CH656493A5

CH656493A5 - Vorrichtung mit fliehgewichtbremse, insbesondere zum selbsttaetigen aufwickeln einer anschlussleitung.

Info

Publication number: CH656493A5
Application number: CH3611/82A
Authority: CH
Inventors: Albert Schaller
Original assignee: Desco Gmbh & Co
Priority date: 1980-10-24
Filing date: 1981-01-02
Publication date: 1986-06-30
Also published as: SE450376B; SE8203894L; FR2492927B1; SE8203894D0; DE3040143C2; NL8120024A; US4500048A; FR2492927A1; JPS57501576A; DE3040143A1; WO1982001624A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit Fliehgewichtbremse, insbesondere zum selbsttätigen Aufwickeln einer Anschlussleitung für ein elektrisch betriebenes Gerät auf eine drehbare Trommel, die mit ihrer Nabe an einem auf einer Grundplatte stehenden Lagerdorn gelagert und an der Grundplatte ge-.bremst ist.

Derartige Aufwickelvorrichtungen (Kabeltrommeln) dienen zur Unterbringung elektrischer Leitungen, die nur zeitweise und/oder in wechselnder Länge benötigt werden. In den meisten Anwendungsfällen ist man bestrebt, den Platzbedarf der Vorrichtung möglichst gering zu halten, insbesondere wenn sie in Elektrogeräte aller Art für den Haushalt, z.B. Staubsauger, Küchenmaschinen und dgl., eingebaut werden soll.

Der verwendungsbedingte Durchmesser der Trommel bestimmt den Mindestplatzbedarf der Vorrichtung in der Rotationsebene der Trommel. Wenn nun die Fliehgewichte, wie üblich, in Taschen am Rande eines der beiden Trommelflansche untergebracht sind, so muss die Grundplatte mit einetn diesen Flansch übergreifenden Bund die Schleifbahn für diese Fliehgewichte bilden (z.B. DE-OS 2 756 023). Diese so einfach erscheinende Konstruktion hat erhebliche Nachteile: Die Fliehgewichte haben ein merkliches Gewicht. Die Grundplatte mit Bund ver-grössert unnötig die Abmessungen, und bei der üblichen Ausführung als Kunststoffspritzteil bedingt sie eine unnötig grosse und damit teure Spritzform. Ferner ist sie verhältnismässig lohnintensiv, da die losen Gewichte von Hand in die Taschen eingelegt werden müssen und während des Zusammenbaus der Trommel leicht herausfallen.

Als Zubehör für Elektrogeräte des täglichen Gebrauchs müssen aber solche der Bequemlichkeit dienenden Aufwickelvorrichtungen möglichst billig sein. Dies verlangt eine form-und montagetechnisch möglichst einfache Konstruktion.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Fliehgewichtbremse für preiswerte Aufwickelvorrichtungen der beschriebenen Art zu finden, die keinen zusätzlichen Platz oder Raum benötigt, einfach zu fertigen ist und einen halb- oder vollautomatischen Zusammenbau der Vorrichtungsteile zulässt.

Diese Aufgabe wird unter Abkehr von der herkömmlichen Vorstellung eines möglichst grossen Fliehkreises für die Bremsgewichte erfindungsgemäss in der Weise gelöst, dass die Fliehgewichtbremse als ein an der Grundplatte seitlich des Lagerdornes auf einem Lagerzapfen gelagertes und innerhalb eines Bremsbundes umlaufendes Bremsrad ausgebildet ist, das von der Trommel mit hohem Übersetzungsverhältnis angetrieben wird. Dieses Übersetzungsverhältnis kann je nach Anordnung und Abmessungen im einzelnen zwischen 1:5 und 1:10 gewählt werden. Der Kraftschluss zwischen Trommel und Bremsrad kann als Reibrad- oder als Wälzradgetriebe ausgebildet sein. Im ersteren Fall steht die Nabe des Bremsrades mit der Nabe der Trommel oder einem Reibring am Trommelflansch in Eingriff, im letzteren Fall als Ritzel mit einem Zahnkranz an Nabe oder Flansch. Das grösstmögliche Übersetzungsverhältnis erhält man, wenn der Lagerzapfen des Bremsrades innerhalb des Reibringes bzw. Zahnkranzes angeordnet ist.

Da die Fliehkraft einer Masse proportional dem Ausdruck r • co ist,

wobei r der Radius und — co die Winkelgeschwindigkeit der Kreisbewegung ist,

liefert die erfindungsgemässe Anordnung in bezüglich Materialaufwand und Kosten vorteilhafterweise mit einem kleinen Reibrad ein hohes Bremsmoment, das mit dem Quadrat des Übersetzungsverhältnisses ansteigt und proportional der Trommeldrehzahl ist. Daraus lässt sich ein optimales Verhältnis zwischen zu wählendem Übersetzungsverhältnis und Fliehgewichten ermitteln.

