-
Stand der Technik
-
Die
im Markt angebotenen Kabelspulen werden in verschiedenen Formen
angeboten. Man unterscheidet zunächst Kabelspulen die im
Inneren oder im Außenbereich einsetzbar sind. Die im Außenbereich
eingesetzten haben dickere Kabel und sind Spritzwassergeschützt.
Die Durchmesser und Breiten der Spulen beträgt ca. Durchmesser
220 mm die Breite ca. 180 mm. Für den professionellen Einsatz sind
auch Kabelspulen mit Rädern bekannt. Die Kabelspulen sind
auf Gestellen verschiedenster Art drehbar gelagert. Sie besitzen
einen Mindestabstand vom drehbaren Boden um frei durchgedreht werden zu
können. Das Verpackungsmaß resultiert also aus Durchmesser
und Breite der Spule mit Gestell und dem lichten Abstand zwischen
dem Gestellteil das am Boden aufliegt und der Spule. Der Kernwickeldurchmesser
ist ca. 120 mm und für Kabel bis ca. 10 mm Außendurchmesser
geeignet. Die Kabelspulen für den Außenbereich
sind teilweise mit Schleifringkupplungen ausgestattet, um ein Verdrillen
von einem separaten Anschlußkabel das zwischen Stromentnahmequelle
und Kabeltrommel eingangsseitig installiert wird. Die Gestelle besitzen
eine Ausdehnung die in einer Achse in etwa dem Spulendurchmesser
entsprechen und in der zweiten Achse der Spulenbreite plus ca. 30
mm. Durch die Patentschrift
US.
6,018,874 sind Sicherheitskabel bekannt, die zumindest
partiell in der Längserstreckung mit Ummantelungen versehen
sind die die Sicherheit signifikant erhöhen aufgrund ihres
deutlich höheren Durchmessers. Diese neue Sicherheitskabel
bedürfen einer anderen Dimensionierung der Aufwickelvorrichtung. Kabelspulen
für Standardkabel bis 10 mm Durchmesser sind beisrielsweise
aus der
DE 10
2006 012 512 A1 bekannt. Aufwickelvorrichtungen für
Sicherheitskabel sind nicht bekannt.
-
Kritik zum Stand der Technik:
-
Die
Kabelspulen sind sehr bodennnah ausgelegt, was eine ungünstige
Ergonomie beim Auf- und Abwickeln bewirkt, da ein tiefes Bücken
erforderlich ist. Die Hand muß bedingt durch den Aufwickelgriff
der Spule zwangsweise sehr bodennah geführt werden. Ausserdem
ist die Dimensionierung der Klabelspule so festgelegt, das üblicherweise
20–25 m Kabel mit einem Durchmesser von ca. 10 mm aufwickelbar
sind. Häufig werden die gleichen Spulen für 20
m und 50 m Kabel verwendet. Dies führt dazu, dass häufig
eine schlechte Ausnutzung der maximalen Kabelspulenkapazität
gegeben ist. Es wird also viel „Luft" verpackt. Die Kabelspulen
besitzen häufig keine Kabelführungshilfen was
dazu führt, das diese Kabel häufig neben der Spulenbreite
b1 aufgewickelt werden und sich zwischen Spulenwand und Gestell verklemmen.
-
Eine
Analyse hat ergeben, dass üblicherweise Kabellängen
im Privatgarten von 15 m – max. 30 m völlig ausreichen.
Darüber hinaus ist bekannt, das Kabel eines entsprechenden
Querschnitts proportional zu ihrer Länge einen Spannungsabfall
bewirken. So werden Elektrorasenmäher beispielsweise so ausgelegt,
das sie sinnvoll mit bis zu 20 m Kabellängen die drei Adern
mit je 1,5 mm2 Querschnitt haben betrieben
werden. Längere Kabel senken die Spannung erheblich was
zu deutlichen Leistungsverlusten der elektrisch betriebenen fahrbaren
Gartenmaschinen führt. Analysiert man die Spulenbreite
so stellt man fest, das diese wesntlich schmäler sein könnte bezogen
auf die häufig gewünschte Wickelkapazität von
15–30 m. Da die Standfestigkeit jedoch eine entsprechende
Breite erfodert wird eben eine entsprechend breite Spule eingesetzt,
da das Volumen der Verpackung sowieso in einer Achse von der Breite des
Gestells vorgegeben wird.
-
Stellung der Aufgabe
-
Ziel
ist es eine im wesentlichen werkseitig fertig montierte Aufwickelvorrichtung
zu schaffen die volumensoptimiert ausgeführt ist, um Transportkosten
vom Hersteller zum Handel zu senken und teure Abverkaufsfläche
pro Stück zu reduzieren, sowie die Stellfläche
zur Einlagerung in der z. B. Garage zu verkleinern. Darüber
hinaus soll die Standfestigkeit verbessert werden. Die Kabelspulen
die wesentlichen Bestandteil des Volumens darstellen sollen hinsichtlich
ihres Aufnahmevolumens im Hinblick auf eine optimale Palettenausnutzung
einer Transportpalette in Verbindung mit einer anwenderorientierten Kabelbestückung
verbessert werden. Die Ergonomie soll verbessert werden insbesondere
durch einen höheren Drehpunkt der Kabelaufnahmespule und
damit der Handkurbel. Diese Aufwickelvorrichtungen sollen mit und
ohne Kabel angeboten werden können sowie in einer marktkonformen
Produkt-Range vom einfachen Kabelträger bis hin zum Wandkabelhalter
oder Kabelwagen mit Rädern. Darüber hinaus soll
es möglich sein die neuartigen Sicherheitskabel mit signifikant
größeren Durchmessern beispielsweise zwischen
14 und 50 mm aufwickeln zu können. Übergeordnet
und zusammenfassend kann gesagt werden: es soll eine Problemlösungskette
für Aufwickelvorrichtungen geschaffen werden für
Hersteller, Handel und Endanwender, sowie die Umwelt:
Aufwickelvorrichtung
für Kabel,
- – die das Volumen
einer Aufwickelvorrichtung signifikant reduziert die im wesentlichen
werkseitig fertig montiert sind
- – bei der die Kabelspule auf die Benutzeranforderung
im Kabelaufnahmevolumen und im Volumen im Hinblick auf die volumensreduzierte
Gesamtkonstruktion verbessert ist
- – deren Drehpunkt Spule einen größeren
Bodenabstand bekommt und somit eine verbesserte Ergonomie da sich
der Anwender nicht mehr so tief bücken muss zum auf- und
abwickeln des Kabeles mit der Handkurbel
- – deren Standfestigkeit erhöht wird.
