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Die
Erfindung betrifft ein Koppelelement für die Verbindung einzelner
hintereinander angeordneter Schutzabdeckungssegmente einer Schutzabdeckung,
sowie eine Schutzabdeckung, die aus einer Aneinanderreihung einzelner
Schutzabdeckungssegmente, die mittels dieser Koppelelemente miteinander
verbunden sind, gebildet wird.
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Die
hier betrachteten Schutzabdeckungen dienen insbesondere, jedoch
keineswegs ausschließlich,
zur Abdeckung von beweglichen Maschinenteilen oder dergleichen.
Es ist dabei bekannt, zur Abdeckung derartiger beweglicher Maschinenteile einzelne
Schutzabdeckungssegmente beweglich miteinander zu verbinden, so
dass sich deren Abdeckflächen überlappen
und sie sowohl im ein- als auch im ausgefahrenen Zustand einen wirksamen Schutz
gegenüber
Spänen,
Staubpartikeln oder sonstigen Verschmutzungen bieten. Die Schutzabdeckungssegmente
können
dabei zum einen Abdecklamellen oder Schutzabdeckungsbleche sein,
die übereinanderschiebbare
Abdeckflächen
aufweisen, zum anderen als Halterahmen von Faltenbälgen ausgeführt sein,
die in den Falten der als Faltenbalg ausgeführten Schutzabdeckung angeordnet
sind und diesen vor dem Zusammenfallen schützen. In beiden Fällen werden
die Schutzabdeckungssegmente elastisch miteinander verbunden, bevorzugt
werden sie zumindest im Fall der Faltenbalgausführung mit Textilstoff oder ähnlichen
elastischen Materialien verbunden, die gleichzeitig die Abdeckfläche bilden
können. Solche
Schutzabdeckungen in Gestalt eines Faltenbalgs oder einer Lamellenabdeckung
sind weit verbreitet. Um eine Zerstörung einer solchen Schutzabdeckung,
beispielsweise durch Partikel wie Metallspäne oder dergleichen, wie sie
bei der spanenden Bearbeitung von Metallen, Kunststoffen oder Holz anfallen,
zu verhindern, ist es ebenfalls bekannt, in den gefährdeten
Bereichen die Schutzabdeckung durch Metalllamellen abzudecken, so
dass der die Schutzabdeckung bildende Textilstoff lediglich der kraftübertragenden
Verbindung der einzelnen Schutzabdeckungssegmente dient und von
Metallabdeckflächen
vor widrigen Umgebungseinflüssen
geschützt
wird.
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Nachteilig
an solchen Schutzabdeckungen ist die nur wenig beeinflussbare Dynamik
und unvorteilhafte Auszugseigenschaft. Gerade im Hinblick auf sich
schnell bewegende Maschinen, die beispielsweise in der Holz und
Metallverarbeitung eingesetzt werden, zieht sich eine solche Schutzabdeckung
nur sukzessive aus, so dass die am vorderen Ende der Schutzabdeckung
befestigten Abdecklamellen oder Faltenbalgsegmente bei jeder Bewegung
voll ausgezogen werden, und die rückwärtigen Abdecklamellen oder
Faltenbalgsegmente nur bei Vollauszug in Anspruch genommen werden.
Bei schnellen Bewegungsabläufen
einer Maschine führt
dies dazu, dass ungünstige
dynamische Schwingungsbewegungen aufgrund der Eigenträgheit der
einzelnen Schutzabdeckungssegmente auftreten. Diese führen dazu, dass
gewisse Bereiche der Schutzabdeckung unangemessen beansprucht werden,
während
andere Bereiche praktisch keine Auszugsbewegung erfahren. Des Weiteren
können
bei einer Verbindung von Schutzabdeckungssegmenten mit Hilfe von
Textilstoff keine rückwärtigen abgewinkelten
Kräfte übertragen
werden, die ein sicheres Überlappen
der Schutzabdeckungssegmente zumindest im Fall einer Lamellenabdeckung
gewährleisten.
So kommt es in schnellen Bewegungsabläufen durchaus vor, dass sich
Abdeckflächen
benachbarter Schutzabdeckungssegmente aufspreizen, so dass die darunter liegenden
textilen Verbindungselemente den widrigen Umgebungseinflüssen ungeschützt ausgesetzt sind.
Darüber
hinaus erfordert eine verschleißbedingte
Reparatur einer solchen Schutzabdeckung den gesamten Austausch der
Abdeckung, da in der Regel die einzelnen textilen Verbindungselemente nicht
unabhängig
von den Schutzabdeckungssegmenten ausgetauscht werden können.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, Koppelelemente für
die Verbindung einzelner hintereinander angeordneter Schutzabdeckungssegmente
einer Schutzabdeckung, die entweder als Lamellenabdeckung oder als
Faltenbalg ausgeführt
sein kann, vorzuschlagen, die eine günstige dynamische Eigenschaft
der gesamten Schutzabdeckung sicherstellen, durch die Übertragung
von rückwärtig gerichteten dreidimensionalen
Aneinanderpresskräften
ein zuverlässiges
Aufliegen der Abdeckflächen
benachbarter Schutzabdeckungssegmente gewährleisten, im Verschleißfall die
kostengünstige,
einfache und werkzeugfreie Reparatur der Schutzabdeckung ermöglichen,
sowie durch einfaches Auswechseln der Koppelelemente eine einfache
Anpassung der Schutzabdeckung an wechselnde dynamische Anforderungen ermöglichen.
