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Die Erfindung betrifft ein Kämmelement für eine Kämmmaschine zum Kämmen von textilen Fasern.
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Kämme zum Einsatz in Kämmmaschinen sind in Form von Rundkämmen durch offenkundige Vorbenutzung bekannt, wobei auf einem Grundkörper mindestens ein Kämmsegment angeordnet ist. Das Kämmsegment steht mit den zu kämmenden Fasern in Eingriff. Ein Kamm, der entlang seines gesamten Umfangs mehrere Kämmsegmente aufweist, wird als Kreiskamm bezeichnet. Der aktive Kämmbereich kann dabei beispielsweise 78°, 90°, 111°, 180° des Umfangs der Mantellinie des Kamms betragen. Es sind auch Kreiskämme bekannt, bei welchen die gesamte Mantellinie mit Kämmsegmenten wie Nadeln, Nadelstreifen, Sägezahndrahtabschnitten, Kammzinken oder Sägezahnstanzteilen besetzt ist. Diese in sich vormontierten Kämmsegmente werden auch als Riegel bezeichnet.
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Ein Riegel weist also mehrere, in Richtung einer Mittenlängsachse des Grundkörpers hintereinander angeordnete Sägezahnstanzteile oder auch Zahlscheiben mit Zähnen auf. Die Zähne verschleißen aufgrund ihres mechanischen Eingriffes in die zu kämmenden Fasern, sodass es erforderlich ist, dass der Riegel auswechselbar gestaltet ist.
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In der
DE 43 26 203 C1 , der
EP 0 091 986 A1 und der
EP 0 322 472 A1 sind Kratzenbeschläge für ebene Deckel einer Krempelmaschine offenbart, wobei der Kratzenbeschlag ähnlich einem Riegel eines Kreiskamms aus einer Mehrzahl parallel zueinander angeordneten Sägezahndrahtstreifen besteht. Die einzelnen Sägezahndrahtstreifen sind auf einem Grundkörper aufgereiht und durch begrenzende Befestigungsleiten durch Formschluss gehalten. Die seitliche Befestigung der Sägezahndrahtstreifen auf dem Grundkörper kann auch durch eine Klemmung, also durch Kraftschluss, erfolgen. Wie in der
EP 0 322 472 A1 gezeigt, können die einzelnen Sägezahndrahtstreifen in Anordnungsrichtung mehrfach gebogen sein. Die Befestigung des Kratzenbeschlags auf dem Deckel der Krempelmaschine erfolgt ebenfalls mittels der Befestigungsleisten, die auf den Deckel aufgeschoben sind.
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Ein ähnliches Befestigungssystem von Zahnscheiben auf einem Riegel eines Kreiskamms ist aus der
DE 25 03 976 C3 bekannt, wobei die einzelnen Zahnscheiben eines Riegels mittels einer Federklemmung auf einer Stabstrecke geklemmt sind. Der gesamte Riegel wird mit dem Grundkörper des Kreiskamms verschraubt. Diese Art der Befestigung des Riegels auf dem Grundkörper ist prinzipiell auch aus der
GB 274 698 und der
DE 30 05 399 A1 bekannt, wobei gemäß letzterer ein verbesserter Sitz der Riegel auf dem Grundkörper dadurch erreicht wird, dass diese zusätzlich eine Klemmleiste aufweisen und mit diesem in einer dazu korrespondierenden Ausnehmung des Grundkörpers angeordnet sind.
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Weitere Ausführungen von Klemmleisten sind aus der
DE 30 07 245 A1 , der
EP 0 249 706 A2 , der
EP 0 179 158 B1 und der
EP 0 839 934 A1 bekannt, wobei eine Verschraubung der Klemmleisten im Betriebszustand, das heißt bei aufgeschobenem Riegel, von der Innenwand des hohlzylindrischen Grundkörpers zugänglich ist. Diese Zugänglichkeit der Verschraubungen von der Innenwand des Grundkörpers her ist eingeschränkt. Dagegen ist eine Klemmleiste gemäß der
EP 1 523 591 B1 sowohl im Grundkörper als auch im Riegel formschlüssig gehalten. Montage und Demontage dieses Kamms sind sehr aufwändig.
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Gemäß der
US 4 716 629 erfolgt die Befestigung eines Riegels in einem Grundkörper mittels eines elastischen Klemmelements, das beispielsweise als geschlitzte Hülse ausgeführt sein kann. Das Klemmelement wird in eine Nut, die von dem Grundkörper und dem Riegel gebildet wird und sich parallel zu der Mittenlängsachse des Grundkörpers erstreckt, eingeschoben. Die Haltekraft einer Klemmung mit einem derartigen Klemmelement ist gering. Darüber hinaus ist eine zusätzliche Sicherung des Klemmelementes gegen unbeabsichtigtes Lösen notwendig.
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Für alle genannten Befestigungssysteme gilt somit, dass eine Montage und Demontage des Riegels am bzw. vom Grundkörper des Kreiskamms nur durch aufwändige Montage- und Umrüstoperationen möglich ist. Dies erfolgt beispielsweise durch zahlreiche Schrauboperationen der Klemm- und Befestigungsleisten und/oder durch axiales Aufschieben in Richtung der Mittenlängsachse des Grundkörpers, wodurch lange Rüst- und damit Stillstandzeiten der Kämmmaschine verursacht werden.
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Aus der
EP 0 253 071 A2 sind federartige Halteteile bekannt, die fest mit dem Grundkörper eines Kreiskamms verbunden sind, und auf die der Riegel aufgesteckt wird und infolge der elastischen Federkraft gehalten wird. Dem vereinfachten Montageprozess steht eine reduzierte mechanische Haltekraft zwischen dem Riegel und dem Grundkörper entgegen.