- – die kostengünstiger ist als vergleichbare
bisherige Konstruktionen.
- – die das Image eines Herstellers deutlich durch diese
Innovation erhöht,
- – die einen kleinen Beitrag zum Umweltschutz leistet
wird, da 100-tausende Aufwickelvorrichtung jährlich durch
ganz Europa und Weltweit kreuz und quer durch die Lande transportiert
werden.
-
Lösung der Aufgabe
-
Die
Erfindung entsprechend Anspruch 1 betrifft volumensreduzierte elektrische
Kabel, die dem Zweck des Transports elektrischer Energie dienen. Die
Aufwickelvorrichtung, die in einen volumensoptimierten Zustand und
in einen Gebrauchszustand gebracht werden kann wird werksseitig
im wesentlichen fertig montiert und mit oder ohne Kabelbestückung angeboten.
Die Aufwickelvorrichtung, bestehend aus einer Kabelspule, die auf
einer Achse gelagert mittels Handkurbel gedreht werden kann um das
Kabel auf- und abzuwickeln, sowie einem verschwenkbaren Gestell
das mit oder ohne Räder als Trage- oder Fahrgestell für
die Kabelspule wirkt. Dieses Gestell, bestehend aus mindestens einem Verschwenkbügel und
oder Verschiebebügel und oder Gelenkbügel welcher
mit einem Gestellagerteil zusammenwirkt ist mittig besonders bevorzugt
außermittig an der Kabelspule gelagert und zwar bei außermittiger
Anordnung auf der Seite der Kabelspule die zum Boden hin zeigt, also
einen geringeren Abstand zum Boden hat, wodurch der Drehpunkt der
Kabelspule erhöht wird. Im Gebrauchszustand wird der oder
die Gestellbügel, Verschiebebügel und oder Gelenkbügel,
in Ihre Gebrauchsposition verbracht und reversibel arretiert. Zum
Fahren bei Gestell mit Rädern oder tragen der Aufwickelvorrichtung
ist ein separater Holm, bspw. mit Kabelführung, an dem
Gestellagerteil angebracht der im Gebrauchszustand bspw. ausgezogen
ist. Das lichte Abstandsmaß der Kabelspule zum Boden ist immer
in etwa das doppelte als der Abstand zu der Gestellverschwenk-Lagerung
zur Kabeltrommel-Mitte hin.
-
In
dem volumensoptimierten Zustand befinden sich alle Komponenten der
Aufwickelvorrichtung bevorzugt in einer Ebene innerhalb einer quadratischen
Hüllkontur deren Seitenlänge dem Kabelspulenaußendurchmesser
entspricht in der zweiten Ebene wird die Höhe bestimmt
die sich aus einer möglichst schmalen Spule, und abstandsnahe
und parallel an die Kabelspulenseite bspw. verschwenkte Bügel
ergibt.
-
So
ist es beispielsweise möglich ein Sicherheitskabel zu schaffen
für den Garten das an der Steckdosenseite ein ca. 25 cm
langes Stück ummantelungsfrei ist und das eine Ummantelung
besitzt größer 20 mm Durchmesser bis ca. 50 mm,
besonders bevorzugt zwischen 30 mm und 40 mm Durchmesser auf einer
Länge von bis zu 10 Metern im arbeitsnahen Bereich. Im
Anschluß dieser Ummantelung wird eine im Durchmesser wesentlich
reduzierte Ummantelung vorgesehen, die sich in etwa bis zu dem steckerseitigen
Ende erstreckt. So ist es beispielsweise möglich auf eine
Kabelspule mit 385 mm Durchmesser und einer lichten Wickelbreite
b.1 von 112 mm ein Kabel aufzuwickeln das in seinem ersten Bereich eine
Ummantelung mit einem Durchmesser von 34 mm Durchmesser besitzt
mit einer Länge von ca. 6 m Meter und einer zweiten Ummantelung
mit Durchmesser 14 mm die die restliche Gesamtlänge ummantelt.
Die Gesamtlänge beträgt 20 m und kann so sinnvoll
beispielsweise mit Rasenmähern im Garten verwendet werden.
Erfindungsgemäß wird entsprechend Anspruch 1 die
Lösung an zwei Beispielen einer Aufwickelvorrichtung für
Standardkabel und eine zweite für Sicherheitskabel erläutert.
-
Beispiel
1 betrachtet eine Aufwickelvorrichtung für ein übliches
dreiadriges Kabel zum Einsatz im Außenbereich mit Außendurchmesser
ca. 10 mm mit 20 m Länge. Beispiel 2 betrachtet eine Aufwickelvorrichtung
für ein 20 m langes Sicherheitskabel für den Garten,
für elektrisch betriebene Gartenmaschinen mit Fahrwerk
wie beispielsweise Rasenmäher.
-
Beispiel 1
-
Wählt
man einen Spulendurchmesser von ca. 290 mm der eine Hüllkreiskontur
von 300 × 300 mm im verpackten Zustand ergibt welche sich
besonders gut in die Palettenmaße 800 × 1200 mm
dividiert und ordnet dieser eine Breite b1 zu und einen Kernwickeldurchmesser
von ca. 120 mm um ein Standardkabel zum Beispiel für den
Außenbereich mit ca. 10 mm Außendurchmesser in
der Länge von 20 m aufzunehmen so erhät man eine
lichte Spulenbreite b1 von ca. 40 mm. Ordnet man dieser Spule noch eine
Spulenscheibenwandung von 1–5 mm zu, so erhält
man eine Spulenbreite von max. 50 mm. Das heißt, es ist
zur Aufnahme von 20 m Kabel mit 10 mm Durchmesser eine Kabelspule
von ca. 290 mm Durchmesser und Gesamtdicke von 50 mm erforderlich.