Des Weiteren ist eine Aufgabe der Koppelelemente, den Verschleiß und damit
die Betriebskosten bei der Wartung der Schutzabdeckung zu verringern.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Koppelelement nach der Lehre des Anspruchs
1 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Das
erfindungsgemäße Koppelelement
dient der Verbindung einzelner hintereinander angeordneter Schutzabdeckungssegmente
einer Schutzabdeckung. Dabei umfasst das Koppelelement zwei im wesentlichen
paral lel angeordnete Verbindungsseiten, die das Koppelelement mit
Verbindungsbefestigungen an Führungsflächen zweier
benachbarter Schutzab- deckungssegmente verbinden, wobei die beiden
Verbindungsseiten über
mindestens einen Verbindungsschenkel so miteinander verbunden sind,
dass das Koppelelement in einer Streck- und Stauchbewegung eine
federnde Eigenschaft aufweist. Somit besteht das Koppelelement aus
mindestens einem Verbindungsschenkel, an dessen beiden Enden Verbindungsseiten
zur Verbindung mit Führungsflächen zweier
benachbarter Schutzabdeckungssegmente angebracht sind. Hierbei sind
die beiden Verbindungsseiten im Wesentlichen parallel zueinander
angeordnet. Die Verbindungsseiten werden an Verbindungsbefestigungen
der Führungsflächen der
Schutzabdeckungssegmente druck- und zu kraftübertragend verbunden. Hierbei
ist es denkbar, dass an jeder Führungsfläche für jede Koppelelementverbindung
eine eigene Verbindungsbefestigung vorgesehen ist, so dass zwei
Koppelelemente, eines, das das vorangehende Schutzabdeckungssegment
mit dem gegenwärtigen
Schutzabdeckungssegment, und eines, das das gegenwärtige Schutzabdeckungssegment
mit dem nachfolgenden Schutzabdeckungssegment verbindet, jeweils
an eigenen Verbindungsbefestigungen der Führungsfläche befestigt sind, so dass
jede Führungsfläche mindestens
zwei Verbindungsbefestigungen aufweist. Ebenso ist jedoch auch eine
Verbindungsbefestigung der Führungsfläche denkbar,
an der beide Koppelelemente, das des vorangehenden Schutzabdeckungssegments
und das des nachfolgenden Schutzabdeckungssegments, gemeinsam befestigt
sind. Die Federwirkung wird vor allem innerhalb des Koppelelements
realisiert. Eine Längenveränderung
des Koppelelements kann entweder durch eine Längenveränderung der Verbindungsschenkel,
beispielsweise durch eine spiralartige Führung des Verbindungsschenkels
erreicht werden, oder – beispielsweise
im Fall von starren Verbindungsschenkeln – durch eine Gleitbewegung
mindestens einer der beiden Verbindungsseiten entlang der Führungsfläche eines Schutzabdeckungssegments
ermöglicht
werden. Da eben ist auch eine Kombination dieser beiden Prinzipien
denkbar.
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Die
federnde Eigenschaft des Koppelelements kann besonders einfach und
elegant dadurch erzeugt oder unterstützt werden, dass der oder die Verbindungsschenkel
mit Gelenkecken versehen sind. Diese Gelenkecken weisen können hierzu
eine elastische, federnde Wirkung aufweisen, so dass sie zum einen
eine Längenverkürzung des
Verbindungsschenkels durch ein federndes Abknicken des Verbindungsschenkel
an einer oder mehreren an ihm angebrachten Gelenkecken ermöglichen,
zum anderen eine federnde, elastische Wirkung der Verbindung von
Verbindungsseite mit Verbindungsschenkel über eine oder mehrere Gelenkecken
ermöglichen.
Somit können
Gelenkecken die federnde Eigenschaft des Koppelelements in Streck-
und Stauchrichtung entscheidend verbessern.
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Die
Ausführung
der Verbindung der Verbindungsseite des Koppelelements mit einer
Verbindungsbefestigung der Führungsfläche eines
Schutzabdeckungssegments ist prinzipiell beliebig, wichtig ist hierbei,
dass sie eine druck- und zugübertragende Funktion
zwischen Koppelelement und Führungsfläche ausübt, so dass
das Koppelelement benachbarte Schutzabdeckungssegmente federnd miteinander verbinden
kann. So ist es besonders einfach und vorteilhaft, dass mindestens
eine Verbindungsseite des Koppelelements als Halteseite ausgeführt ist,
die an einer als Haltebefestigung ausgeführten Verbindungsbefestigung
einer Führungsfläche eines Schutzabdeckungssegments
befestigt ist. Die Verbindung von Halteseite und Haltebefestigung
ist dabei so zu verstehen, dass sie kraftschlüssig und in Bezug auf Halteseite
und Haltebefestigung zueinander ortsfest eine Verbindung zwischen
dem Koppelelement und dem Schutzabdeckungssegment schafft und beispielsweise
durch Kleben, Clipsen, Nieten oder Schrauben geschaffen werden kann.
Die Schaffung einer Halteseite des Koppelelements und einer Haltebefestigung
der Führungsfläche ist
denkbar einfach und kann mit gängigen
Techniken umgesetzt werden.
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In
einem besonders ausgezeichneten Ausführungsbeispiel der Halteseite
umfasst die Halteseite des Koppelelements mindestens eine Haltenase und
mindestens eine Rastnase. Des Weiteren umfasst die Haltebefestigung
des Schutzabdeckungssegments mindestens eine Haltenut und ein Rastloch. Hierbei
hintergreift die Haltenase des Koppelelements durch die Haltenut
der Führungsfläche des Schutzabdeckungssegments
diese, und die Rastnase des Koppelelements rastet in dem Rastloch
des Schutzabdeckungssegments ein. Damit ist die Halteseite des Koppelelements
so ausgeführt,
dass eine Haltenase eine Haltenut der Führungsfläche eines Schutzabdeckungssegments
durchgreift und somit die Führungsfläche hintergreift
und an die Anlegeseite der Halteseite anpresst. Um ein Herausrutschen der
Haltenase aus der Haltenut des Schutzabdeckungssegments zu verhindern,
ist an der Halteseite mindestens eine Rastnase angebracht, die gegebenenfalls
abgeschrägt
sein kann, und in ein Rastloch der Führungsfläche des Schutzabdeckungssegments
einrastet. Somit kann das Koppelelement durch eine entsprechende
Ausgestaltung der Halteseite mit Haltenase und Rastnase in die Haltebefestigung
der Führungsfläche des
Schutzabdeckungssegments eingerastet und sicher gehalten werden. Hierbei
dient die Haltenase zur kraftschlüssigen Verbindung der Halteseite
des Koppelelements mit der Führungsfläche des
Schutzabdeckungssegments und die Rastnase zur Sicherung der Halteverbindung von
Halteseite und Haltebefestigung.
