each other with the upper and lower parts running parallel.
- the articulated connections of the folding wall provide great rigidity through multiple supports with widely spaced support lines in the joint plane.
- a protection against lateral displacement of the extruded profiles in the stretched state is achieved by a groove and pin connection at the butt end. This does not hinder the rotary movement, since the extruded profiles immediately lift off from each other when they roll on the thickening.
- the extruded profiles 1, 2 are connected to one another in an articulated manner by means of a clamp profile 3 with a C-shaped cross section.
- the clamp profile 3 consists of an upper and a lower leg, each with a rounded outer leg surface 6, 7, which opens into an associated outlet end 8, 9.
- the legs of the clamp profile 3 engage in appropriately designed grooves 4, 5 on the head part of the profiles 1, 2.
- the outer leg surface 6, 7 of the profile 3 is preferably designed as a circular segment and slides when the joint is rotated in the corresponding groove 4, 5, which also has a circular segment shape.
- the outlet ends 8, 9 of the clamp profile 3 are preferably cylindrical in cross section and slide in correspondingly shaped grooves 10, 11 of a hook-shaped extension 12, 13 on the head part of the profiles of FIGS. 1, 2.
- the joint according to the invention between two extruded profiles has separate functions with internal and external sliding surfaces for the shaft and bearing shell.
- the shaft is formed by the clamp profile 3, the bearing shell by the grooves 4, 5 and 10, 11.
- the clamp profile 3 has separate sliding surfaces at the outlet ends 8, 9 and on the legs 6, 7.
- the designation of the sliding surfaces on the outlet ends as the inner sliding surface and that on the legs as the outer sliding surface refers to the function of the joint in the extended state according to FIG. 1.
- the sliding surface lies between the outlet ends 8, 9 and the grooves 10, 11 "inside” and the sliding surface between the grooves 4, 5 and the legs 6, 7 "outside”. based on the cross section through the joint according to the invention.
- the outlet ends of the C-shaped clamp profile 3 serve as inner shaft segments and the outer leg surface of the clamp profile consists of outer shaft segments, each with associated sliding surfaces.
- the inner sliding surface corresponds to the grooves 10, 11, which act as inner bearing shell segments.
- the outer sliding surfaces are formed by the grooves 4, 5, which serve as outer bearing shell segments.
- the geometrical position of the inner and outer sliding surfaces with respect to one another and with respect to the position of the extruded profiles is defined by the radii of the respective partial circles.
- the outer bearing shell segment lies on a partial circle touching the extension of the extruded profile outside and the dividing line between the profiles.
- the inner bearing shell segment lies on a pitch circle which is arranged concentrically to the outer pitch circle with a radius difference of the thickness of the clamp profile 3 plus the thickness of the hook-shaped extension 12, 13.
- the outlet ends of the clamp profile 3 have a cylindrical shape and the grooves 10, 11 in the hook-shaped extension 12, 13 have an angle of wrap of 180-210 degrees.
- the inner bearing shell segment and the outer bearing shell segment thus represent approximately the shape of a halved cylindrical groove.
- the rounded thickenings 14, 15 indicated at the butt ends are effective as a contact and support surface in the elongated profile. When swiveling the joint, they serve as a rolling surface up to a rotation angle of max. 20 degrees, based on the dividing line between the extruded profiles 1, 2.
- a groove / pin connection 16 at the butt end which can also be designed as a labyrinth seal. This relieves the pressure on the joint when there are forces acting laterally on the closed wall.
- FIG. 5 shows a comparative example with extruded profiles 31, 32 of different thicknesses.
- strips 33, 34 with a sawtooth-shaped head end can be seen, which are connected by means of a clamp profile 35.
- the sawtooth-shaped head ends When opened, the sawtooth-shaped head ends are open and unprotected against the effects of dust, dirt and impact loads.
- the head ends also protrude at the joints and do not end flush with the outside of the extruded profiles.
- FIGS. 6 to 9 show variants of the joint connection according to the invention which show improved friction behavior.
- this refers to the expected wear of the joint and, on the other hand, to the effort required to actuate the joint.
- the clattering noise when metal surfaces collide is avoided, since the joint parts in contact are equipped with plastic profiles on at least one side.
- clamping profile 3 is shown with T-shaped outlet ends 8, 9. These are supported on the associated surfaces of the extruded profiles 1, 2 by means of correspondingly shaped plastic profiles 18, 19, 38, 39.
- FIGS. 8 and 9 show a joint with a tubular outlet end 29, 30 of the clamping profile 3. This allows the joint and thus the drop gate to be guided in a particularly favorable manner via axially inserted axes.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Gelenkverbindung aus mindestens zwei Strangpreßprofilen und mindestens einem weiteren Klemmprofil, 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 Funktionen" wird dargestellt, wie man durch gezielte Querschnittsgestaltung der beteiligten Profile ein Gelenk oder Scharnier ohne separaten Gelenkbolzen erhält. Drehwinkel bis 180 Grad können bei steifen Metallkonstruktionen nur durch Verwendung von mindestens 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 sägezahnartigen 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 verklammert, 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 Strangpreßprofilen, jeweils einer Sägezahn-Leiste und einem Klemmprofil.