Setzt man dies in Relation zu marktüblichen Kabelspulen
mit einem Durchmesser von 220 mm und einer Breite von 180 mm so
erhält man eine Volumensreduktion von größer
50%
-
Beispiel 2
-
Wählt
man einen Spulendurchmesser von ca. 385 mm der eine Hüllkreiskontur
mit vier Seitenlängen von 385 mm ergibt, die ein endverpacktes Maß von
max. 400 × 400 mm zuläßt, welches sich ebenfalls
optimal in die Europalettenmaße von 800 × 1200
mm dividiert und ordnet dieser eine Breite b1 zu bei einem Kernwickeldurchmesser
von ca. 140 mm um ein Sicherheitskabel das beispielsweise ca. 6
m mit einer Ummantelung Durchmesser 34 mm auf 5 Meter Länge
besitzt und dessen Restlänge eine Ummantelung von ca. 14
mm besitzt und einer angenommenen Gesamtlänge von 20 m.
So benötigt man eine lichte Spulenbreite b1 von ca. 68
mm was zweimal dem Außendurchmesser der größeren
Ummantelung entspricht. Das heißt, das der Teil der Ummantelung
mit 34 mm Durchmesser zweilagig und der Bereich der mit Durchmesser
14 mm Ummantelung 4lagig aufgewickelt ist.
-
Setzt
man dies in Relation zu Kabelspulen die geeignet sind ein Sicherheitskabel
mit einem Ummantelungsdurchmesser von 34 mm der sich im wesentlichen über
die gesamte Länge erstreckt so stellt sich hier eine Breite
b1 von 238 mm ein. Somit erzielt man mit dem Sicherheitskabel das
in zwei Bereiche bezüglich der Ummantelung unterteilt ist,
in eine größere und eine kleinere, eine Volumensreduktion
von größer ca. 75%.
-
Diesen
beiden Lösungen werden nun Gestellösungen zugeordnet
in drei verschiedenen Grundversionen.
-
Eine
Erste der mindestens ein Verschwenkbügel verschwenkbar
angeordnet ist dessen Lagerachse im wesentlichen rechtwinklig zur
Lagerachse der Kabelspule angeordnet ist. In dieser Anordnung wirkt
die Abzugsrichtung des Kabeles im rechten Winkel zur Drehachse der
Räder was die Standfestigkeit erhöht in einer
Variante können die Räder auch parallel zur Drehachse
Kabelspule angeordnet sein, was ein verschwenken der Räder
erspart. Die Verschwenkbügel können in dieser
Version besonders abstandsnah zur Spulenwand im wesentlichen parallel
verschwenkt werden da kein zusätzlicher lichter Abstand
l der Spulenwand zu feststehenden Gestelllagerteilen und Verschwenkbügeln
erforderlich ist, da die Verschwenkbügel im Gebrauchszustand
so verschwenkt werden das sich dieser Abstand, der wegen elastischer
Spulenverformung erforderlich ist, durch das Verschwenken ergibt.
Die Verschwenkbügel haben in einer Achse eine Ausdehnung
in etwa des Kabelspulendurchmessers und in der zweiten Achse kann
durch einen entsprechend gewählten Verschwenkwinkel ebenfalls
eine Ausdehnung entsprechend dem Kabelspulendurchmesser erzeugt
werden was zu einer Aufstandsfläche von ca. 385 mm × 385
mm führt die eine gute Standfestigkeit erzeugt.
-
In
einer Weiterentwicklung wird die Grundversion mit einem Gelenkbügel
realisiert. Damit wird das Volumen nochmals reduziert da nur einseitig
eine lichte Weite und Platz für den Rohrdurchmesser benötigt
wird, also die Breite B reduziert wird.
-
Und
eine Zweite bei der mindestens ein Verschwenkbügel an mindestens
einer Spulenseite angeordnet ist dessen Drehachse im wesentlichen achsparallel
zur Drehachse Kabelspule angeordnet ist. In dieser Ausführung
muss ein gewisser Mindestabstand zur Spulenscheibe gewährleistet
sein, da auch im Gebrauchszustand die feststehenden Gestellteile
die Kabelspule komplett U-förmig umfassen. Dies führt
dazu das der lichte Abstand zwischen Kabelspule und Verschwenkbügel
so bemessen sein muss das die maximale elastische Verformung der Spulenscheibe,
die sich in aller Regel im Bereich des Außendurchmessers
einstellt, kompensiert wird. Das heißt das bei max. Spulenscheiben-Verformung
immer noch ein reibfreies Durchdrehen der Spule möglich
ist. Darüber hinaus muss hier durch entsprechende Zusatzmaßnahmen
verhindert werden das das Kabel, zumindest bei Modellen mit Rädern
in deren Richtung abgezogen wird, um ein Kippen der Aufwickelvorrichtung
um den Drehpunkt Rad zu verhindern. Das heißt die Aufwickelrichtung
des Kabeles muss entgegengesetzt der Radseite vorgegeben sein. In
der zweiten Achse, also der Räderdrehachse die achsparallel
zur Achse Kabelspule angeordnet ist sind Abstandsverbreiterungen
notwendig um die Standfestigkeit zu gewährleisten.
-
Beide
Grundversionen sind möglich und können unter anderen
Gesichtspunkten bevorzugt oder vernachlässigt werden, zum
Beispiel Design.
-
In
einer besonderen Weiterentwicklung der Grundversion 2 ist es möglich
auf die zusätzlichen Maßnahmen zur Abstandsverbreiterung
zur Erhöhung der Standfestigkeit zu verzichten. In diesem
Fall ist der Verschwenkbügel kugelgelenkartig an dem Gestelllagerteil
mittig oder bevorzugt außermittig um Maß x gelagert.
Verschwenkt man nun den Verschwenkbügel von seiner volumensoptimierten
Position in der der Verschwenkbügel abstandsnahe zur Spulenwandung
angelegt ist in die Gebrauchsposition wird dieser von seiner abstandsnahen
Position gleichzeitig nach außen verschwenkt was dann zu
einer Verbreiterung der Aufstandsfläche und somit besseren
Standfestigkeit führt. Dies ist bspw. möglich durch
eine Kulisse, die Bestandteil bspw. am Gestelllagerteil ist, in
der der Verschwenkbügel geführt wird und von der
Spulenscheibe durch Drehung gespreizt wird.