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Wird
die Halteseite des Koppelelements und die Haltebefestigung des Schutzabdeckungssegments
nach dem oben dargestellten Ausführungsbeispiel
gestaltet, so ist es besonders vorteilhaft, dass die Halteseite
des Koppelelements durch Einschieben der Haltenase in die Haltenut
des Schutzabdeckungssegments und Einrasten der Rastnase im Rastloch
des Schutzabdeckungssegments in die Haltebefestigung des Schutzabdeckungssegments lösbar und
werkzeugfrei befestigt werden kann. Durch eine Einschiebbarkeit
der Haltenase in die Haltenut des Schutzabdeckungssegments lässt sich
ein einfaches und werkzeugfreies Ablösen der Halteseite des Koppelelements
aus der Haltebefestigung der Führungsfläche des
Schutzabdeckungssegments realisieren. Hierzu wird die Haltenase
des Koppelelements einfach in die Haltenut der Führungsflä che ein- bzw. herausgeschoben.
Um ein versehentliches Herausrutschen der Haltenase aus der Haltenut
zu verhindern und eine sichere kraftschlüssige Übertragung von Anpresskräften der
Auszugslamellen zu bewerkstelligen, ist die Halteseite mit einer
Rastnase ausgestattet, die beim Hineinschieben der Haltenase in
die Haltenut in ein Rastloch der Führungsfläche des Schutzabdeckungssegments
einrastet. Somit muss, um die Halteseite des Koppelelements von
der Führungsfläche des
Schutzabdeckungssegments zu lösen,
zuerst die Rastnase des Koppelelements aus dem Rastloch des Schutzabdeckungssegments
gedrückt
werden. Hierbei bietet es sich an, das Material, mit dem die Halteseite
des Koppelelements ausgeführt
ist, elastisch auszubilden. Eine solche Einrast-Halte-Verbindung
mit Hilfe von Haltenasen in Haltenuten und Rastnasen in Rastlöchern eröffnet eine
werkzeugfreie, einfache und unkomplizierte und dabei zuverlässig kraftschlüssige Verbindung
des Koppelelements mit dem Schutzabdeckungssegment.
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Abgrenzend
von einer Ausführung
der Verbindungsseite des Koppelelements als Halteseite und Verbindungsbefestigung
der Führungsfläche als Haltebefestigung
ist es in einer ausgezeichneten weiteren Ausführungsform möglich, eine
Verbindungsseite als Gleitseite auszuführen. Diese wird an einer als
Gleitbefestigung ausgeführten
Verbindungsbefestigung einer Führungsfläche eines
Schutzabdeckungssegments verschieblich geführt. Dies ist so zu verstehen,
dass die Verbindung von Gleitseite des Koppelelements und Gleitbefestigung
der Führungsfläche zwar
kraftschlüssig
Druck- und Zugkräfte
zwischen Koppelelement und Schutzabdeckungssegment übertragen
kann, jedoch die Ortsfestigkeit der Halteseite zur Haltebefestigung
gegenüber
einer verschieblichen Lagerung an der Führungsfläche aufgegeben wird. Beispielsweise
kann eine solche Gleitbefestigung als Schieberbefestigung des Koppelelements
entlang einer der Führungsflächen ausgestaltet
werden. Diese Ausführung
hat insbesondere den Vorteil, dass gerade im Hinblick auf starre
Verbindungsschenkel ein erforderlicher Längenausgleich des Koppelelements
durch eine Gleitbewegung der Verbindungsseite des Koppelelements entlang
der Verbindungsbefestigung der Führungsfläche ausgeglichen
werden kann.
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In
einem in Bezug auf die Umsetzung der Gleitbefestigung besonders
vorteilhaften Ausführungsbeispiel
umfasst die Gleitseite des Koppelelements eine Gleitnut und mindestens
eine Gleitführungsnase.
Des Weiteren umfasst die Gleitbefestigung des Schutzabdeckungssegments
mindestens ein Gleitführungslangloch
in der Führungsfläche und eine
von Gleitanschlägen
begrenzte Gleitkante der Führungsfläche. Die
Gleitnut des Koppelelements liegt in einer die Gleitkante des Schutzabdeckungssegments
umgreifenden Gleittasche des Koppelelements. Dabei wird die Gleitführungsnase
des Koppelelements in dem Gleitführungslangloch
des Schutzabdeckungssegments geführt.
Mit anderen Worten besteht die Gleitführung der Gleitseite des Koppelelements
entlang der Gleitbefestigung des Schutzabdeckungssegments aus einer
die Gleitkante der Führungsfläche des
Schutzabdeckungssegments umgreifenden Gleittasche des Koppelelements.
Diese durch die Gleittasche definierte Gleitnut gleitet auf der
Führungskante
der Führungsfläche, die
dabei von zwei Gleitanschlägen
begrenzt ist. Somit ist der Gleitweg auf der Gleitkante definiert
und legt den maximalen Streck- und Stauchweg des Koppelelements fest.
Um ein Herausrutschen der Gleitkante der Führungsfläche des Schutzabdeckungssegments
aus der Gleittasche der Gleitseite des Koppelelements zu verhindern,
ist an der Gleitseite des Weiteren eine Gleitführungsnase angebracht, die
in ein Gleitführungslangloch
der Führungsfläche des
Schutzabdeckungssegments hineinragt und in dieser geführt wird.
Diese Gleitführungsnase
verhindert ein Herausrutschen der Gleitkante der Führungsfläche des Schutzabdeckungssegments
aus der Gleittasche des Koppelelements. Hierbei hängt die
Länge des Gleitführungslanglochs
von der Länge
der Gleitkante, die durch Gleitanschläge begrenzt ist, ab. Der gesamte
Gleitweg der Gleitseite des Koppelelements in der Gleitbefestigung
des Schutzabdeckungssegments ist somit durch den Abstand der Gleitanschläge der Gleitkante
und der Länge
des Gleitführungslanglochs
des Schutzabdeckungssegments vorgegeben und definiert somit zusammen
mit der Länge
des Verbindungsschenkels den maximalen Streckweg und minimalen Stauchweg
des Koppelelements und damit die Ein- und Ausfahrlänge zweier
benachbarter Schutzabdeckungssegmente. Die Führung der Gleitseite des Koppelelements
entlang der Gleitbefestigung ermöglicht
ein Ausgleichsspiel beim Auszug des Koppelelements, so dass die
Schutzabdeckungssegmente parallel zueinander ohne Seitenversatz
ein- und ausgefahren werden können.