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Die
DE 10 2006 005 605 A1 offenbart eine Vorrichtung an einer Karde, wobei eine Garnitur von einem Magneten gehalten ist. Die translatorische Geschwindigkeit der Karde ist im Vergleich zu den bei Kämmmaschinen üblichen Rotationsgeschwindigkeiten des Kreiskamms deutlich reduziert, sodass die auf einen Riegel des Kreiskamms wirkenden Fliehkräfte, die quadratisch von der Drehgeschwindigkeit abhängen, deutlich größer sind als die vernachlässigbaren Fliehkräfte, die auf die Karde wirken. Die magnetische Haltekraft für die Garnitur der Karde ist darauf ausgelegt, den prozessbedingten Krafteinwirkungen auf die Garnitur Stand zu halten, wobei diese Krafteinwirkungen prozessbedingt geringer sind als die, die auf einen Riegel eines Kreiskamms beim Kämmen von Fasern wirken.
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Kämmelement für einen Kreiskamm einer Kämmmaschine derart zu gestalten, dass eine Montage und Demontage eines Riegels an einem Grundkörper vereinfacht ist, wobei ein Lösen des Riegels von dem Grundkörper auch bei hohen Belastungen während eines Kämmvorgangs unmöglich ist.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch eine Kämmelement mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein Riegel an einem Grundkörper eines Kämmelements mittels einer in einer Aufnahmenut des Grundkörpers angeordneten Profilleiste gehalten werden kann, wobei die Profilleiste mittels eines ebenfalls in der Aufnahmenut angeordneten Torsionsstabes an dem Grundkörper verriegelbar und entriegelbar ist. Dazu weist die Profilleiste einen um eine Schwenkachse schwenkbar angeordneten Schwenkhebel auf. Die Schwenkachse ist parallel zu einer Mittenlängsachse des Grundkörpers angeordnet. Der Torsionsstab, bei dem es sich insbesondere um einen um die Stablängsachse (= Drehachse) drehbar gelagerten Stab handelt, ist an dem Schwenkhebel derart angeordnet, dass der Torsionsstab durch ein Drehen um die Drehachse zwischen einer Verriegelungs-Stellung zum Verriegeln der Profilleiste am Grundkörper und einer Entriegelungs-Stellung zum Entriegeln der Profilleiste am Grundkörper verlagerbar ist. Dadurch ist es möglich, dass die Profilleiste mit dem Riegel unkompliziert und schnell am Grundkörper montierbar und wieder demontierbar ist. Dies vereinfacht Wartungs- und/oder Reparaturarbeiten wie beispielsweise einen Austausch verschlissener Riegel bzw. Zahnscheiben. Dadurch, dass das Ver- und Entriegeln der Profilleiste am Grundkörper durch eine Drehbewegung des Torsionsstabes erfolgt, ist das Lösen und Befestigen des Riegels am Grundkörper sicher und direkt durchführbar. Insbesondere ist es nicht erforderlich, dass ein Bediener besondere Fachkenntnis für den Austausch eines verschlissenen Riegels haben muss. Durch das Drehen des Torsionsstabes zwischen der Verriegelungs-Stellung und der Entriegelungs-Stellung ist die Montage bzw. Demontage des Riegels wenig fehleranfällig. Dadurch kann vermieden werden, dass sich die Profilleiste und infolge unsachgemäßer Montage während eines Kämmvorgangs ungewollt löst und zu einer negativen Beeinträchtigung des Kämmergebnisses führen könnte. Außerdem wird dadurch das Risiko reduziert, dass sich ein Riegel infolge unsachgemäßer Montage während des Kämmvorgangs von dem Grundkörper löst und zu einer Beschädigung der Kämmmaschine führt.
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Bei einem Kämmelement nach Anspruch 2 ist gewährleistet, dass ein unbeabsichtigtes Lösen der Verriegelung der Profilleiste an dem Grundkörper dadurch, dass der Torsionsstab sich unbeabsichtigt aus der Verriegelungs-Stellung in die Entriegelungs-Stellung verlagert, zusätzlich erschwert ist. Dadurch ist ein unbeabsichtigtes Entriegeln des Riegels insbesondere während eines Kämmvorgangs verhindert. Ein derartiges Kämmelement weist eine verbesserte Sicherungsfunktion auf.
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Ein Kämmelement nach Ansprüchen 3 und 4 weist eine verbesserte Selbsthemmung des Torsionsstabes in der Verriegelungs-Stellung auf. Die mechanische Selbsthemmung des Torsionsstabes resultiert aus der Ausführung der unrunden Geometrie des Torsionsstabes sowie der Anordnung des Torsionsstabes an dem Schwenkhebel derart, dass bei Belastung des Torsionsstabes durch den Schwenkhebel ein unbeabsichtigtes Drehen des Schwenkhebens unmöglich ist.
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Bei einem Kämmelement nach Anspruch 5 ist eine von zwei Kontaktlinien begrenzte Verriegelungs-Auflagefläche maximal, sodass eine flächige Anlage des Torsionsstabes an dem Schwenkhebel ermöglicht ist.
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Ein Kämmelement nach Anspruch 6 ermöglicht ein zusätzliches Klemmen der Profilleiste in der Aufnahmenut mittels Federkraft. Bei einem derartigen Kämmelement ist die Profilleiste zusätzlich in der Aufnahmenut gesichert. Das Federelement ist an einer einer Kontaktfläche gegenüber liegenden Unterseite des Schwenkhebels angeordnet, sodass der Schwenkhebel und damit die Profilleiste gegen den Torsionsstab gedrückt werden. Entlang der Mittenlängsachse des Grundkörpers können in der Aufnahmenut mehrere Federelemente, insbesondere zwei, zum Klemmen der Profilleiste vorgesehen sein. Dadurch ist es insbesondere möglich, eine auf die Profilleiste aufzubringende Federkraft gleichmäßig verteilt aufzubringen, sodass ein Verkippen bzw. Verkanten der Profilleiste in der Aufnahmenut in Folge einseitiger Kraftaufbringung vermieden ist.
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Ein Kämmelement nach Anspruch 7 vereinfacht die Handhabung des Torsionsstabes für die Montage und Demontage der Riegel. Insbesondere kann ein Werkzeugabschnitt derart ausgebildet sein, dass der Torsionsstab an einer Stirnseite des Grundkörpers hinausragt und ein Werkzeugaufsatz auf den Torsionsstab derart aufgesetzt werden kann, dass eine Drehbewegung des Torsionsstabes um die Drehachse mit einem Standardwerkzeug wie beispielsweise einem Gabelschlüssel oder einem Inbusschlüssel möglich ist.