Vorteilhaft besitzt das Bremsrad zwei Fliehgewichtsegmente, die über federnd nachgiebige Stege mit seiner Nabe einstückig verbunden sind und sich unter der Zentrifugalkraft reibend gegen den Bremsbund an der Grundplatte anlegen.

Ohne ein Freilaufgetriebe, das sich aus Kostengründen verbietet, wirkt die Fliehkraftbremse einer Kabeltrommel sowohl in der Auf- wie in der Abwickelrichtung der Leitung. Hier zeigt nun die Ausführung des Bremsrades mit federnd aufgehängten Fliehgewichten gegenüber Bremsen mit losen Fliehgewichten ein besonders vorteilhaftes Verhalten insofern, als das Bremsmoment in einer Drehrichtung merklich kleiner ist als in der anderen Drehrichtung, nämlich in derjenigen Drehrichtung, bei der die Fliehgewichte gewissermassen «nachgeschleppt» werden. In der Gegenrichtung verstärkt eine gewisse Stauchung der Aufhängung die Andruckkraft der Gewichte und damit das Bremsmoment erheblich. Für eine Kabeltrommel wird nun die Anordnung so getroffen, dass bei der dem Abwickelvorgang zugeordneten Drehrichtung des Bremsrades dessen Bremsgewichte nachgeschleppt werden.

Einzelheiten der konstruktiven Gestaltung der Vorrichtung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Im folgenden wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel beschrieben, dem ein grösstmögliches Übersetzungsverhältnis bei schonender Beanspruchung der Bremse zugrundegelegt ist. In der Zeichnung zeigen:

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Fig. 1 einen Axialquerschnitt für eine Kabeltrommel mit Bremsrad;

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Axialschnitt eines Bremsrades mit federnd aufgehängten Fliehgewichten;

Fig. 3 eine Ansicht der der Trommel zugewandten Innenseite der Grundplatte.

Der Axialschnitt der Fig. 1 zeigt eine L-förmige Grundplatte

1 mit einem abgewinkelten Fuss 1.1, die gegeneinander durch eine Anzahl Rippen 1.2 (vgl. Fig. 3) abgesteift sind. Der Grundplatte 1 sind ein hohler Lagerdorn 2 für eine Trommel 3 und ein massiver Lagerzapfen 4 für ein Bremsrad 5 sowie ein auf dessen Umfang liegender Bremsbund 6 angeformt. Der, bezogen auf die Grundplatte 1, äussere Trommelflansch 3.1 bildet eine napfförmige Vertiefung, in der die sich beim Abwickeln der auf der Trommel aufgewickelten Leitung 7 spannende Wickelfeder 8 untergebracht ist. Die beiden Adern der Leitung 7 sind über eine Drehkupplung 9, bestehend aus zwei zwischen der Trommelnabe 3.2 und dem Lagerdorn 2 angeordneten Schleifkontaktsätzen 10, zur offenen Rückseite des Lagerdornes

2 bzw. der Grundplatte 1 herausgeführt.

Die Nabe des auf dem Lagerzapfen 4 drehbar gelagerten Bremsrades 5 bildet ein Ritzel 5.1, das mit einem dem hinteren Trommelflansch 3.2 angeformten Zahnkranz 11 mit Innenverzahnung kämmt. Man erkennt, dass das Verhältnis der Radien des Ritzels 5.1 und des Zahnkranzes 11 das Übersetzungsverhältnis des zwischen Trommel 3 und Bremsrad 5 gebildeten Wälzradgetriebes bestimmt.

Fig. 2 zeigt die Konstruktion des Bremsrades 5. Seiner das Ritzel 5.1 bildenden Nabe sind zwei sich diametral gegenüber stehende steife Radialstege 5.2 angeformt, die sich in sich längs des Radumfanges erstreckenden federnden Stegen5.3 fortsetzen, an deren Enden je ein Fliehgewicht 12 sitzt. Diese Fliehgewichte erstrecken sich in einem Zentriwinkel von 105° über die radiale Fläche des Bremsrades 5 bis an dessen Nabe, mit der sie aber keine Verbindung haben. Infolgedessen werden die Fliehgewichte 12 bei einer raschen Drehung des Rades unter der Fliehkraftwirkung, die gebogenen Stege 5,3 auffedernd, nach aussen streben, d.h. der durch die Gewichte bestimmte Raddurchmesser wird sich aufweiten. Dadurch kommen sie zur kraftschlüssigen Anlage an dem Bremsbund 6.

Man erkennt aus dem eingezeichneten Diagramm der Fliehkraft Fz und Bremskraft Br, dass in der Drehrichtung B, in der sich das Rad 5 dreht, wenn die Wickelfeder 8 die Leitung 7 auf die Trommel 3 aufwickelt, die Stege 5.3 auf Druck beansprucht werden und ausknicken, so dass ein die Bremswirkung verstärkender Klemmeffekt auftritt. Umgekehrt werden die Stege 5.3 in Drehrichtung A gestreckt, so dass sich die Bremswirkung 5 verringert.