-
Auch
hier ist durch eine Weiterentwicklung die Reduzierung von Breite
b durch die Verwendung eines Gelenkbügels der nur einseitig
angebracht ist möglich.
-
Eine
dritte Version in verschiedenen Ausführungsformen ist mit
Schiebebügeln möglich. Bei diesen Lösungen
sind Bügel möglich die ebenfalls abstandsnahe
parallel zur Kabelspulenscheibe am Gestellagerteil angebracht sind.
Auf der Grundlage das zwei Positionen, eine volumensoptimierte und
eine Gebrauchsposition möglich sind wird nicht mehr näher
eingegangen da die Bedingungen im wesentlichen vergleichbar sind.
Das gleiche gilt für die volumensoptimierte Spule bezüglich
Durchmesser und Breite, sowie das mindestens ein Verschiebebügel vorhanden
ist. Die Verschiebebügel können längsverschiebbar
sein, sie können auch zusätzlich um ihre eigene
Längsachse drehbar sein um eine verbesserte Standfestigkeit
zu erzielen. Wiederum andere Verschiebebügel können
die Kabelspule U-förmig umfassen oder aber in Form eines
bspw. Rechtecks, also beidseitig geschlossen. In den Fällen
wo die Drehung der Verschiebebügel um die eigene Längsdrehachse
nicht vorgesehen ist sind Maßnahmen zur Verbesserung der
Standfestigkeit sinnvoll zum Beispiel in Form von Verbreiterungen
die der Kunde selbst montiert. Alle Verschiebebügel sind
in mindestens der Gebrauchsposition reversiebel arretierbar. Gemischte
Konstruktionen der drei genannten Versionen sind möglich.
-
Auch
mit der Version der Schiebebügel ist die Generierung einer
kompletten Produkt-Range möglich.
-
Zunächst
ist aber beiden Anordnungen gemeinsam das sich der Drehpunkt der
Verschwenkbügel-Lagerung sich bspw. im Zentrum der Spulenscheibe
befindet oder aber in einer bevorzugten Ausführung außermittig
angeordnet ist. Die außermittige Anordnung hat in beiden
Fällen den Vorteil das eine in jedem Fall größere
Länge des Verschwenkbügel ermöglicht
wird als bei mittiger Anordnung solange man sich innerhalb des max.
Verpackungsmaßes 400 mm × 400 mm bewegt. Dies
führt wiederum zu dem erheblichen Vorteil das die Drehachse
der Kabelspule im Hinblick auf den Bodenabstand x1; 2× höher
sein kann als bei mittiger Anordnung. Da das Abstandsmaß der
Außermittigkeit frei wählbar ist bis zur Hüllkontur
von ca. 400 mm × 400 mm ist eine enorme Höhe der
Kabelspulen-Drehachse ermöglicht was die Ergonomie bezogen
auf das auf- und abwickeln des Kabeles signifikant verbessert, weil man
sich nicht mehr so tief bücken muss. Darüber hinaus
wird dadurch die Realisierung einer durchmesseroptimierten Spule
von bspw. DM 385 mm erst möglich, im Gegensatz zu den bisherigen
Spulendurchmessern, immer bezogen auf die Forderung der Hüllmaße
400 × 400 mm. In der Ausgestaltung wird man den Abstand
der Außermittigkeit wählen der einerseits die
Ergonomie verbessert und andererseits der Standfestigkeit gerecht
wird. Die Verschwenkbügel des Gestells sind zum Transport
zum Verkauf und zur Platz sparenden Lagerung beim Anwender jeweils
im wesentlichen abstandsnahe parallel an der Spulenscheibe angelegt.
Im Gebrauchszustand sind die Verschwenkbügel des Gestells
in die Gebrauchsposition geklappt oder verschoben. Beide Positionen
besitzen entsprechende Arretierungen die ein bequemes ändern
des gewünschten Zustandes jederzeit ermöglichen,
zumindest jedoch die Gebrauchsposition. Die Anzahl der Verschwenkbügel, und
oder Verschiebebügel und oder Gelenkbügel kann
variieren wobei das Gestell mindestens aus einem aber auch in einer
anderen günstigen Anordnung aus zwei zum Beispiel Veschwenkbügeln
besteht die in einem ein- oder mehrteiligen Gestelllagerteil drehbar
gelagert sind.
-
Das
Gestellagerteil wirkt zusammen mit der Kabelspule, das heißt
die Kabelspule dreht sich um das Gestellagerteil das feststeht.
Das Gestelllagerteil ermöglicht zumindest an einer Spulenscheibe
eine abstandsnahe Lagerung der Verschwenkbügel. Ein Lagerteil
das in etwa die gesamte Kabelspulen Breite b1 + 2s bemisst ist in
einer günstigen Ausführung vorgesehen die einseitig
oder beidseitig abstandsnah zur Spulenwand die Verschwenk- oder
Verschiebelagerung der Verschwenk-Gelenk- oder Verschiebebügel
des Gestells beinhaltet. Blickt man auf die Kabelspulenscheiben
von der Seite so ist jeweils eine Seite mit einer Handkurbel zum
auf- und abwickeln des Kabels versehen. Diese ist drehfest mit der
Kabelspule verbunden. Auf der gegenüberliegenden Seite
ist an der Drehachse Kabelspule eine drehfeste Aufnahme für
eine Kabelkupplung vorgesehen. Diese Kabelkupplung ist mit einem
Kabel verbunden der an einer Stromentnahmestelle angeschlossen werden
kann. Die Verbindung zum Kabel das auf die Spule aufgewickelt wird
ist als Rutschkupplung ausgeführt. Außerdem soll
bevorzugt die Kabelaufwickel-Richtung vorgegeben sein. Die Lösungen
der Kabelanschlüsse sind vielfältig und werden
zeichnerisch nicht dargestellt.
