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Die Erfindung bezieht sich auf eine lastkraftunabhängige Auslöseeinrichtung für eine darauf kraftausübende Last, die in einer ZU-Position der Auslöseeinrichtung gehalten und in einer AUF-Position der Auslöseeinrichtung freigegeben wird, mit einem Gehäuse und einem Auslösehebel, der über einen Lenkhebel mit einer Auslöseklinke verbunden ist, wobei der Auslösehebel an einer ersten Gehäuseachse, die Auslöseklinke an einer zweiten Gehäuseachse und der Lenkhebel an einer ersten Lenkhebelachse am Auslösehebel und an einer zweiten Lenkhebelachse an der Auslöseklinke drehbar gelagert ist, sowie mit einer zumindest auf den Auslösehebel einwirkenden Federeinrichtung und einer Verrieglungseinrichtung, durch die die Auslöseeinrichtung in der ZU-Position fixiert ist.
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Eine Auslöseeinrichtung dient dazu, eine Last von einer Vorrichtung, beispielsweise einem Kran oder einem Portal, zu trennen. Eine lastkraftunabhängige Auslöseeinrichtung trennt die Last von der Vorrichtung unabhängig von der Kraft, die die Last vor dem Trennen auf die Auslöseeinrichtung ausübt. Bei vielen Vorrichtungen ist es bekannt, dass eine schwere Last die Auslösevorrichtung blockiert, weil die zum Öffnen beweglichen Teile sich unter der Lastkraftwirkung nicht mehr bewegen. Nur ein Aufheben der Lastkraft ermöglicht dann ein Öffnen der Auslösevorrichtung. Dies ist aber insbesondere bei sehr schweren Lasten nicht oder nur mit sehr großem Aufwand möglich. Bei lastkraftunabhängigen Auslöseeinrichtungen wird die Lastkraft nicht auf die öffnenden Komponenten gegeben, sodass diese auch unter Einwirkung der Lastkraft auf die Auslöseeinrichtung an sich sicher öffnen können. Derartige lastkraftunabhängige Auslöseeinrichtungen sind beispielsweise für Segelflugzeuge bekannt (sogenannte „Schleppkupplungen“). Auch im Unterwasserbereich sind lastkraftunabhängige Auslöseeinrichtungen von großem Vorteil, weil häufig große Lasten unter deren Abtriebskraft im Wasser abgesenkt oder unter deren Auftriebskraft im Wasser aufgeholt werden müssen.
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Stand der Technik
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Der der Erfindung nächstliegende Stand der Technik wird in der
DE 1 297 998 A (vergleiche insbesondere die
2) offenbart. Beschrieben wird eine Schleppkupplung für Flugzeuge, die unabhängig von der Kraft, die ein geschlepptes Flugzeug, in der Regel ein Segelflugzeug, auf die Kupplung ausübt, auslöst. In einer ZU-Position der Auslöseeinrichtung wird das Flugzeug in der Luft über ein Schleppseil gehalten, in einer „AUF-Position“ (geöffnete Position) der Auslöseeinrichtung wird das Schleppseil und damit das Flugzeug freigegeben. Die bekannte lastkraftunabhängige Auslöseeinrichtung umfasst ein Gehäuse, an dem an einer ersten Gehäuseachse ein drehbares Segment und ein Hebel angeordnet sind. Segment und Hebel bilden einen Auslösehebel. Die erste Gehäuseachse ist ortsfest im Gehäuse fixiert. Desweiteren ist an einer zweiten Gehäuseachse eine Auslöseklinke drehbar gelagert. Auch die zweite Gehäuseachse ist ortsfest im Gehäuse fixiert. Auslösehebel und Auslöserklinke sind durch einen Lenkhebel miteinander gelenkig verbunden. Dazu ist der Lenkhebel an einer ersten Lenkhebelachse am Auslösehebel und an einer zweiten Lenkhebelachse an der Auslöseklinke drehbar gelagert. Der Lenkhebel ist in Form einer geraden Lasche ausgebildet, die erste und zweite Lenkhebelachse ist jeweils an einem Ende des Lenkhebels angeordnet. Sie sind nicht im Gehäuse fixiert und bewegen sich zusammen mit dem Lenkhebel. Der Lenkhebel ist nur durch Auslösehebel und Auslöseklinke geführt, was unter extremen Bedingungen zu undefinierten und unauflösbaren Lagepositionen des Lenkhebels im Gehäuse führen kann.