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Bei einem Kämmelement nach Anspruch 8 ist das Verlagern des Torsionsstabes zwischen der Verriegelungs-Stellung und der Entriegelungs-Stellung verbessert. Insbesondere ist eine für den Torsionsstab vorgesehene Ausnehmung in der Aufnahmenut des Grundkörpers ebenfalls zylindrisch gestaltet, sodass der Torsionsstab in der Ausnehmung ideal abrollen kann.
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Ein Kämmelement nach Anspruch 9 ist in der Entriegelungs-Stellung an dem Schwenkhebel zusätzlich gesichert. Dadurch ist gewährleistet, dass sich der Torsionsstab nicht unbeabsichtigt aus der Entriegelungs-Stellung durch Drehen um die Drehachse löst.
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Bei einem Kämmelement nach Anspruch 10 ist die Verlagerung des Torsionsstabes zwischen der Entriegelungs-Stellung und der Verriegelungs-Stellung vereinfacht. Insbesondere ein Überschreiten eines Totpunktes im Bereich des abgerundeten Kantenabschnitts zwischen den beiden genannten Stellungen ist damit erleichtert.
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Ein Kämmelement nach Anspruch 11 führt zu einer Verbesserung der Sicherheit gegen unbeabsichtigtes Lösen des Riegels. Dadurch dass der Torsionsstab durch mindestens ein Fixierungselement, das insbesondere durch ein Reibelement ausgeführt sein kann, fixiert ist, ist ein unbeabsichtigtes Verlagern des Torsionsstabes, d. h. ein Drehen um die Drehachse zusätzlich erschwert.
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Ein Kämmelement nach Anspruch 12 ermöglicht eine unkomplizierte und robuste Befestigung des Riegels an dem Grundkörper über die Profilleiste.
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Ein Kämmelement nach Anspruch 13 weist eine erhöhte Sicherungsfunktion auf. Dadurch wird verhindert, dass selbst bei einem Ausfall aller anderen Sicherheitsmechanismen zur Befestigung des Riegels an dem Grundkörper, die dazu führen könnten, dass sich ein Riegel während eines Kämmvorgangs ungewollt von dem Grundkörper lösen könnte, jegliche Unfall- und Beschädigungsgefahr für Bediener bzw. Maschine verhindert ist. Eine vorgesehene Formschlussverbindung ist eine mechanische Sicherung des Riegels an dem Grundkörper des Kämmelements.
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Bei einem Kämmelement nach Anspruch 14 ist die Befestigung des Riegels auf dem Grundkörper von der sichernden Formschlussverbindung unabhängig. Das bedeutet, dass die Formschlusssicherungsverbindung erst in einem Ernstfall, d. h. bei einem unbeabsichtigten Lösen des Riegels von dem Grundkörper, aktiviert wird und der Riegel zusätzlich am Grundkörper gehalten ist. Dafür sind in der Verriegelungs-Stellung bezogen auf die Mittenlängsachse ein radialer Spalt und/oder ein tangentialer Spalt zwischen dem Befestigungsanker und dem Riegel vorgesehen. Während des Betriebs des Kreiskammes kann zumindest einer dieser beiden Spalte aufgrund der auf dem Riegel wirkenden Kämmkräfte geschlossen werden, sodass der Riegel direkt am Befestigungsanker anliegt und durch Verkippen und/oder Verkanten der Profilleiste in der Aufnahmenut führt. Dieses zusätzliche Verkippen und/oder Verkanten führt zu einer verbesserten Befestigung der Profilleiste und damit auch des Riegels in der Aufnahmenut.
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Bei einem Kämmelement nach Anspruch 15 ist die Befestigung des Riegels an Grundkörper zusätzlich verbessert.
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Ein Kämmelement nach Anspruch 16 ermöglicht eine unkomplizierte und robuste Aufbringung der zusätzlichen Haltekraft.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
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1 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Kämmelements gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel für einen Kreiskamm,
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2 eine perspektivische Darstellung des Kämmsegments gemäß 1 mit daran befestigten Riegeln,
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3 eine vergrößerte Ausschnittsansicht eines Torsionsstabes gemäß 2,
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4 eine vergrößerte Ansicht einer Schnittdarstellung senkrecht zur Mittenlängsachse des Kämmelements gemäß der Schnittlinien IV-IV in 2 zur Darstellung eines Torsionsstabes gemäß in einer Verriegelungs-Stellung,
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5 eine 4 entsprechende Darstellung mit dem Torsionsstab in einer Totpunkt-Stellung,
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6 eine den 4 und 5 entsprechende Darstellung mit dem Torsionsstab in einer Entriegelungs-Stellung,
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7 eine 3 entsprechende Darstellung mit der Profilleiste in einer verkanteten Position infolge einer Kämmkrafteinwirkung,
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8 eine 4 entsprechende vergrößerte Ansicht einer Schnittdarstellung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel eines Kämmelements,
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9 eine 5 entsprechende Darstellung des zweiten Ausführungsbeispiels des Kämmelements und
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10 eine 6 entsprechende Darstellung des zweiten Ausführungsbeispiels des Kämmelements.
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Einander entsprechende Teile sind in den 1 bis 10 mit denselben Bezugszeichen versehen. Auch Einzelheiten der im Folgenden näher erläuterten Ausführungsbeispiele können für sich genommen eine Erfindung darstellen oder Teil eines Erfindungsgegenstands sein.
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Ein in den 1 und 2 dargestelltes Kämmelement 7 weist einen im Wesentlichen teilzylindrischen Grundkörper 2 mit einer Mittenlängsachse 3, einer äußeren Mantelfläche 4 und zwei Stirnflächen 5 auf. Die äußere Mantelfläche 4 umfasst dabei mehrere Teil-Mantelflächen 52, die entlang des Umfangs der äußeren Mantelfläche 4 abschnittsweise unterbrochen sind. Die in 1 dargestellte, hintere Stirnfläche 5 ist bezüglich der Mittenlängsachse 3 als Anschlagwand ausgeführt.