Fig. 3 zeigt eine Ausführung der Grundplatte 1, bei der diese nur wenig breiter ist als der Durchmesser des Bremsbundes 6 und nur eine kleine Spritzform bedingt. Entsprechend klein ist der Materialeinsatz. Es versteht sich, dass die Grundplatte auch io wesentlich grösser und Teil eines die Trommel 3 umschliessen-den Gehäuses sein kann.

Die Montage der Aufwickelvorrichtung erfolgt durch einfaches Zusammenstecken der Teile 1, 5 und 3 in axialer Richtung des Lagerdornes 2. Man erkennt aus Fig. 3 in Verbindung mit 15 Fig. 1, dass die Trommel 3.2 an einem ihrer Mündung angeformten Bund 3.4 mittels sechs der Grundplatte 1 angeformter Rasten 1.3 gegen ein Abziehen vom Lagerdorn 2 gesichert ist.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungs-20 beispiel beschränkt. So kann das Übersetzungsverhältnis, das hier etwa 1:8 ist, auch kleiner gewählt werden, wenn der Zahnkranz 11 am Flansch 3.3 zwischen Lagerzapfen 4 und Lagerdorn 2 angeordnet ist und mit einer Aussenverzahnung mit dem Ritzel 5.1 kämmt; das Übersetzungsverhältnis ist dann etwa 25 1:5. Bei etwas anderer Ausbildung der Trommelnabe 3.2 könnte der Zahnkranz auch dieser angeformt oder auf sie aufgezogen sein. Schliesslich sind auch Reibradgetriebe möglich, jedoch führen die dabei für den Kraftschluss erforderlichen Drücke zu erhöhten Belastungen in den Gleitlagern.

30 Das Bremsrad 5 kann mit allen Einzelheiten einstückig aus einem widerstandsfähigen Kunststoff, z.B. Macrolon® , gespritzt werden. Das Verhältnis der Bremsmomente in den beiden Drehrichtungen A und B kann ausser durch Länge und Dicke der Stege 5.3 durch Gestaltung der Aussenfläche der 35 Fliehgewichte 12 beeinflusst werden, jedoch muss ein Blockieren der Bremse beim Aufwickeln der Leitung 7 in Richtung B vermieden werden.

Die Erfindung ist nicht auf das zur Erläuterung beschriebene Anwendungsbeispiel einer sogenannten Kabeltrommel be-40 schränkt, sondern kann überall dort angewendet werden, wo die Drehzahl einer Welle oder einer drehenden Vorrichtung bei veränderlichem Drehmoment einen vorgegebenen Wert nicht überschreiten soll.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Vorrichtung mit Fliehgewichtbremse, insbesondere zum selbsttätigen Aufwickeln einer Anschlussleitung für ein elektrisch betriebenes Gerät auf eine drehbare Trommel, die mit ihrer Nabe an einem auf einer Grundplatte stehenden Lagerdorn ■ gelagert und an der Grundplatte gebremst ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Fliehgewichtbremse als ein an der Grundplatte (1) seitlich des Lagerdorns (2) auf einem Lagerzapfen (4) gelagertes und innerhalb eines Bremsbundes (6) umlaufendes Bremsrad (5) ausgebildet ist, das von der Trommel (3) mit hohem Übersetzungsverhältnis angetrieben wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Übersetzungsverhältnis zwischen 1:5 und 1:10 gewählt ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe des Bremsrades (5) mit der Nabe der Trommel (3) oder einem Reibring am Trommelflansch ein Reibradgetriebe bildet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe des Bremsrades (5) als Ritzel (5.1) ausgebildet ist und mit einem Zahnkranz (11) an Nabe oder Flansch (3.3) der Trommel (3) ein Wälzradgetriebe bildet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerzapfen (4) für das Bremsrad (5) innerhalb des Reibringes oder Zahnkranzes (11) des Trommelflansches (3.3) liegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsrad (5) zwei Fliehgewichtsegmente (12) besitzt, die über federnd nachgiebige Stege (5.3) mit seiner Nabe einstückig verbunden sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerdorn (2) für die Trommel (3) sowie der Lagerzapfen (4) für das Bremsrad (5) und der Bremsbund (6) mit der Grundplatte (1) ein einstückiges Spritzteil bilden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (1) als L-förmiger Winkel ausgebildet ist, dessen längerer Schenkel Lagerdorn (2), Lagerzapfen (4) und Bremsbund (6) trägt und nicht wesentlich breiter ist als die Durchmesser von Lagerdorn und Bremsbund, während sein kurzer Schenkel (1.1) als Fuss ausgebildet ist und etwa die Länge des Lagerdornes hat.