-
Des
weiteren können an dem Gestelllagerteil Griffbügel
zum tragen oder Führungsbügel bei Modellen mit
Rädern angebracht sein. Diese können im wesentlichen
rechtwinklig oder achsparallel zur Drehachse Kabelspule angeordnet
sein. Sie können ein oder beidseitig am Gestelllagerteil
angebracht sein. In beiden Fällen der rechtwinkligen oder achsparallelen
Anordnung ist es möglich einseitig oder beidseitig einen
Bügel drehbar oder herausziehbar anzuordnen, wobei die Drehbarkeit,
beziehungsweise Herausziehbarkeit wiederum das Ziel hat im volumensoptimierten
Zustand das Maß 400 mm × 400 mm nicht zu überschreiten
und im Gebrauchszustand also im aufgeklappten gedrehten oder herausgezogenen
Zustand die erforderliche Griffhöhe oder Führungsholm
Höhe zu erzielen. Dieser Griff- oder Führungsholm
kann mit einer Kabelführung ausgestattet sein die selbst
auch verschiebbar ausgeführt sein kann und eine Kabeldurchführungs-Breite
besitzt die in etwa der Breite b1 der Kabelspule entspricht. Dies
verhindert zuverlässig ein auf- und abwickeln des Kabeles
neben der Kabelspule.
-
Bezüglich
der Materialwahl für die einzelnen Komponenten gibt es
keine Restriktionen. So können beispielsweise die Verschwenkbügel
aus Stahl oder Alu-Rohren bestehen, Vollkunststofflösungen
in Form von Spritzgussteilen oder Spritzgeblasene Teile sind ebenfalls
möglich.
-
Die
Kabelspule kann aus Kunststoff, Stahlblech oder einer netzartigen
Draht-, oder Rohr-Schweißkonstruktion ausgeführt
sein. Ein und zweiteilige, auch mehrteilige Lösungen sind
möglich.
-
Das
Lagerteil ist ebenfalls in Spritzguss aus Kunststoff oder Metall
denkbar. Für alle genannten Komponenten sind andere Lösungen
denkbar. So wird es davon abhängen ob man aus dem Prinzip
der volumensoptimierten Aufwickelvorrichtung mit aufklappbaren Verschwenkbügeln
eine Aufwickelvorrichtung für beispielsweise 20 m Standardkabel
herstellt. Diese wird leichter und aus anderen Materialien gefertigt
werden als ein beispielsweise Sicherheitskabelwagen mit beispielsweise
20 m Sicherheitskabel mit einem ersten Ummantelungsdurchmesser von
34 mm und einem zweiten Ummatelungsdurchmesser von 14 mm. Außerdem
spielen die Marktgegebenheiten häufig eine wichtige Rolle
bei der Materialwahl. Hier spielen auch die verschiedenen Fertigungsverfahren
in Verbindung mit der erwarteten Stückzahl eine wesentliche,
entscheidende Rolle.
-
Abschließend
sei noch erwähnt das das Beispiel der 385 mm Durchmesser-Spule
auch durch andere wesentlich größere oder kleinere
Aufwickelvorrichtungen ersetzt werden kann, beispielsweise 785 mm.
Wesentlich ist das eine aufgeklappte und volumensreduzierte Position
ermöglicht wird, die sich möglichst auch noch
optimal in die Transportpalettenmaße dividiert.
-
Weiterführung
des konkreten Beispiels nach Grundversion eins, also mit rechtwinklig
zur Kabelspulen-Drehachse angeordneter außermittiger Verschwenklagerung
mit Verschwenkbügel.
-
Legt
man also gemäß der Grundversion 1 die vorbeschriebene
Kabelspule nach Beispiel 1 mit einem Außendurchmesser DM
290 mm und einer lichten Spulenbreite von b1 40 mm, mit 2× Spulenscheibenwandung
5 mm zugrunde resultieren Kabelspulenaußenmaße
von Durchmesser DM 290 mm und Breite B 50 mm. Legt man gemäß der
Grundversion 1 die vorbeschriebene Kabelspule nach Beispiel 2 mit einem
Außendurchmesser DM 385 mm und einer lichten Spulenbreite
von b1 68 mm, mit 2× Spulenscheibenwandung 5 mm zugrunde
resultieren Kabelspulenaußenmaße von Durchmesser
DM 290 mm bzw. 385 mm mit einer Breite B von 50 bzw. 68 mm. Nimmt
man weiterhin an das der lichte Abstand zwischen Kabelspule und
Verschwenkbügel 10 mm beträgt und nimmt man des
weiteren an das der Verschwenkbügel Durchmesser dR 20 mm
beträgt erhält man eine Gesamtbreite B von ca.
110 bzw. 128 mm.
-
Setzt
man das Volumen einer solchen Aufwickelvorrichtung im volumensreduzierten
Verpackungszustand, der Verpackungskosten, Transportkosten und Kosten
der Abverkaufsflächen im Handel signifikant reduziert erhält
man eine Reduktion von. ca. 57% bei der Spule gemäß Beispiel
1 die bei Ausführungen mit nur einem Bügel noch
etwas höher sind weil diese Version um 1dR + 1s schmäler
sind.
-
Als
Relationsgröße wird eine marktübliche Aufwickelvorrichtung
herangezogen die mindestens ein Verpackungsvolumen von l 210 mm × b
240 mm × h 30 cm Bei Beispiel 2 beträgt der Volumensgewinn ca
55%
-
Aus
den Grundversionen lassen sich verschiedene Modelle generieren zu
einer kompletten Poduktrange.
- – Kabelspule
auf einfachem Gestell mit einem Bügel
- – Kabelträger der zusätzlich mit
einem Tragegriff bestückt ist
- – Wand Kabelhalterung
- – Kabelwagen mit Rädern zum fahren
-
1 zeigt
in vereinfachter Darstellung eine volumensreduzierte Aufwickelvorrichtung 1 mit
Verschwenkbügeln 2; 3, die im rechten
Winkel zur Drehachse Kabelspule verschwenkbar gelagert sind und wenigstens
in ihrer Gebrauchsposition mit geeigneten Mitteln lagefixiert sind.
-
2 zeigt
in einfacher Darstellung eine volumensreduzierte Aufwickelvorrichtung 1.1 mit
Verschwenkbügel 2; 3 die achsparallel
zur Drehachse Kabelspule verschwenkbar gelagert sind und zumindest
in ihrer Gebrauchsposition lagefixiert sind.