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Das Kämmelement 7 gemäß 1 weist einen Kämmbereich von 90° auf. Das Kämmelement 7 kann an einer nicht dargestellten Drehtrommel befestigt werden. Dazu sind mehrere Bohrlöcher 53 vorgesehen. Das Kämmelement 7 bildet einen Kreiskamm. Die Drehtrommel kann auf eine Antriebswelle aufgesetzt sein. Es ist auch möglich, dass die Drehtrommel direkt, d. h. ohne zusätzliche Antriebswelle, angetrieben wird. Dazu kann die Drehtrommel sowohl als Hohl- als auch als Vollwelle ausgebildet sein.
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An dem Kämmelement 7 sind in Antriebsdrehrichtung 8 hintereinander beispielhaft vier mittels jeweils einer Profilleiste 9 befestigte Riegel 10 angebracht. Die Riegel 10 legen mit ihrer axialen Ausdehnung parallel zur Mittenlängsachse 3 den Kämmbereich des Kämmelements 7 fest. Es können auch mehr oder weniger als vier Riegel 10 vorgesehen sein, so dass insbesondere der Kämmbereich mehr oder weniger als 90° beträgt.
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Jeder Riegel 10 umfasst eine Mehrzahl gestanzter Zahnscheiben, die in Richtung der Mittenlängsachse 3 hintereinander aufgereiht und miteinander verbunden sind. Jede Zahnscheibe weist mehrere Zähne 11 auf, die in die zu kämmenden Fasern eingreifen. Die Riegel 10 sind derart auf dem Kämmelement 7 befestigt, dass jeder Riegel 10 einen radialen Abstand zu einer nicht dargestellten Maschinenwand einer Kämmmaschine aufweist. Die Zahnscheiben können so in dem Riegel 10 aufgereiht sein, dass ihre Zahnscheibenlängsrichtung entweder exakt parallel oder unter einem Verkippungswinkel von insbesondere einigen wenigen Winkelgrad, beispielsweise von höchstens 7°, zur Antriebsdrehrichtung 8 (= Kämmrichtung) orientiert ist.
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Die Profilleiste 9 ist in einer Aufnahmenut 14 des Kämmelements 7 angeordnet. Die Aufnahmenut 14 umfasst einen ersten Hinterschneidungsbereich 15, in dem die Profilleiste 9 derart angeordnet ist, dass sie bezogen auf die Mittenlängsachse 3 des Grundkörpers 2 radial gesichert ist. Weiterhin ist die Profilleiste 9 durch einen Torsionsstab 16 in der Aufnahmenut 14 gehalten. Der Torsionsstab 16 ist ebenfalls in der Aufnahmenut 14 des Kämmelements 7 aufgenommen, nämlich in einem zweiten Hinterschneidungsbereich 15a der Aufnahmenut 14. Die beiden Hinterschneidungsbereiche 15, 15a sind an den einander gegenüberliegenden Längsseitenwänden, d. h. an den in Richtung der Mittenlängsachse 3 verlaufenden Seitenwänden, der Aufnahmenut 14 angeordnet. Der Torsionsstab 16 weist eine parallel zur Mittenlängsachse 3 angeordnete Drehachse 17 auf, wobei der Torsionsstab 16 um die Drehachse 17 drehbar in der Aufnahmenut 14 angeordnet ist. Senkrecht zur Drehachse 17 weist der Torsionsstab 16 einen unrunden Querschnitt auf. Durch Drehen um die Drehachse 17 ist die Profilleiste 9 an dem Kämmelement 7 zwischen einer Verriegelungs-Stellung und einer Entriegelungs-Stellung verlagerbar.
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Eine Vormontage des Kämmelements 7 erfolgt dadurch, dass die Profilleisten 9 in die dafür vorgesehenen Aufnahmenuten 14 entlang der Mittenlängsachse 3 eingeschoben werden. Anschließend werden die Torsionsstäbe 16 ebenfalls in die Aufnahmenuten 14 längs der Mittenlängsachse 3 eingeschoben und anschließend die Riegel 10 auf die unverriegelten Profilleisten 9 aufgeschoben. Die am hinteren Ende des Grundkörpers 2 als Anschlagwand ausgeführte Stirnfläche 5 dient dabei als Montagehilfe. Durch Anliegen an der Anschlagwand sind die Profilleisten 9, die Torsionsstäbe 16 und die Riegel 10 exakt und eindeutig an dem Grundkörper 2 positioniert.
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Die Profilleiste 9 und das Kämmelement 7 bzw. der Grundkörper 2 sind als Pressprofile, insbesondere Strangpressprofile wie beispielsweise durch Aluminiumstrangpressen hergestellt. Der Torsionsstab 16 kann beispielsweise durch Walzprofilieren hergestellt werden.
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Der Torsionsstab 16 weist bezüglich der Mittenlängsachse 3 eine größere Länge als der Grundkörper 2 des Kämmelements 7 auf und ragt an der in 2 vorne dargestellten Stirnfläche 5 über den Grundkörper 2 hinaus. Der Torsionsstab 16 ist von der Stirnfläche 5 zugänglich. Zum Betätigen des Torsionsstabes 16, d. h. zum Drehen des Torsionsstabes 16 um die Drehachse 17 kann ein in 3 dargestellter Werkzeugaufsatz 18 verwendet werden. Der Werkzeugaufsatz 18 ist als Profilstab ausgeführt, der eine Außensechskantform derart aufweist, dass der mittels eines Standardwerkzeugs in Form eines Schraubenschlüssels drehbar ist. Der Werkzeugaufsatz 18 weist eine zentrische Öffnung auf, die der Außenkontur des Torsionsstabs 16 entspricht. Zum Betätigen des Torsionsstabs 16 wird der Werkzeugaufsatz 18 auf den über die Stirnfläche 5 des Grundkörpers 2 hinausragenden Abschnitt des Torsionsstabs 16 aufgesetzt und anschließend mittels eines Standardwerkzeugs um die Drehachse 17 gedreht.