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Der Auslösehebel (bzw. das drehbare Segment) und der Lenkhebel bilden zusammen eine Verknieung. Dabei befinden sie sich in ihrer Totpunktlage, sodass sie sich gegenseitig blockieren und eine Selbsthaltung gegeben ist. Durch die Verknieung wird die von der Last einwirkende Kraft in der Auslöseeinrichtung umgeleitet und wirkt nicht mehr direkt auf die Verrieglung ein. Für das Auslösen muss nunmehr eine relativ geringe, lastkraftunabhängige Kraft aufgebracht werden, die die Verknieung auflöst. Dazu ist bei der bekannten Auslöseeinrichtung eine Federeinrichtung vorgesehen, die auf den Auslösehebel (bzw. auf das drehbare Segment) einwirkt. Durch Einstellen der Federkraft kann der Grad der Verknieung bzw. Selbsthaltung eingestellt werden. Damit wird die Auslösekraft festgelegt. Beim Lösen der Verknieung bzw. beim Zurückziehen des Auslösehebels und des geraden Lenkhebels wird gleichzeitig die Auslöseklinke betätigt. Durch ihre Drehung um die zweite Gehäuseachse wird die Last dann freigegeben. Desweiteren weist die bekannte Auslöseeinrichtung eine Verrieglungseinrichtung in Form eines manuell zu betätigen Exzenterhebels auf, durch die die Auslöseeinrichtung in der ZU-Position (geschlossene Position) fixiert ist. Die Auslösung der bekannten Auslöseeinrichtung erfolgt entweder manuell durch Betätigen des Auslöserhebels oder automatisch durch kraftinduziertes Abscheren eines Auslöserstifts aus Kunststoff, der die Auslöseerinrichtung in der ZU-Position verriegelt. Dazu blockiert der Kunststoffstift eine federbelastete Gegenklinke. Beide Auslösemechanismen sind aber nicht dazu geeignet, die Auslösevorrichtung zuverlässig auch aus der Ferne und unter dem störenden Einfluss von äußeren unregelmäßigen und teilweise sehr starken Krafteinwirkungen auszulösen.
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Kraftunabhängige Auslösevorrichtungen für den Unterwassereinsatz sind beispielsweise aus der
US 3 504 407 A und der
DE 10 2010 010 161 B4 bekannt. Diese arbeiten aber ohne Verknieung und leiten die Lastkräfte über massive konstruktive Bauelemente um die Auslöseelemente herum.
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Aufgabenstellung
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Ausgehend von dem oben erläuterten nächstliegenden Stand der Technik ist die Aufgabe für die vorliegende Erfindung darin zu sehen, die eingangs beschriebene gattungsgemäße lastkraftunabhängige Auslöseeinrichtung so weiterzubilden, dass die Auslösevorrichtung zuverlässig auch aus der Ferne und unter dem unregelmäßigen Einfluss von äußeren Krafteinwirkungen, aber ohne zusätzliche äu-ßere Kraftaufbringung ausgelöst werden kann, wobei undefinierte Lagen des Lenkhebels im Gehäuse unbedingt zu vermeiden sind. Dabei sollen alle Vorteile einer lastkraftunabhängigen Auslöseeinrichtung erhalten bleiben. Die Lösung für diese Aufgabe ist dem Hauptanspruch zu entnehmen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen aufgezeigt und im Folgenden im Zusammenhang mit der Erfindung näher erläutert.