-
3 zeigt
vereinfacht in ihrer Grundform die Ausführung mit mindestens
einem achsparallel zur Drehachse Kabelspule angeordneten verschwenkbaren
Gelenkverschwenkbügel die zumindest in ihrer Gebrauchsposition
mit geeigneten Mitteln arretiert sind.
-
4 zeigt
in einfacher Darstellung die Ausführung mit mindestens
einem rechtwinklig zur Drehachse Kabelspule angeordneten verschwenkbaren Gelenkverschwenkbügel
die in mindestens ihrer Gebrauchsposition mit geeigneten Mitteln
fixiert sind.
-
5 zeigt
vereinfacht die Ausführung mit längsverschiebbaren
Verschiebebügeln die um Ihre eigene Längsachse
verdrehbar sind und ebenfalls in mindestens der Gebrauchsposition
fixiert sind.
-
6 zeigt
in vereinfachter Darstellung die Ausführung mit U-förmig
oder Ganz geschlossenen Verschiebebügeln mit wenigstens
fixierten Gebrauchspositionen.
-
1 zeigt
in schematisch vereinfachter Form eine Aufwickelvorrichtung 1 mit
Verschwenkbügeln 2; 3 die im rechten
Winkel zur Kabelspulen-Drehachse verschwenkbar gelagert sind als Grundversion 1.
Die Kabelspule 4, welche im konkreten Fall über
die Durchmesser DK;DM und die Breite b1 ein Kabel mit 20 m Länge
aufnehmen kann ist drehbar auf dem Gestelllagerteil 5 gelagert.
-
Gestellagerteil 5 umfasst
neben Steckdose w1 und der Stromzuführung w2 eine Handkurbel 6. Die
Handkurbel kann-zumindest teilweise-lose beigelegt sein um MAß B
nicht zu verbreitern. Alternativ ist auch eine werkseitig montierte
klappbare Kurbel denkbar. Die Handkurbel 6 ist drehfest
mit der Kabelspule 4 verbunden. Durch drehen der Kurbel 6 kann der
Kabel wahlweise auf- beziehungsweise abgewickelt werden. Das Gestelllagerteil 5 umfasst
weiterhin die Lagerungen der Verschwenkbügel 2; 3,
deren lichte Weite l abstandsnahe zur Kabelspule 4 ihren Drehmittelpunkt
hat. Die Lagerung kann, wie dargestellt, den Verschwenkbügel
umfassen, sie kann jedoch auch durchmessergleich oder kleiner dR
sein, das heißt ein Lagerzapfen der Bestandteil von Gestelllager 5 ist
greift in den Innendurchmesser von Verschwenkbügel 3; 2 ein
um ebenfalls eine Verbreiterung von Maß B zu verhindern.
-
Die
Verschwenkbügel 2; 3 zeigen die Position
dieser im aufgeklappten Gebrauchszustand, wobei Winkel Alpha das
Spreizungsmaß ergibt um welches der Verschwenkbügel
quer zur Abzugsrichtung des Kabels verschwenkt wird. Durch das Abstandsmaß x
welches zwischen 0 mm und etwa dem halben Durchmesser DM frei gewählt
werden kann resultiert in etwa die doppelte Bodenfreiheit 2x zur
optimierten gewünschten Positionierung der Drehachse von
Kabelspule 4 und damit der Handkurbel 6. Damit
ist die ergonomische Anordnung der Handkurbel 6 möglich. Der
dargestellte Bodenabstand x1 wird real um das maß K verkürzt
welches vom Winkel Alpha abhängig ist. Der Verschwenkbügel 2 besitzt
ein Rad 7 dessen Drehpunkt so gelegt ist das in Abstimmung
mit Verschwenkbügel 3 im wesentlichen eine waagrechte gebildet
wird und dadurch die Symmetrie Linie der Kabelspule 4 im
wesentlichen eine Senkrechte bildet. Des weiteren besitzt die Aufwickelvorrichtung
einen ausziehbaren Führungsholm 8 mit einem Auszugslängenmaß xg.
Hier ist alternativ ebenfalls eine Verschwenklösung möglich.
Dieser Führungsholm dient zum fahren durch Verschwenken
um den Drehpunkt Rad 7 in Richtung Z. Eine Radanordnung
um 90 Grad gedreht ist alternativ möglich. Der Führungsholm kann
nur einseitig ausgeführt sein mit einem einfachen, beispielsweise
T-Griff bestückt. Er kann auch beidseitig ausgeführt
sein und mit einem Doppel-T-Griff mit einer oder mehreren Verbindungen von
einer Seite zur anderen ausgestattet sein. Dieser Führungsholm 8 kann
von seiner Gebrauchslage 8 in die Verpackungs-Transport-Abverkaufs-
und Lager-Position 8.8 beispielsweise verschoben werden. Seine
Gesamtlänge liegt in jedem Fall innerhalb der Hüllkontur 4s um
somit das Verpackungsmaß mit einer Seitenlänge 4s nicht
zu überschreiten. Die Verschwenkbügel 2; 3 sind
mindestens in Ihrer Gebrauchsposition 2; 3 lagefixiert
durch bspw. Arretierung 9.
-
Im
zweiten, also volumensoptimierten Zustand – mit dem Ziel
Verpackungs- und Transportkosten zu sparen sowie den Platzbedarf
im Handel zu minimieren was signifikant Kosten senkend wirkt ist ausserdem
die Aufwickelvorrichtung Platz sparend beim Endanwender zu verstauen.
-
In
diesem Zustand ist der Führungsholm 8 eingeschoben
in Position 8.8 und die Verschwenkbügel 2; 3,
sind abstandsnahe zur Kabelspule 4 in die Position 3.3; 2.2,
verschwenkt. Dabei kann der Verschwenkbügel 3 in
der Projektion A so gestaltet sein das er die Hüllkontur 4s nicht überschreitet.
Er kann sich also beispielsweise bis in die Ecken der Hüllkontur 4s erstrecken.