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Wird
die Gleitseite des Koppelelements und die Gleitbefestigung des Schutzabdeckungssegments
nach dem oben angesprochenen Ausführungsbeispiel gestaltet, so
ist es besonders vorteilhaft, dass die Gleitseite des Koppelelements
durch Aufbiegen der Gleittasche entlang eines elastisch ausgebildeten
Nutstegs in die Gleitbefestigung des Schutzabdeckungssegments lösbar eingeschnappt werden
kann. Dies bedeutet, dass die Gleittasche des Koppelelements elastisch
aufgeklappt werden kann, dadurch, dass der Nutsteg, der die Anlegefläche der
Gleitseite mit der überlappenden
Lasche der Gleittasche verbindet, elastisch ausgeführt ist.
Durch die elastische Ausführung
des Nutstegs ergibt sich somit ein aufklappbares elastisches Scharnier,
so dass die Gleittasche aufgebogen werden kann, und somit die Gleitführungsnase
der Gleitseite in das Gleitführungslangloch
der Führungsfläche des Schutzabdeckungssegments
eingesteckt, und dann die Gleittasche wieder zugeklappt werden kann.
Damit lässt
sich die Gleitseite des Koppelelements werkzeugfrei, leicht und
einfach in die Gleitbefestigung einschnappen. Eine solche elastische
Ausbildung des Nutstegs der Gleitseite des Koppelelements kommt
somit einer Anforderung an die Erfindung, der werkzeugfreien Austauschbarkeit
defekter Koppelelemente, sehr entgegen.
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Die
Formgestaltung des erfindungsgemäßen Koppelelementes
ist grundsätzlich
beliebig. Jedoch erscheinen besondere Grundformen des Koppelelements
besonders vorteilhaft. Insbesondere ist es zu bevorzugen, das Koppelelement
im Wesentlichen rautenförmig,
O-förmig,
V-förmig
oder X-förmig
zu gestalten. Diese Ausformungen beziehen sich dabei auf die Gesamtkomposition
von Verbindungsschenkel und parallel angeordneten Verbindungsseiten. Diese
Grundformen ermöglichen
eine fertigungstechnisch besonders einfache Herstellung von federnden Koppelelementen,
die den Merkmalen des Anspruchs 1 genügen. Jedoch sind aber auch
andere Formen, beispielsweise als gewundene Torsionsfeder (Stahlfeder),
denkbar.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
des Koppelelements weist das Koppelelement neben einer federnden
Eigenschaft noch eine dämpfende
Eigenschaft in der Streck- und Stauchbewegung auf. Die dämpfende
Eigenschaft bewirkt, dass die bei einer Streck- oder Stauchbewegung
auftretenden Beschleunigungskräfte
bereits zumindest teilweise im Koppelelement absorbiert werden,
und somit nicht über
die Schutzabdeckungssegmente an die Schutzabdeckung weitergegeben
werden. Somit vermindert eine dämpfende
Eigenschaft des Koppelelements die dynamische Belastung der gesamten
Schutzabdeckung und trägt
zur Erhöhung
der Lebensdauer und Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der
Schutzabdeckung bei.
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Die
Definition der Ruhestellung des Koppelelements ist grundsätzlich beliebig.
Besonders vorteilhaft ist es jedoch, das Koppelelement so auszuführen, dass
es sich in seiner Ruhestellung in der Mitte zwischen minimaler Stauch-
und maximaler Streckposition befindet. Somit ergibt sich eine Ruheposition
der Schutzabdeckung, die mit Hilfe solcher Koppelelemente durch
eine Aneinanderreihung von Schutzabdeckungssegmenten gebildet ist,
dass sich diese in ihrer Ruhestellung in einem halb ausgefahrenen
Zustand befindet. Die Ruhestellung in der Mitte des Ausfahrwegs
führt zu
geringst möglichen
Winkelbelastungen der Ge lenkwinkel und des Verbindungsschenkels
bei Einnahme der minimalen oder maximalen Position des Koppelelements.
So würde
eine Ruhestellung in der minimalen Stauchposition oder in der maximalen
Streckposition dazu führen,
dass die Gelenkwinkel beim Verfahren in die jeweilige andere extreme
Streckposition maximal belastet werden. Eine Ruhestellung in der
Mittelposition jedoch halbiert die minimalen Ein- und maximalen
Ausfahrwinkel der Gelenkecken. Dies führt dazu, dass die Lebensdauer
der Koppelelemente erhöht
und die Stressbelastung auf die dynamisch beweglichen Teile der
Koppelelemente, die Gelenkecken sowie die Verbindungsschenkel minimiert
wird.
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Je
nach Einsatzgebiet der Schutzabdeckung ist eine individuelle Anpassung
der dynamischen Eigenschaften des Koppelelements wünschenswert. Hierzu
kann in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform die Feder- und Dämpfereigenschaft
des Koppelelements durch die besondere Ausbildung des Verbindungsschenkels
und der Gelenkecken, insbesondere Schenkellänge, Querschnittsform und Querschnittsdimension,
sowie durch die Materialwahl beeinflusst werden. Die kritischen
Parameter der mechanischen Dimensionen der Gelenkecken und des Verbindungsschenkels
beeinflussen unmittelbar die Feder- und Dämpfereigenschaften des Koppelelements.
Diese, sowie die geeignete Materialwahl, führen zu einem individuell bestimmbaren
dynamischen Verhalten des Koppelelements und dadurch zu einem abstimmbaren
dynamischen Verhalten der gesamten Schutzabdeckung. Somit kann individuellen
Vorgaben der Maschine, wie Verfahrgeschwindigkeit, Verfahrlängen sowie
maximalen Beschleunigungswerten und Eigengewicht des Schutzabdeckungssegments,
durch Variation von Schenkellänge,
Querschnittsform, Querschnittsdimension und anderen mechanischen
Gegebenheiten des Koppelelements, sowie durch eine geeignete Wahl des
Koppelelementmaterials entsprochen werden. Zusammen mit der leichten
Austauschbarkeit der Koppelelemente, die durch einen flexiblen und
werkzeugfreien Austausch von Gleit- und Führungsseite des Koppelelements
mit den Führungsflächen des Schutzabdeckungssegments
realisiert werden kann, können
dabei Schutzabdeckungen realisiert werden, die zumindest in gewissen
kritischen Bereichen fein abstimmbare dynamische Eigenschaften aufweisen.