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Im Folgenden wird anhand der 4 bis 7 die Anordnung des Riegels 10 an dem Kämmelement 7 und insbesondere die Befestigung mittels der Profilleiste 9 und des Torsionsstabs 16 näher erläutert. In der in 4 gezeigten Stellung befindet sich der Torsionsstab in der Verriegelungs-Stellung, d. h. die Profilleiste 9 hält den Riegel 10 an dem Kämmelement 7 fest und ist verriegelt. Die Profilleiste 9 ist mit einem im Wesentlichen T-förmigen Querschnitt senkrecht zur Mittenlängsachse 3 ausgeführt, wobei ein Kopf des „T” in der Aufnahmenut 14 gehalten ist. Die Profilleiste 9 weist einen Schwenkhebel 19 auf und ist mittels des Schwenkhebels 19 um eine Schwenkachse 20, die parallel zur Mittenlängsachse 3 angeordnet ist, schwenkbar in der Aufnahmenut 14 angeordnet. Der Schwenkhebel 19 weist eine dem Torsionsstab 16 zugewandte Kontaktfläche 21 und eine der Kontaktfläche 21 gegenüber liegend an dem Schwenkhebel 19 angeordnete Unterseite 22 auf. Durch die Anordnung der Profilleiste 9 in der Aufnahmenut 14 und insbesondere der Anordnung der Schwenkachse 20 in dem ersten Hinterschneidungsbereich 15 der Aufnahmenut 14 ist die Profilleiste 9 bezogen auf die Mittenlängsachse 3 in radialer Richtung 51 gesichert und gleichzeitig eine Schenkbewegung um die Schenkachse 20 ermöglicht. Die Schwenkbewegung der Profilleiste 9 wird einerseits durch den Torsionsstab 16, der mit der Kontaktfläche 21 des Schwenkhebels 19 zur Anlage kommt, und andererseits durch einen Boden 23 der Aufnahmenut 14, der mit der Unterseite 22 des Schwenkhebels 19 zur Anlage kommt, begrenzt. Der Schwenkhebel 19 ist in der Aufnahmenut 14 derart angeordnet, dass in der Verriegelungs-Stellung des Torsionsstabes 16 die Unterseite 22 zumindest in dem von der Schwenkachse 20 abgewandten Endbereich des Schwenkhebels 19 von dem Boden 23 beabstandet ist.
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Von dem Schenkhebel 19 weg erstreckt sich ein Befestigungsanker 24, der im Wesentlichen einen Fuß des „T” der Profilleiste 9 darstellt. Der Befestigungsanker 24 weist eine dem Schwenkhebel 19 zugewandte, bogenförmige Aussparung 25 auf, die ein kollisionsfreies Drehen des Torsionsstabes 16 um die Drehachse 17 unabhängig von der Anordnung der Profilleiste 9 in der Aufnahmenut 14 ermöglicht. An einem dem Schwenkhebel 19 gegenüberliegend angeordneten Ende weist der Befestigungsanker 24 einen Formschlusssicherungssteg 26 auf, der einen hinterschnittenen Riegelvorsprung 27 des Riegels 10 hintergreift. Bei der in 4 gezeigten Anordnung des Kämmelements gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in der Verriegelungs-Stellung sind der Formschlusssicherungssteg 26 und der Riegelvorsprung 27 derart zueinender angeordnet, dass bezogen auf die Mittenlängsachse 3 ein radialer Spalt 28 und ein tangentialer Spalt 29 zwischen dem Befestigungsanker 24 und dem Riegel 10 vorgesehen sind. Das bedeutet, dass sich der Formschlusssicherungssteg 26 und der Riegelvorsprung 27, d. h. der Befestigungsanker 24 und der Riegel 10 in der Verriegelungs-Stellung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel nicht berühren. Die Breite der Spalte 28 und 29, d. h. ein senkrechter Abstand zwischen den Oberflächen der Profilleiste 9 und des Riegels 10, kann sehr gering sein und insbesondere höchstens 100 μm, insbesondere höchstens 50 μm, insbesondere höchstens 20 μm betragen. Der Befestigungsanker 24 dient als sichernde Formschlussverbindung zwischen der Profilleiste 9 und dem Riegel 10.
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Der Torsionsstab 16 weist eine Verriegelungs-Anlagefläche 30, eine Entriegelungs-Anlagefläche 31 und einen die beiden Anlageflächen 30, 31 miteinander verbindenden, abgerundeten Kantenabschnitt 32 auf. Der Torsionsstab 16 weist weiterhin einen zumindest abschnittsweise zylindrisch ausgeführten Führungsabschnitt 41 auf. Mittels des Führungsabschnitts 41 kann der Torsionsstab 16 in einer entsprechend ebenfalls zylinderabschnittsförmig ausgeführten Führungsausnehmung 42, die Teil des zweiten Hinterschneidungsbereichs 15a der Aufnahmenut 14 ist, während des Verlagerns des Torsionsstabes 16 zwischen der Verriegelungs-Stellung und der Entriegelungs-Stellung geführt verlagert werden. Der Torsionsstab 16 weist eine der Entriegelungs-Anlagefläche 31 gegenüber angeordnete Anschlagfläche 46 auf. Die Anschlagfläche 46 ist im Wesentlichen eben ausgebildet und geht in den Führungsschnitt 41 des Torsionsstabs 16 über. Dadurch, dass der Torsionsstab 16 mit der Anschlagfläche 46 über die Führungsausnehmung 42 der Aufnahmenut 14 hinausragt, ist ein unbeabsichtigtes zu weites Drehen des Torsionsstabes 16 entlang der Entriegelungs-Drehrichtung 44 nicht möglich. Eine fehlerhafte Handhabung des Verriegelungsmechanismus beispielsweise durch einen unerfahrenen Benutzer ist damit ausgeschlossen.