Damit ist eine gute Standfestigkeit im Gebrauchszustand erreicht
innerhalb einer minimierten Ausdehnung der Hüllkontur 4s.
-
Der
Verschwenkbügel 2 ist mit 2 Rädern
ausgestattet. Hier gibt es mehrere Optionen dies ebenfalls so zu
lösen das man sich innerhalb von Hüllkontur 4s bewegt.
Eine erste, dargestellt mit Rad 7.3
-
Diese
erfordert ein verdrehen der Räder was entweder durch sich
permanent drehende Räder in Form von Lenkrollen oder aber
durch Räder die in jeweils um 90 grad von Hand geschwenkt
werden und sich in der jeweiligen Lage arretieren. Eine alternative zeigt
die Radposition 7.4. diese kommt in frage wenn die Räder
beispielsweise in Pos. 7.6 dargestellt lose beigelegt werden
zur Kundenmontage. Die Radposition 7.5 zeigt eine Position
außerhalb der Hüllkontur 4s was den Nachteil
hat das man sich ein Stück von der volumensoptimierten
Lösung entfernt, man andererseits aber konsequent das fertig
montierte Produkt erhält. Andere Lösungen sind
denkbar. Bezüglich der Räder gibt es schließlich
auch noch den Betrachtungspunkt der Standfestigkeit in der Projektion
A Rad 7 ist zum Beispiel an der Verschwenkbügel-Innenseite
montiert und lässt nur eine gewisse Radbreite zu. Wählt
man dagegen die Radposition 7.1 oder 7.2 so bietet
sich ein Verstauen in Pos. 7.6 an zur Kundenmontage. Grundsätzlich
kann Rad 7 auch fest, also ohne verschwenken an den Gestellbügeln 2, 3 angebracht
sein was ein Fahren der Aufwickelvorrichtung quer zur Kabelspulenlagerung
bewirkt.
-
Die
jeweiligen Positionen der Verschwenkbügel 2; 3, 2.2; 3.3,
sowie des Führungsholm 8; 8.8 sind durch
geeignete Mittel arretierbar, dargestellt als Arretierbolzen mit
Feder wobei mindestens die Positionen 2; 3 arretierbar
ausgeführt sind. Um ein Verschieben des Führungsholms
im Kreuzungspunkt p zu ermöglichen werden die Querschnitte
der Rohre Verschwenkbügel und Führungsholm derart
reduziert das sie berührungslos aneinander vorbei kommen.
-
2 zeigt
in deutlich vereinfachter Form eine Ausführung einer Aufwickelvorrichtung 1.1 die mit
Verschwenkbügeln 9; 10 ausgestattet ist
die achsparallel zu der Drehachse Kabelspule 4 verschwenkbar
gelagert ist als Grundversion zwei. Die Kabelspule 4 ist
wiederum auf Gestelllagerteil 5.1 drehbar gelagert. An
dem Gestelllagerteil 5.1 sind die Verschwenkbügel 9; 10 verschwenkbar
achsparallel zur Drehachse Kabelspule 4 gelagert. Da die
Lagerlänge der Verschwenkbügel 9, 10 im
Gestelllagerteil 5.1 knapp bemessen ist oder aber bei Verlängerung das
Maß B verbreitert wird alternativ eine Querlagerung vorgeschlagen.
Das heißt am Rohr Ende von Verschwenkbügel 9; 10 wird
eine Lagerscheibe 13 adaptiert deren Durchmesser wesentlich
größer ist als die mögliche Lagerlänge
in axialer Richtung des Verschwenkbügel-Lagers.
-
Die
Verschwenkbügel 9, 10 sind in zwei unterschiedlichen
Varianten dargestellt. Einmal Verschwenkbügel 9,
der die Kabelspule U-förmig geschlossen umfasst und abstandsnahe
parallel zur Kabelspulenscheibe 4 verläuft. Da
das Abstandsmaß n zu gering ist um eine ausreichende Standfestigkeit zu
erzielen wird mit entsprechenden Verbreiterungen 13 gearbeitet
die der Endkunde montiert. Somit wird Maß n1 erreicht zur
optimalen Standfestigkeit. Eine andere Variante zeigt Verschwenkbügel 10 der über eine
kulissenförmige schiefe Ebene von seiner achsparallelen
Lage 10.1 in die Position 10 beispielsweise kontinuierlich
auf das Maß n1 ausgeschwenkt und arretiert wird durch Position 12.1.
Als Lagerung kann kann eine kugelgelenkartige vorgesehen werden
wobei die Kugelpfanne fest mit der Querlagerscheibe 13 verbunden
ist. Dies bedingt keinen, die Kabelspule umgreifenden, nahe am Hüllkreisdurchmesser
DM geschlossenen Bügel sondern zwei getrennte Verschwenkbügel 9; 10.
Andere Lösungen sind denkbar. Alternativ kann auch bei
dem Verschwenkbügel mit Rad 7 mit entsprechenden
Teilen zur Verbreiterung gearbeitet werden. So sind also ein oder
zwei vordere Verschwenkbügel 9 vorhanden und oder
ein oder zwei hintere Verschwenkbügel 10. Eine
Kombination ist ebenfalls möglich. Die Verschwenkbügel 9; 10 werden
aus ihrem Gebrauchszustand in die jeweilige volumensoptimierte Position 9.1; 10.1 verschwenkt.
Der Führungsholm 11 der einseitig oder zweiseitig
an der Spulenscheibe ausziehbar von Pos. 11 in Pos. 11.1 angebrachte
ist ermöglicht nach Verkippen in Richtung Z das Fahren
mit der Aufwickelvorrichtung 1.1. Die Ausdehnung aller Komponenten
ist auch hier bevorzugt innerhalb der Hüllkontur 4s realisiert
also zur volumensoptimierten Verpackung, Transport, Platzbedarf
im Handel und Platz sparenden Lagerung beim Endverbraucher. Auch
hier ist durch das Maß x eine ergonomisch optimierte Kabelspulenlagerung
ermöglicht. Die Breite B ist entsprechend der Aufwickelvorrichtung 1.