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Das
Material des Koppelelements ist grundsätzlich beliebig. Vorzugsweise
jedoch besteht das Koppelelement aus Kunststoff, insbesondere aus
einem thermoplastischen Elastomer. Diese Ausführung besitzt den Vorteil,
dass das Koppelelement nur ein geringes Eigengewicht, dabei jedoch
besonders günstige
dynamische Eigenschaften, leichte Verformbarkeit, geringe Herstellungskosten
und hohe Elastizität
aufweist. Des Weiteren können
die Gelenkecken, die die Haupteigenschaft der Verfahrdynamik bestimmen,
durch eine Kunststoffausführung eine
extrem hohe Anzahl von Auszugsbewegungen ohne größere Abnutzungserscheinungen
aufnehmen.
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Eine
Schutzabdeckung unter Verwendung der oben charakterisierten Koppelelemente
besteht vorteilhafterweise aus mindestens zwei in Bewegungsrichtung
aneinandergereihten Schutzabdeckungssegmenten, die durch mindestens
ein Koppelelement verbunden sind, wobei jedes Schutzabdeckungssegment
mindestens eine Abdeckfläche
und mindestens eine Führungsfläche mit
mindestens einer Gleit- und/oder einer Haltebefestigung umfasst. Die
Schutzabdeckung besteht somit aus zwei oder mehreren Schutzabdeckungssegmenten,
deren Abdeckflächen
sich gegenseitig in Form einer Lamellenabdeckung überlappen
oder in Form eines Faltenbalgs faltbar miteinander verbunden sind.
Des Weiteren weisen die einzelnen Schutzabdeckungssegmente der Schutzabdeckunger
eine oder mehrere Führungsflächen auf,
die jeweils mindestens eine Gleit- und/oder eine Haltebefestigung als
Verbindungsbefestigung umfassen. An den Gleit- und Haltebefestigungen
werden jeweils die oben charakterisierten Koppelelemente befestigt,
die die Schutzabdeckungssegmente mit Halte- bzw. Gleitbefestigungen
benachbarter Schutzabdeckungssegmente verbinden. Dabei kann die
mindestens eine Verbindungsbefestigung auch so ausgelegt sein, dass
an ihr die Koppelelemente des voran gehenden und nachfolgenden Schutzabdeckungssegments
befestigt sind, so dass lediglich eine Verbindungsbefestigung für die Befestigung
von zwei oder mehreren Koppelelementen vorgesehen ist. Mit Hilfe
der Verbindung der Schutzabdeckungssegmente durch die erfindungsgemäßen Koppelelemente
wird eine Schutzabdeckung geschaffen, die längenvariabel ist und dabei
eine dreidimensionale Kraftführung
von einem Schutzabdeckungssegment zum nächsten aufweist.
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Prinzipiell
können
beim Aufbau einer nach obigem Ausführungsbeispiel angedeuteten
Schutzabdeckung in vorteilhafterweise verschiedenartig ausgeformte
Koppelelemente für
die Verbindung zweier oder mehrerer Schutzabdeckungssegmente eingesetzt
werden. Dies bietet insbesondere den Vorteil, dass in besonderen
Bereichen der Schutzabdeckung, die einer hohen dynamischen Belastung unterworfen
sind, andere Koppelelemente eingesetzt werden, als in Bereichen,
in welchen nur geringe Fahrwege, kleine Beschleunigungswerte oder
niedrige Fahrgeschwindigkeiten gefordert sind. Des Weiteren ist
es auch möglich,
durch den Einsatz verschiedenartig geformter Koppelelemente in einer
Schutzabdeckung nicht nur einen langgestreckten Verlauf der Schutzabdeckung,
sondern auch geschwungene oder gebogene Verläufe der Schutzabdeckung zu realisieren,
bei denen beispielsweise bei Verwendung von zwei Koppelelementen
zur Verbindung einer Abdecklamelle mit der nächsten, ein Koppelelement einen
längeren
Verbindungsschenkel als das andere Koppelelement aufweist. Somit
ergibt sich beim Auszug der beiden Koppelelemente eine damit verbundene
Winkelbewegung der beiden Abdeckflächen zueinander, so dass der
Ausfahrweg zweier Schutzabdeckungssegmente nicht geradlinig, sondern
gekrümmt
ist.
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Die
Ausführung
der einzelnen Schutzabdeckungssegmente einer oben dargestellten
Schutzabdeckung ist grundsätzlich
beliebig, beispielsweise als Lamellensegment oder als Faltenbalgsegment.
Jedoch ist es besonders vorteilhaft, wenn die Schutzabdeckungssegmente
zumindest teilweise aus Metall, Kunststoff oder Textilstoff bestehen.
Bezüglich
einer günstigen dynamischen
Eigenschaft ist es besonders wichtig, dass die Schutzabdeckung ein
nur geringes Eigengewicht aufweist. Hierzu bietet sich eine Ausführung der
Schutzabdeckungssegmente aus dünnem
Metall, Kunststoff oder Textilstoff an. Je nach Umwelteinflüssen und
Verschleißanforderung
kann eines dieser Materialien, die unterschiedliche Lebensdauern,
Schutzwirkungen und Dynamikeigenschaften aufweisen, verwendet werden.
Auch ist eine Kombination dieser Materialien zum Aufbauen von Schutzabdeckungssegmenten
denkbar.
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Wird
eine Schutzabdeckung nach einem der vorgenannten Ausführungsbeispiele
aufgebaut, so erfolgt die Kraftübertragung
lediglich anhand der Koppelelemente. Falls es jedoch zu einem extremen Auseinanderziehen
der Schutzabdeckung, beispielsweise bei einem Defekt innerhalb der
Maschine, kommt, so ist es besonders vorteilhaft, wenn die Schutzabdeckung
eine zusätzliche
Auszugssperre beinhaltet. Eine solche Auszugssperre verhindert einen über die
maximale Ausfahrlänge
hinausgehenden Auszug der Schutzabdeckung, und verhindert somit
eine Zerstörung
der Koppelelemente, die zu einer Gefährdung des Bedienpersonals
oder der zu schützenden
Werkzeugmaschine führen
kann. Somit dient eine solche, in einer Schutzabdeckung integrierte
Auszugssperre der Verhinderung von Betriebsgefahren und führt zu einer
verlängerten
Lebensdauer der Schutzabdeckung.