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Gemäß der Darstellung in 4 liegt der Torsionsstab 16 mit der Verriegelungs-Anlagefläche 30 an der Kontaktfläche 21 des Schwenkhebels 19 an. Der Torsionsstab 16 weist zwei Kontaktlinien 33, 34 auf, die in der 4 gezeigten Verriegelungs-Stellung an der Kontaktfläche 21 des Schwenkhebels 19 derart angeordnet sind, dass ein selbsttätiges und insbesondere unerwünschtes Verlagern des Torsionsstabes 16 aus der Verriegelungs-Stellung durch Selbsthemmung des Torsionsstabes 16 verhindert ist. Bei dem in 4 dargestellten Torsionsstab 16 ist die Verriegelungs-Anlagefläche eben ausgebildet, sodass der Torsionsstab 16 mit der Verriegelungs-Anlagefläche 30 flächig an der Kontaktfläche 21 des Schenkhebels 19 anliegt. Das bedeutet, dass der Torsionsstab 16 bei diesem Ausführungsbeispiel unendlich viele Kontaktlinien aufweist. Die Verriegelungs-Anlagefläche 30 ist mindestens zwischen den mindestens zwei Kontaktlinien 33, 34 angeordnet. Es ist aber auch möglich, dass die Verriegelungs-Anlagefläche 30 nicht eben und insbesondere konkav ausgebildet ist, sodass der Torsionsstab 16 ausschließlich mit den beiden Kontaktlinien 33, 34 an der Kontaktfläche 21 des Schwenkhebels 19 anliegt. In den Kontaktlinien 33, 34 wirken Kontaktkräfte 35, 36 von dem Schwenkhebel 19 auf den Torsionsstab 16. Durch den Angriff der Kontaktkräfte 35, 36 in den Kontaktlinien 33, 34 werden bezüglich der Drehachse 17 des Torsionsstabes 16 gegensätzlich gerichtete Drehmomente M35 und M36 verursacht, die gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel betragsmäßig gleich groß sind. Es ist auf möglich, dass die Kontaktlinien 33, 34 und/oder die Kontaktkräfte 35, 36 derart gewählt sind, dass das Drehmoment M35 größer als das Drehmoment M36 ist. Dadurch ist der Torsionsstab 16 in der Verriegelungs-Stellung zusätzlich gesichert. Ein unbeabsichtigtes Lösen des Torsionsstabes 16 aus der Verriegelungs-Stellung ist somit zusätzlich erschwert.
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Eine in 4 dargestellte und senkrecht zur Darstellungsebene angeordnete Lotebene 37 enthält die Drehachse 17 und ist senkrecht zu der Kontaktfläche 21 des Schwenkhebels 19 angeordnet. Die Lotebene 37 schneidet die Kontaktfläche 21 in einer Lotlinie 38, die zwischen den Kontaktlinien 33, 34 auf der Kontaktfläche 21 angeordnet ist. Jeweils ein senkrechter Abstand zwischen der Kontaktlinie 33 und der Lotlinie 38 sowie zwischen der Kontaktlinie 34 und der Lotlinie 38 ist im Wesentlichen gleich groß und gemäß dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel identisch.
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Weiterhin weist die Aufnahmenut 14 an dem Boden 23 mindestens eine Vertiefung 39 auf, in der ein Federelement 40 angeordnet ist. Ausschließlich aus Darstellungsgründen zur besseren Übersicht sind die Vertiefung 39 und das Federelement 40 schematisch in 5 dargestellt. Die Vertiefung 39 und das Federelement 40 sind aber gleichermaßen auch bei der Anordnung des Torsionsstabes 16 in der Verriegelungs-Stellung gemäß 4, in der Entriegelungs-Stellung gemäß 6 und einer verkanteten Position gemäß 7 vorgesehen. Das Federelement beaufschlagt die Unterseite 22 des Schwenkhebels 19 mit einer Federkraft derart, dass die Profilleiste 9 in der Aufnahmenut 14 durch Federkraft gegen den Tosionsstab 16 gedrückt wird. Entlang einer Linie ist parallel zur Mittenlängsachse 3 können in jeder Aufnahmenut 14 mehrere Federelemente 40 und, wie in 1 dargestellt, insbesondere zwei Vertiefungen 39 vorgesehen sein. Dadurch kann eine klemmende Federgesamtkraft gleichmäßiger auf den Schwenkhebel 19 der Profilleiste 9 aufgebracht werden. Das Federelement 40 kann beispielsweise durch eine Schraubenfeder ausgeführt sein.
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Weiterhin kann an dem Kämmelement 7 in der Aufnahmenut 14 ein Fixierungselement 43 zum Fixieren des Torsionsstabes 16 in der Aufnahmenut 14 vorgesehen sein. Das Fixierungselement 43 ist aus Übersichtlichkeitsgründen ebenfalls ausschließlich in 5 dargestellt. Das Fixierungselement 43 kann beispielsweise als Feder-Reibelement ausgeführt sein. Das Fixierungselement 43 dient der Verhinderung eines selbsttätigen Verlagerns des Torsionsstabes 16 in einer Entriegelungs-Drehrichtung 44 um die Drehachse 17. Insbesondere in der Verriegelungs-Stellung erhöht das Fixierungselement 43 zusätzlich die Selbsthemmung des Torsionsstabes 16. Das Fixierungselement 43 ist in einer entsprechenden Ausnehmung in der Aufnahmenut 14 angeordnet. Das Fixierungselement 43 kann beispielsweise eine Spiralfeder als Federungselement und eine zwischen der Spiralfeder und dem Torsionsstab 16 angeordneten Reibelement umfassen. Entlang der Mittenlängsachse 3 können mehrere Fixierungselemente 43 zur Verbesserung der Fixierung des Torsionsstabes 16 in der Aufnahmenut 14 vorgesehen sein.