-
3 zeigt
ohne Details eine Aufwickelvorrichtung 3, bestehend aus
einer Kabelspule 4, Gestelllagerteil 5.2 und einem
Klappverschwenkbügel 18 der achsparallel zur Spulendrehachse
verschwenkt werden kann. In der Position 18.1 ist der Klappverschwenkbügel
in Funktionsposition verschwenkt und arretiert. In der Position 18 ist
er so zusammengeklappt das er sich innerhalb der Hüllkreiskontur 4s von
Spule 4 befindet, also in volumensreduzierter Form. Die
Breite B wird bei dieser Einbügel-Konstruktion nochmals
um dR + l reduziert. Der Klappverschwenkbügel besitzt ein
Gelenk mit Dp um den Klappverschwenkbügel aufklappen zu
können für die Gebrauchsposition.
-
4 zeigt
sehr vereinfacht die Anordnung einer Aufwickelvorrichtung bestehend
aus Kabelspule 4, Gestelllagerteil 5.3, mit einem
Klappverschwenkbügel 20, oder 21 der
seine Verschwenkachse rechtwinklig zur Kabelspulendrehachse angeordnet
hat. Bügel 20 und 21 unterscheiden sich
durch unterschiedliche Standfestigkeit der Aufwickelvorrichtung.
Der Klappverschwenkbügel besitzt ebenfalls ein Gelenk das über
Dp ein aufklappen ermöglicht. Arretierungen für
jede Position sind vorgesehen. Die Breite B wird ebenfalls um dR
+ l reduziert, was ebenfalls zu einer Reduktion des Volumens führt im
Vergleich zu im Markt befindlichen Konstruktionen.
-
5 zeigt
sehr vereinfacht eine Aufwickelvorrichtung bestehend aus Kabelspule 4 die
auf dem Gestellagerteil 5.4 drehbar gelagert ist. Diese
Spule ist abstandsnah und parallel zur Kabelspulenscheibe 4 bestückt
mit Verschiebebügel 25; 26 welche in
ihrer Längsdrehachse verdrehbar sind um in der Gebrauchsposition 25; 26 nach
außen verschoben und mittels einer Fixierhilfe 28 arretiert
werden können. Durch Lösen der Fixierung können
die Verschiebebügel in ihre volumensoptimierte Position 25.1; 26.1 verschoben
werden. Die Ausdehnung aller Teile ist so das sie sich bevorzugt
innerhalb der Hüllkontur 4s befinden. Die Verschiebebügel
werden vom Lager 27 geführt.
-
6 zeigt
ebenfalls in vereinfachter Form eine Aufwickelvorrichtung bestehend
aus Kabelspule 4 die drehbar auf den Gestellagerteil 5.5 gelagert
ist. Auch hier sind wiederum Verschiebebügel 30; 31; 35 in
ihrer Gebrauchsposition 30; 31; 35 zu
sehen die mittels Arretierung 34 lagefixiert werden. Auch
diese Bügel sind abstandsnahe und parallel zur Kabelspulenscheibe
am Gestelllagerteil 5.5 längsverschiebbar angebracht.
Da die Bügel U-formig oder ganz geschlossen ausgeführt
sind sind Verbreiterungen 36 die der Kunde selbst montiert
sinnvoll. Verschiebt man die Verschiebebügel 30; 31; 35 in
Position 30.1; 31.1; 35.1 so befinden
sich alle Komponenten der Aufwickelvorrichtung innerhalb von Hüllkontur 4s.
-
Alle
Ausführungen 1 bis 6 beinhalten
die Gemeinsamkeit das sie jeweils zur marktkonformen Produkt-Range
ausgebaut werden können. Von der einfachen Kabelspule auf
Gestell zum Kabelträger mit Tragegriff sowie zum Wandkabelhalter,
bis hin zum Kabelwagen mit Rädern. Andere Ausführungen
sind denkbar.
-
- 1
bis 4
- Aufwickelvorrichtung
- 2;
2.2; 3; 3.3
- Verschwenkbügel
- 4
- Kabelspule
- 5;
5.1; 5.2; 5.3; 5.4; 5.5
- Gestelllagerteil
- 6
- Kurbel
- 7
- Rad
- 7.1;
7.2; 7.3; 7.4; 7.5; 7.6; 7.7; 7.8
- Radpositionen
- 8;
8.8
- Führungsholm
- 9;
9.1
- Verschwenkbügel
- 10;
10.1
- Verschwenkbügel
- 11
- Führungsholm
- 12
- Führungsholm
Arretierung
- 9a;
12.1; 12,2
- Verschwenkbügel
Arretierung
- 13
- Querlagerscheibe
- 14
- Führungskulisse
- 15
- Verbreiterung
- 16
-
- 17
-
- 18;
18.1; 20, 20.1; 21
- Klappverschwenkbügel
- 25;
25.1; 26; 26.1; 30; 30.1; 31; 31.1; 35; 35.1
- Schiebebügel
- 27
- Schiebebügellagerung
- 28
- Schiebebügelarretierung
- 29
-
- 32
- Lagerung
verschiebebügel 31; 31.1
- 33
- Lagerung
Verschiebebügel 30; 30.1 sowie 35; 35.1
- 34
- Arretierung
- 36
- Drehlager
- 37
- Schiefe
Ebene
- 1w1
- Steckdose
- w2
- Stromzuführung
- DM
- Außendurchmesser
Kabelspule
- Dk
- Kern-Wickelkerndurchmesser
der Kabelspule
- dR
- Verschwenkbügeldurchmesser
- l
- lichter
Abstand
- b1
- innere
Spulenbreite
- s1
- Spulenscheibendicke
- P
- Kreuzungspunkt
- B
- Gesamtbreite,
volumensoptimiert
- K
- reale
Verkürzung durch Verschwenkwinkel Alpha
- 4s
- entspricht
DM, Seitenlänge der Hüllkontur
- X
- Abstandsmaß von
der Mitte Kabelspule, von 0 mm bis max. mm
- x1
- Bodenabstand
vom Kabelspulendrehpunkt
- 2x
- lichte
Bodenfreiheit der Kabelspule
- Xg
- Auszugslänge
Führungsholm
- Z
- Verschwenkrichtung zum
fahren
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - US 6018874 [0001]
- - DE 102006012512 A1 [0001]