- Hierzu ist eine aufwendige Fügetechnik erforderlich, die gegenüber äußeren Einflüssen wie Schmutz, Staub und Stoß sehr empfindlich reagieren. Ferner müssen die Strangpreßprofile unterschiedliche 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 Drehwinkeln bei Strangpreßprofilen besteht in der Verwendung von Kunststoffgelenken oder Scharnieren. Diese sind allerdings noch empfindlicher gegen mechanische Beanspruchung als die beschriebenen 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 Konstruktionsteilen aus.
- 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 angegebenen 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. Gleitflächenfunktion übernimmt.
- Die Anwendungsfälle der vorliegenden Erfindung erstrecken sich auf den gesamten Bereich der beweglichen Scharnier- und Gelenkkonstruktionen und liegen vorzugsweise bei Falttorsegmenten, Ladebordwänden oder Frachtraumabdeckungen im stationären Bereich oder im Transportbereich. Beispielsweise können Güterwagen mit Falttorsegmenten von bis zu 7 m Länge ausgerüstet werden, die eine Be- und Entladung über die gesamte Längsseitenebene ermöglichen. Bei mehreren miteinander gelenkig verbundenen Falttorsegmenten werden diese ziehharmonikaartig zusammengefaltet. In diesem Zustand liegen sie flach aufeinander mit parallel verlaufendem Ober- und Unterteil.
- Im geschlossenen Zustand des Falttores geben die Gelenkverbindungen 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 Nulllage in gestrecktem Zustand bis zum Winkel von 10 ° beim Zusammenfalten des Gelenks.
- Eine Sicherung gegen seitliches Verschieben der Strangpreßprofile 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 Ausführungsbeispielen 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.
- Fig. 6 = Gelenkverbindung mit T-förmigen Auslaufenden des Klemmprofils (gestreckter Zustand).
- Fig. 7 = Gelenkverbindung mit T-förmigen Auslaufenden des Klemmprofils (zusammengefalteter Zustand).
- Fig. 8 Gelenkverbindung mit rohrförmigen Auslaufenden des Klemmprofils (gestreckter Zustand)).
- Fig. 9 Gelenkverbindung mit rohrförmigen Auslaufenden des Klemmprofils (zusammengefalteter Zustand).
- In Figuren 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 Schenkelaußenfläche 6, 7, die in ein jeweils zugehöriges Auslaufende 8, 9 mündet. Die Schenkel des Klammerprofils 3 greifen in entsprechend 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 aufweist.
- 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 Beschreibung eines Gelenks üblichen Begriffe "Welle" und "Lagerschale" lassen sich die Funktionen der Einzelteile im vorliegenden Fall wie folgt definieren:
- Das erfindungsgemäße Gelenk zwischen zwei Strangpreßprofilen weist getrennte Funktionen mit innen- und außenliegenden Gleitflächen 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 Gleitfläche 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 Gleitfläche 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 Klammerprofils aus äußere Wellensegmente mit jeweils zugeordneten Gleitflächen. Die innere Gleitfläche korrespondiert mit den Nuten 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 zueinander 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 Teilkreis mit einer Radiusdifferenz von der Dicke des Klammerprofils 3 plus der Dicke des hakenförmigen Fortsatzes 12, 13 angeordnet ist.
- Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Auslaufenden des Klammerprofils 3 zylindrische Form haben und die Nuten 10, 11 im hakenförmigen Fortsatz 12, 13 einen Umschlingungswinkel von 180 - 210 Grad aufweisen. Damit stellen das innere Lagerschalensegment und das äußere Lagerschalensegment etwa die Form einer halbierten 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 Trennlinie zwischen den Strangpreßprofilen 1, 2.
- An dem, den Verdickungen gegenüberliegenden Ende des Strangpreßprofils 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 geschlossene Wand seitlich wirkenden Kräften.
- In Figur 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 zusammengeklappten Zustand liegen die Strangpreßprofile 23, 24 plan aufeinander.
- Aus Figuren 4 u. 5 ist ein Vergleichsbeispiel mit unterschiedlich 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 Kopfenden an den Stoßstellen hervor und schließen nicht plan mit der Außenseite der Strangpreßprofile ab.
- In den Figuren 6 bis 9 sind Varianten der erfindungsgemäßen Gelenkverbindung dargestellt, die ein verbessertes Reibungsverhalten zeigen. Dies bezieht sich einerseits auf den zu erwartenden Verschleiß des Gelenks und andererseits auf den Kraftaufwand bei Betätigung des Gelenks. Zusätzlich wird das klappernde Geräusch bei dem Aufeinanderschlagen von metallischen Flächen vermieden, da die in Kontakt stehenden Gelenkteile mindestens einseitig mit Kunststoffprofilen ausgerüstet sind.
- In Figur 6 ist das Klemmprofil 3 mit T-förmig ausgebildeten Auslaufenden 8, 9 dargestellt. Diese stützten sich auf den zugehörigen Flächen der Strangpreßprofile 1, 2 über entsprechend geformte Kunststoffprofile 18, 19, 38, 39 ab.
- In Figur 7 ist dasselbe Gelenk in aufgeklappter Position dargestellt. Die Kunststoffprofile 18, 19 bzw. 38, 39 sind hier in besonders günstiger Weise an den T-förmigen Auslaufenden 8, 9 durch eine Klipsverbindung befestigt.
- In Figuren 8 und 9 ist ein Gelenk mit rohrförmig ausgebildeten Auslaufende 29, 30 des Klemmprofils 3 dargestellt. Dadurch kann in besonders günstiger Weise eine Führung des Gelenks und damit des Falltors über seitlich eingesteckte Achsen ermöglicht werden.
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