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Die
Funktion der Auszugssperre kann besonders vorteilhaft und einfach
in dem Koppelelement mit integriert werden. Somit sind keine zusätzlichen
Verbindungselemente zwischen den Schutzabdeckungssegmenten der Schutzabdeckung
erforderlich; dies vereinfacht die Herstellung, senkt das Eigengewicht
und verbessert die dynamischen Eigenschaften der Schutzabdeckung.
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Es
ist durchaus denkbar, in den Verbindungsstellen zwischen den Schutzabdeckungssegmenten
neben den Koppelelementen weitere federnde Elemente anzubringen.
Diese federnden Elemente unterstützen
die federnde Eigenschaft der Koppelelemente und können einer
dynamischen Beeinflussung der gesamten Schutzabdeckung oder besonders
ausgezeichneter Bereiche der Schutzabdeckung dienen.
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Es
ist weiterhin denkbar, in den Verbindungsstellen zwischen den Schutzabdeckungssegmenten zusätzliche
dämpfende
Elemente anzubringen. Diese dämpfenden
Elemente fügen
eine Dämpfungswirkung
zu den Koppelelementen hinzu oder unterstützen gegebenenfalls die dämpfende
Eigenschaft der Koppelelemente. Sie dienen somit einer günstigen dynamischen
Beeinflussung der gesamten Schutzabdeckung oder besonders ausgezeichneter
Bereiche der Schutzabdeckung.
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Um
die Abstreifwirkung benachbarter Schutzabdeckungssegmente aufeinander
und die Dichtigkeit der Schutzabdeckung zu verbessern (beispielsweise
bei Verwendung von Abdecklamellen als Schutzabdeckungssegmente),
ist es besonders sinnvoll und vorteilhaft, wenn die Koppelelemente
nicht nur longitudinal gerichtete Kräfte sondern auch transversale
Kräfte,
insbesondere Anpresskräfte
der Schutzabdeckungssegmente aufeinander, übertragen. Dies kann beispielsweise
durch eine bestimmte Winkelkippung der Führungsflächen zur Abdeckfläche eines
Schutzabdeckungssegments erreicht werden, so dass die Koppelelemente
die Kräfte,
die Aufgrund des Abknickwinkels von Führungsfläche zur Abdeckfläche bei
paralleler Führung
des Koppelelementes zur Abdeckfläche
entstehen, auf das benachbarte Schutzabdeckungssegment übertragen.
Somit werden rückwärtige transversale
Kräfte
auf benachbarte Schutzabdeckungssegmente übertragen, die zum einen eine
gesicherte Abstreifwirkung der Schutzabdeckungssegmente aufeinander
und zum anderen eine verbesserte Dichtigkeit der Schutzabdeckung
erreichen.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellender Zeichnungen näher
erläutert;
weitere Ausführungsformen sind
skizzenhaft in einer abschließenden
Zeichnung gezeigt.
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Es
zeigen:
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1 in
schematisch perspektivischer Darstellung ein Koppelelement der vorliegenden
Erfindung;
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2 den
Vergrößerungsbereich
A des in 1 dargestellten Koppelelements;
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3 den
Vergrößerungsbereich
B des in 1 dargestellten Koppelelements;
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4 in
schematisch perspektivischer Darstellung eine Abdecklamelle, die
mit den Koppelelementen verbunden werden kann;
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5 in
schematisch perspektivischer Darstellung die Verbindung eines Koppelelements
mit der im Vergrößerungsbereich
D der in 4 dargestellten Haltebefestigung
der Abdecklamelle;
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6 die
Verbindung eines Koppelelements mit der im Vergrößerungsbereich E der 4 dargestellten
Gleitbefestigung der Abdecklamelle;
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7 eine
Schutzabdeckung, bei der die einzelnen Schutzabdeckungssegmente
mit Koppelelementen verbunden sind;
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8 mehrere skizzenhafte Ausführungsformen
eines Koppelelements.
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Das
in 1 schematisch perspektivisch dargestellte Koppelelement 01 besteht
aus einer Halteseite 08, einer Gleitseite 09 und
zwei Verbindungsschenkeln 02a, 02b, die über die
Gelenkecken 03a, 03b, 03c, 03d an
die Halteseite 08 bzw. Gleitseite 09 angeschlossen
sind. Das Koppelelement 01 weist hierbei eine rautenförmige Gestalt
auf, wobei die Gleitseite 09 und die Halteseite 08 parallel
angeordnet sind. Über
die konvexen Gelenkecken 03a und 03c sowie über die
konkaven Gelenkecken 03b und 03d können die
Halte- 08 und Gleitseite 09 parallel gegeneinander
verschoben werden, wobei allerdings auch eine Längsverschiebung der Position
von Halteseite 08 zur Gleitseite 09 auftritt.
Auf der Halteseite 08 sind Rastnasen 05a, 05b und
Haltenasen 04a, 04b angebracht. Die Haltenasen 04a, 04b können dabei
in eine Haltenut einer Führungsfläche einer
Abdecklamelle eingreifen, und die Rastnasen 05a, 05b in
Rastlöcher
einer Führungsfläche einer
Abdecklamelle einrasten. Auf der Gleitseite 09 ist eine
Gleittasche 06 angeordnet, die an ihrer Lasche eine Gleitführungsnase 07 aufweist.
Diese Gleittasche 06 kann aufgebogen werden und eine Gleitkante
einer Führungsfläche umgreifen,
so dass die Gleitführungsnase 07 in
ein Gleitführungslangloch
einer Führungsfläche eingreifen
kann.
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2 stellt
den Vergrößerungsbereich
A der 1 dar. Hierbei ist im Detail die Ausführung der Gleitseite 09 gezeigt.
Der Verbindungsschenkel 15 ist über eine Gelenkecke 14a sowie
ein weiterer Verbindungsschenkel, der nicht dargestellt ist, über eine Gelenkecke 14b mit
der Gleitseite 10 des Koppelelements 01 verbunden.