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Im Folgenden wird anhand der 4 bis 6 das Verriegeln und Entriegeln der Profilleiste 9 in der Aufnahmenut 14 des Kämmelements 7 näher beschrieben. In 6 ist der Torsionsstab 16 in der Entriegelungs-Stellung gezeigt, d. h. der Torsionsstab 16 liegt mit der Entriegelungs-Anlagefläche 31 flächig an der Kontaktfläche 21 des Schenkhebels 19 an. Gleichzeitig ist der Torsionsstab 16 mit dem Führungsabschnitt 41 in der Führungsausnehmung 42 der Aufnahmenut 14 flächig in Kontakt. In der gezeigten Entriegelungs-Stellung ist der Schwenkhebel 19 in Bezug auf die Schwenkachse 20 in der Entriegelungs-Stellung derart maximal verschwenkt, dass ein Abstand der Unterseite 22 des Schwenkhebels 19 von dem Boden 23 der Aufnahmenut 14 maximal ist. Entsprechend ist der einstückig mit dem Schwenkhebel 19 verbundene Befestigungsanker 24 der Profilleiste 9 in einer oberen Position angeordnet, d. h. radial von der Mittenlängsachse 3 des Grundkörpers 2 weg verschenkt. Dadurch ist insbesondere der radiale Spalt 28 zwischen dem Riegel 10 und der Profilleiste 9 vergrößert. Entsprechend ist es möglich, den Riegel 10 derart anzuheben, dass er von der Mantelfläche 4 des Grundkörpers 2 durch Abziehen entlang der Mittenlängsachse 3 entfernbar ist. In der Entriegelungs-Stellung kann der Riegel 10 demontiert werden.
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Ausgehend von der in 6 dargestellten Entriegelungs-Stellung wird der Bediener also eine Betätigung des Torsionsstabes 16 derart vornehmen, dass er den Torsionsstab 16 in einer der Entriegelungs-Drehrichtung 44 entgegengesetzten Verriegelungs-Drehrichtung 54 dreht. Gemäß den Darstellungen in den 4 bis 6 wird der Torsionsstab 16 also entgegen der Uhrzeigerrichtung verdreht. Dadurch, dass der Torsionsstab 16 mit dem Führungsabschnitt 41 in der Führungsausnehmung 42 geführt ist, wobei sowohl der Führungsabschnitt 41 als auch die Führungsausnehmung 42 einen konzentrisch zur Drehachse 17 angeordneten Radius aufweisen, bleibt die Drehachse 17 durch Drehen des Torsionsstabes 16 am Grundkörper 2 des Kämmelements 7 ortsfest. Es ist auch möglich, dass bei entsprechender Gestaltung des Führungsabschnitts 41 und/oder der Führungsausnehmung 42 die Drehachse 17 durch Drehen des Torsionsstabes 16 räumlich verlagert wird.
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Durch das Drehen der Torsionsstabes 16 in der Verriegelungs-Drehrichtung 54 wird der senkrechte Abstand von der Drehachse 17 auf die Kontaktfläche 21 des Schwenkhebels 19 vergrößert. Das bedeutet, dass der Schwenkhebel 19 um die Schwenkachse 20 nach unten, d. h. in Richtung des Bodens 23 der Aufnahmenut 14 verschwenkt wird. Die tiefste Position des Schwenkhebels 19, die bei der Betätigung des Torsionsstabes 16 während des Entriegelns und Verriegelns der Profilleiste 9 auftreten kann, ist in 5 dargestellt. Diese tiefste Position des Schwenkhebels 19 resultiert aus einem maximalen Abstand der Drehachse 17 zu dem abgerundeten Kantenabschnitt 32 zwischen der Entriegelungs-Anlagefläche 31 und der Verriegelungs-Anlagefläche 30. Die in 5 gezeigte Darstellung stellt somit einen Totpunkt bei der Betätigung des Torsionsstabes 16 dar. Sobald der in 5 dargestellte Zustand nur geringfügig überschritten ist, wird der Torsionsstab 16 insbesondere ohne ein weiteres, unterstützendes Drehen durch einen Benutzer, sich in die Entriegelungs-Stellung bzw. die Verriegelungs-Stellung verdrehen, je nach dem in welcher Drehrichtung 44, 54 der Totpunkt überschritten ist. Dadurch, dass der Schwenkhebel 19 und damit auch der Befestigungsanker 24 der Profilleiste 9 in der 5 gezeigten Totpunkt-Stellung maximal zur Mittenlängsachse 3 hin gedrückt sind, kann vorübergehend ein Kontakt zwischen dem Formschlusssicherungssteg 26 und dem Riegelvorsprung 27 auftreten. Durch diesen Kontakt ist der Riegel 10 an der Profilleiste 9 also kurzzeitig spaltfrei, zumindest in radialer Richtung 51, gehalten. In der Verriegelungs-Stellung ist dieser Kontakt nicht mehr vorhanden.
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Bei der in 4 gezeigten Verriegelungs-Stellung des Torsionsstabes 16 ist der Torsionsstab 16 hinsichtlich der Darstellung in 5 weiter in der Verriegelungs-Drehrichtung 54 um die Drehachse 17 verdreht, sodass der Torsionsstab 16 mit der Verriegelungs-Anlagefläche 30 flächig an der Kontaktfläche 21 des Schenkhebels 19 anliegt.
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Dadurch, dass der Kantenabschnitt 32 abgerundet ist, ist ein Verlagern zwischen der Entriegelungs-Stellung und der Verriegelungs-Stellung erleichtert. Dadurch, dass der Befestigungsanker 24 die Aussparung 25 aufweist, ist ein Verdrehen des Torsionsstabes 16 gegenüber der Profilleiste 9 kollisionsfrei möglich.
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Die Verriegelungs-Anlagefläche 30 und die Entriegelungs-Anlagefläche 31 dienen in der Verriegelungs-Stellung gemäß 4 und in der Entriegelungs-Stellung gemäß 6 jeweils als Anlageflächen für den Torsionsstab 16 an dem Schwenkhebel 19. Entsprechend dienen die genannten Anlageflächen 30 als Endanschläge für den Torsionsstab 16 an dem Schwenkhebel 19, sodass ausschließlich eine Verlagerung zwischen der Verriegelungs-Stellung und der Entriegelungs-Stellung erfolgen kann. Dadurch, dass zwischen den beiden genannten Stellungen eine Totpunkt-Stellung vorgesehen ist, wird vermieden, dass der Torsionsstab 16 in einer ungewollten Stellung, die sich zwischen der Verriegelungs-Stellung und der Entriegelungs-Stellung befindet, betätigt wird, da die Verriegelungs-Stellung und die Entriegelungs-Stellung von dem Torsionsstab 16 selbsttätig angestrebt werden. Die Vorgehensweise zum Verriegeln und Entriegeln des erfindungsgemäßen Kämmelements ist daher unkompliziert und insbesondere wenig fehleranfällig. Gleichzeitig ist das Kämmelement und der Verriegelungs- bzw. Entriegelungsmechanismus robust.