Die Gleitseite 10 umfasst eine Gleittasche 11,
an deren Lasche eine Gleitführungsnase 12 angebracht
ist. Die Gleittasche 11 definiert über einen Nutsteg 16 und
eine Lasche eine Gleitnut 13. Durch eine elastische Ausführung des
Nutstegs 16 kann die Lasche der Gleittasche 11 aufgebogen werden,
und somit die Gleitführungsnase 12 in
ein Gleitführungslangloch
einer Führungsfläche einer Abdecklamelle
eingreifen, so dass die Gleitseite entlang der Gleitnut 13 über eine
Gleitkante einer Führungsfläche einer
Abdecklamelle beweglich hin- und hergleiten kann. Somit wird beim
Verbinden zweier benachbarter Schutzabdeckungssegmente durch ein solches
Koppelelement 01, bei dem die Halteseite kraftschlüssig an
einer Abdecklamelle befestigt ist, der Längenausgleich beim Verschieben
der beiden Schutzabdeckungssegmente gegeneinander durch Gleiten
der Gleitseite 10 über
die Gleitkante einer Führungsfläche ausgeglichen.
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3 stellt
schematisch in perspektivischer Ansicht den Vergrößerungsbereich
B der 1 dar. Hierbei wird der Aufbau der Halteseite
des in 1 dargestellten Koppelelements gezeigt. Zwei Verbindungsschenkel,
wobei Verbindungsschenkel 22 teilweise dargestellt ist,
sind über
zwei Gelenkecken 21a, 21b mit der Halteseite 17 des
Koppelelements 01 verbunden. Die Halteseite 17 umfasst
zwei Haltenasen 18a, 18b und zwei Rastnasen 19a, 19b.
Die Haltenasen 18a, 18b ragen über die Anliegefläche 20 der
Halteseite 17 hinaus, und können in eine Haltenut einer
Haltebefestigung einer Führungsfläche einer Abdecklamelle
eingeschoben werden, so dass die Haltenasen 18a, 18b die
Führungsfläche hintergreifen.
Um ein Herausrutschen der Haltenasen 18a, 18b aus
den Haltenuten zu verhindern, rasten die Rastnasen 19a, 19b in
Rastlöcher
der Führungsfläche einer Abdecklamelle
ein. Um das Einrasten der Rastnasen 19a, 19b zu
erleichtern, sind diese im oberen Bereich in Einrastrichtung abgeschrägt, so dass
ein leichtes Hineingleiten der Rastnasen 19a, 19b in
Rastlöcher der
Haltebefestigung der Abdecklamelle ermöglicht wird.
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4 zeigt
in schematisch perspektivischer Darstellung ein Schutzabdeckungssegment 25 in Form
einer Abdecklamelle, die aus einer Abdeckfläche 26 und einer Führungsfläche 27 besteht.
Die Führungsfläche 27 weist
dabei eine Haltebefestigung 23 auf, die aus zwei Haltenuten 28a, 28b und
zwei Rastlöchern 29a, 29b besteht.
In eine solche Haltebefestigung 23 kann beispielsweise
eine in 3 dargestellte Halteseite des
Koppelelements 01 eingeschoben werden. Dann würden die
Haltenasen 18a, 18b der Halteseite 17 des
Koppelelements 01 durch die Haltenuten 28a, 28b die
Führungsfläche 28 der
Abdecklamelle 25 hintergreifen, und die Rastnasen 19a, 19b der
Halteseite 17 des Koppelelements 01 in die Rastlöcher 29a, 29b der
Haltebefestigung 23 einrasten. Des Weiteren umfasst die
Führungsfläche 27 der
Abdecklamelle 25 eine Gleitbefestigung 24. Diese
Gleitbefestigung 24 umfasst ein Gleitführungslangloch 30,
sowie eine Gleitkante 31, die durch zwei Gleitanschläge 32a, 32b begrenzt
ist. In die Gleitbefestigung 24 kann beispielsweise eine
in 2 dargestellte Gleitseite 10 des Koppelelements 01 lösbar eingerastet
werden. Hierzu kann die Gleitführungsnase 12 der
Gleitseite 10 des Koppelelements 01 in das Gleitführungslangloch 30 der
Gleitbefestigung 24 eingreifen, und die Gleitnut 13 der Gleitseite 10 des
Koppelelements 01 auf der Gleitkante 31 zwischen
den Gleitanschlägen 32a, 32b der Gleitbefestigung 24 fahren.
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5 zeigt
die Verbindung der Halteseite eines Koppelelements mit der Haltebefestigung 33 einer
Führungsfläche 34 einer
Abdecklamelle 25. Hierbei ist das Koppelelement 01 über Verbindungsschenkel 38 und
Gelenkecke 37 mit der Halteseite 17 verbunden.
Die Halteseite 17 hintergreift mit ihren Haltenasen 35a, 35b durch
die Haltenuten 28a, 29b die Führungsfläche 34. Die Rastnasen 36a, 36b der Halteseite 17 rasten
in den Rastlöchern 29a, 29b der Haltebefestigung 23 der
Führungsfläche 27 ein,
und verhindern ein Herausrutschen der Haltenasen 35a, 35b aus
den Haltenuten 28a, 28b der Führungsfläche 27. Somit ergibt
sich eine kraftschlüssige
und sichere und dabei werkzeugfrei lösbare Verbindung der Halteseite 17 des
Koppelelements 01 mit der Haltebefestigung 23 der
Führungsfläche 27 einer
Abdecklamelle 25.
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6 zeigt
auf der anderen Seite die eingerastete Verbindung der Gleitseite 10 des
Koppelelements 01 mit der Gleitbefestigung 24 der
Führungsfläche 27 einer
benachbarten Abdecklamelle 25. Hierbei ist die Halteseite 17 des
Koppelelements 01 über
Verbindungsschenkel 45 und Gelenkecke 44 mit der
Gleitseite 10 des Koppelelements 01 verbunden.
Die Gleitnut 41 der Gleitseite 10 wird durch eine als
Lasche ausgebildete Gleittasche 11, die über den Nutsteg 46 mit
der Anliegefläche
der Gleitseite 10 verbunden ist, gebildet. In die Gleitnut 41 greift
die Gleitkante 31 der Führungsfläche 40 der
Abdecklamelle 25 ein. Um ein Herausrutschen der Gleitkante 31 aus
der Gleitnut 41 zu verhindern, wird eine Gleitführungsnase 42 der
Gleitseite 10 des Koppelelements 01 in einem Gleitführungslangloch 43 der
Führungsfläche 27 der
Abdecklamelle 25 geführt.