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7 zeigt eine Rückstellung der Profilleiste 9 bei dem Kämmelement 7 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel und insbesondere des Befestigungsankers 24 in Folge einer Kämmkraft 47, die als Reaktionskraft während eines Kämmvorgangs auf die Zähne 11 des Riegels 10 wirken. Die Kämmkraft 47 wirkt im Wesentlichen tangential zur Mittenlängsachse 3 und entgegen der Antriebsdrehrichtung 8. Aufgrund der Krafteinwirkung wird der tangentiale Spalt 29 überwunden, indem der Riegel 10 mit dem Riegelvorsprung 27 an dem verschenkten Befestigungsanker 24 anliegt und zumindest eine Berührungslinie 48 bildet. Es kann auch eine Berührungsfläche ausgebildet sein. Die Profilleiste 9 ist derart um die Schwenkachse 20 verschwenkt, dass der Schwenkhebel 19 mit der Unterseite 22 dem Boden 23 der Aufnahmenut 14 angenähert wird. Es ist möglich, dass die Unterseite 22 am Boden 23 in Abhängigkeit der Geometrie des Befestigungsankers 24 flächig anliegt. In dieser verschwenkten Position liegt der Befestigungsanker 24 an mindestens einer weiteren Linie, d. h. zusätzlich zu der Berührungslinie 48 zwischen Riegelvorsprung 27 und Befestigungsanker 24 an. Diese zusätzliche Linie 49 kann beispielsweise an einer Rückseite des Befestigungsankers 24 angeordnet sein. Das bedeutet, dass die Linie 49 an einer dem Formschlusssicherungssteg 26 gegenüber liegenden Seite des Befestigungsankers 24 angeordnet ist. Es ist auch möglich, dass sich an der Rückseite des Befestigungsankers 24 eine Berührungsfläche ausbildet. Der Befestigungsanker 24 ist aufgrund seiner beschriebenen Schrägstellung in dem Riegel 10 verkantet. Diese Verkantung kann entsprechend auch dadurch erfolgen, dass neben der Berührungslinie 48 eine zusätzliche Linie 50 an einer Oberseite des Formschlusssicherungsstegs 26 vorgesehen ist. Gemäß dem in 7 gezeigten Ausführungsbeispiel bewirkt die Linie 50 kein Verkanten des Befestigungsankers 24 an dem Riegel 10. Die Linie 50 ist beabstandet zu dem Riegel 10 angeordnet. In Abhängigkeit der Geometrie des Befestigungsankers 24 und insbesondere des Formschlusssicherungsstegs kann das Verkanten des Befestigungsankers 24 an dem Riegel 10 durch Kombination der Berührungslinie 48 mit der Linie 49 und/oder der Linie 50 erfolgen.
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Das oben beschriebene Verkanten des Befestigungsankers 24 an dem Riegel 10 führt zu einer zusätzlichen Sicherung des Riegels an dem Grundkörper 2. Da diese zusätzliche Sicherung während des Kämmvorgangs auftritt, handelt es sich hierbei ein selbstsicherndes System.
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Im Folgenden wird anhand der 8 bis 10 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Kämmelements 7 zur Verriegelung und zur Entriegelung eines Riegels 10 an dem Kämmelement 7 beschrieben. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 erläutert wurden tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen erläutert.
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Wesentlicher Unterschied des zweiten Ausführungsbeispiels zu dem vorstehend beschriebenen ist die Gestaltung des Befestigungsankers 24a, der im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel eine reduzierte Ausdehnung in radialer Richtung 51 bezogen auf die Mittenlängsachse 3 aufweist. Dadurch ist der Formschlusssicherungssteg 26a in einen vergleichsweise reduzierten Abstand bezüglich der Mittenlängsachse 3 angeordnet, sodass der in 8 dargestellten Verriegelungs-Stellung kein radialer Spalt zwischen dem Riegel 10 und dem Befestigungsanker 24a und insbesondere zwischen dem Formschlusssicherungssteg 26a und dem Riegelvorsprung 27 vorliegt. Unabhängig davon ist es aber möglich, dass ein tangentialer Spalt vorgesehen sein kann.
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Der Formschlusssicherungssteg 26a hintergreift den Riegelvorsprung 27, der hier als Federschenkel ausgebildet ist, derart, dass eine neben der Formschlusssicherungsverbindung zwischen der Profilleiste 9 und dem Riegel 10 zusätzliche Kraftschlussverbindung zwischen dem Formschlusssicherungssteg 26a und dem Riegelvorsprung 27 vorliegt. Der Formschlusssicherungssteg 26a zieht den Riegelvorsprung 27 bezogen auf die Mittenlängsachse 3 in radialer Richtung 51 an das Kämmelement 7. Dies führt zu einer Erhöhung der Haltekraft des Riegels 10 an dem Kämmelement 7.
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Die Verlagerung zwischen der Verriegelungs-Stellung und der Entriegelungs-Stellung erfolgt bei dem zweiten Ausführungsbeispiel analog dem ersten Ausführungsbeispiel, worauf hiermit verwiesen wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4326203 C1 [0004]
- EP 0091986 A1 [0004]
- EP 0322472 A1 [0004, 0004]
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- EP 0179158 B1 [0006]
- EP 0839934 A1 [0006]
- EP 1523591 B1 [0006]
- US 4716629 [0007]
- EP 0253071 A2 [0009]
- DE 102006005605 A1 [0010]