Durch ein Aufklappen der Gleittasche 11 entlang des flexibel
ausgebildeten Nutstegs 46 kann die Gleitführungsnase 42 aus
dem Gleitführungslangloch 43 herausgekippt
werden, und somit werkzeugfrei die Gleitseite des Koppelelements
aus der Gleitbefestigung 39 der Abdecklamelle gelöst werden.
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7 stellt
schematisch eine Schutzabdeckung 51 dar, bei der jeweils
zwei Koppelelemente 47 zwei benachbarte, als Abdecklamellen
ausgeführte Schutzabdeckungssegmente 48 miteinander
verbinden. Hierzu sind an der Führungsfläche jeder
Abdecklamelle 48 zwei Haltebefestigungen 49a, 49b und
zwei Gleitbefestigungen 50a, 50b angeordnet. Wird
die Schutzabdeckung 51 ein- oder ausgefahren, so wird über den
rautenförmigen
Verlauf der Koppelelemente 47 durch Veränderung des Winkels der vier Gelenkecken
jedes Koppelelements 47 eine längenvariable Veränderung
der Koppelelemente 47 und dadurch der Abstände der
Führungsflächen zweier benachbarter,
als Abdecklamellen ausgeführter Schutzabdeckungssegmente 48 erreicht.
Zum Ausgleich des Längsversatzes
zwischen Halte- und Gleitseite des Koppelelements 47 gleitet
die Gleitseite des Koppelelements 47 entlang der Gleitkante
der Gleitbefestigung 50a, 50b der Führungsflächen der Schutzabdeckungssegmente 48.
Falls die Koppelelemente 47 in Ruhestellung in der mittleren
Auszugsposition zwischen maximaler Streck- und minimaler Stauchposition
sind, befindet sich die Schutzabdeckung im entlasteten Zustand in
einer mittleren Ausfahrposition. Falls beispielsweise in der Schutzabdeckung 51 auf
der linken Seite andere Koppelelemente 47 als auf der rechten
Seite verwendet werden, so führt
die Schutzabdeckung bei einer Stauch- oder Streckbewegung keine geradlinige,
sondern eine radial gekrümmte
Auszugsbewegung aus.
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In 8 sind mögliche weitere Ausführungsformen
des Koppelelementes dargestellt. So zeigt 8a die
bereits in den 1 bis 7 näher dargestellte
rautenförmige
Gestaltung des Koppelelements 57. Hierbei verbinden zwei
Verbindungsschenkel 54 über
vier Gelenkecken 55 die Verbindungsseiten, in diesem Fall
eine Halteseite (H) 53 und eine Gleitseite (G) 52.
Die Feder- und Dämpferwirkung
wird dabei durch das elastische Verhalten der Gelenkecken 55 realisiert.
Die rautenförmige Ausgestaltung
des Koppelelements 57 fordert die Kombination einer Halteseite
(H) 53 mit einer Gleitseite (G) 52, die verschieblich
entlang der Führungsfläche befestigt
ist – die
Gleitbewegung ist durch den Doppelpfeil angedeutet. Prinzipiell
ist solch eine rautenförmige
Ausgestaltung 57 auch mit nur einem einzigen Verbindungsschenkel
denkbar. 8b zeigt eine im Wesentlichen
V-förmige
Ausgestaltung des Koppelelements 58. Hierzu verbinden zwei
Verbindungsschenkel über
drei Gelenkecken eine Halteseite (H) mit zwei Gleitseiten (G). Es
ist dabei sehr wohl denkbar, dass die Verbindung der Verbindungsschenkel
an der Halteseite statt mit einer Gelenkecke auch mit zwei Gelenkecken
hergestellt wird, um beispielsweise die parallele Fixierung von
Halteseite und Gleitseite zu verbessern. 8e und 8d zeigen
eine im Wesentlichen O-förmige
Ausgestaltung des Koppelelements 59, 60, bei der
die beiden Halteseiten über
zwei Verbindungsschenkel verbunden sind, hierbei ist in den Verbindungsschenkeln
jeweils eine weitere Gelenkecke vorgesehen, um eine Ausgleichsbewegung
der Streck-Stauchbewegung statt durch eine Gleitbewegung der Verbindungsseite
an der Führungsfläche, die
den Einsatz einer Gleitseite und einer Gleitbefestigung erforderlich
machen würde,
durch eine Knickbewegung des Verbindungsschenkels zu ermöglichen. 8e und 8d unterscheiden
sich lediglich durch die Befestigung der Verbindungsschenkel an
den Verbindungsseiten, die entweder durch die Befestigung an zwei
Gelenkecken (59, 8c) oder
an vier Gelenkecken (60, 8d) erfolgt.
Wiederum ermöglicht
eine Verbindung des Koppelelements 60 nach 8d die
Unterstützung
der Parallelführung
der beiden Halteseiten (H). 8e zeigt
eine weitere Variation der in 8e und 8d dargestellten
Ausführungsformen,
nämlich
eine X-förmige
Ausgestaltung des Koppelelements 61. Hierbei ergeben sich
dieselben Vorteile wie bei der Ausführungsform der 8d,
jedoch kann die Verwendung einer X-förmigen Ausgestaltung 61,
insbesondere bei sehr schmalen Schutzabdeckungen, die nur einen
geringen transversalen Raum zur Ausdehnung der geknickten Verbindungsschenkel
bieten, vorteilhaft sein. Die X-förmige Ausgestaltung 61 erlaubt
eine sehr kompakte und Platz sparende Ausführung des Koppelelements und
verzichtet, ebenso wie die O-förmige
Ausgestaltung 59, 60, auf den aufwendigeren und
verschleißanfälligeren
Einsatz von Gleitseiten (G).
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Die
in 8 dargestellten Ausführungen stellen
lediglich einige denkbare Variationen der erfinderischen Idee dar.
Eine tatsächliche
Realisierung des Koppelelements kann sehr wohl von diesen Grundformen
abweichen; insbesondere ist eine Kombination der dargestellten Ausführungsformen möglich, um
Vorteile der verschiedenen Ausführungsformen
in einem Koppelelement auszunutzen.