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Erfindungsgemäß ist bei der beanspruchten lastkraftunabhängigen Auslöseeinrichtung vorgesehen, dass der Lenkhebel winklig ausgebildet ist und in der ZU-Position der Auslöseeinrichtung an einer ersten Anlagefläche im Gehäuse und in der AUF-Position der Auslöseeinrichtung an einer zweiten Anlagefläche im Gehäuse anliegt, wobei die beiden Lenkhebelachsen an der ersten Anlagefläche des Lenkhebels unmittelbar vor einer selbsthaltenden Totpunktlage zur ersten Gehäuseachse und an der zweiten Anlagefläche des Lenkhebels außerhalb der Totpunktlage positioniert sind, und dass die Federeinrichtung als Zugfeder ausgebildet ist, die zwischen dem Auslösehebel und der Auslöseklinke angeordnet ist und in der ZU-Position der Auslöseeinrichtung eine Kraft auf den Auslösehebel in Richtung auf die AUF-Position der Auslöseeinrichtung ausübt.
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Bei der mit der Erfindung beanspruchten Auslöseeinrichtung ist der Lenkhebel winklig ausgebildet und wird zwischen zwei Anlageflächen geführt, wobei der Lenkhebel in der ZU-Position an der ersten Anlagefläche und in der AUF-Position an der zweiten Anlagefläche anliegt. Der Lenkhebel, der keine feste Achse im Gehäuse belegt, sondern nur gelenkig mit dem Auslösehebel und der Auslöserklinke verbunden ist, nimmt somit nur fest definierte Positionen in der Auslöseeinrichtung ein. Dadurch wird die Zuverlässigkeit der Auslösung erhöht. Die definierte Lage wird noch durch die Winkligkeit des Lenkhebels unterstützt, der zumindest in der ZU-Position vorteilhaft an einer entsprechend winkligen Anlagefläche anliegt. Vertikale Verschiebungen werden sicher vermieden. Desweiteren ist die Winkligkeit des Lenkhebels von Vorteil, um die beiden Lenkhebelachsen auf dem Lenkhebel in der ZU-Position der Auslöseeinrichtung mit der ersten Gehäuseachse in eine Position unmittelbar vor ihrer Totpunktlage zu bringen. Durch die Winkligkeit können die beiden Lenkhebelachsen ober- und unterhalb der ersten Gehäuseachse positioniert werden. Dabei wird der Lenkhebel bewusst ganz kurz vor die Totpunktlage gebracht, sodass er immer das Bestreben hat, aus dieser Lage in Richtung auf die AUF-Position herauszukommen. Trotzdem wird durch die Positionierung des Lenkhebels in Bezug auf das Gehäuse in annähernd Totpunktlage erreicht, dass angreifenden Lastkräfte nicht auf den Lenkhebel einwirken und diesen ggfs. blockieren, sondern um diesen herum in das Gehäuse eingeleitet werden. Die Auslösebewegung des Lenkhebels wird noch unterstützt durch die vorgesehene Zugfeder zwischen Auslösehebel und Auslöseklinke, die etwas schräg angeordnet ist. Dabei wird das vorzeitige oder unbeabsichtigte Auslösen aber verhindert durch die Verriegelungseinrichtung, durch die die Auslöseeinrichtung in der ZU-Position zuverlässig fixiert ist. Wenn die Verriegelungseinrichtung zum Öffnen dann entriegelt wird, öffnet die Auslöseeinrichtung sofort selbsttätig und ohne weiteren Krafteintrag von außen, da die in der Zugfeder gespeicherte Energie den Lenkhebel, der sich kurz vor der Totpunktlage befindet und die Tendenz des Umklappens hat, beschleunigt umklappt. Durch die Tendenz des Lenkhebels, selbststätig öffnen zu wollen, in Verbindung mit der Zugfeder können gegebenenfalls auftretende Behinderungen der Auslöseeinrichtung, wie Rost, Schmutz, Anlagerungen (insbesondere bei Unterwassereinsätzen) und Reibung, sicher überwunden werden. Durch diese Maßnahmen wird mit der erfindungsgemäßen Auslöseeinrichtung daher ein einfacher, aber besonders zuverlässiger lastkraftunabhängiger Auslöser zur Verfügung gestellt, der auch schwere Lasten unter widrigen Umgebungsbedingungen sicher auslöst und nicht in undefinierten Stellungen blockiert.
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Die Zuverlässigkeit der Auslösung durch die definierte Position des Lenkhebels wird bei der Erfindung noch weiter verbessert, wenn bevorzugt und vorteilhaft die beiden Anlageflächen für den Lenkhebel von einer geschlossenen Kontur im Gehäuse gebildet sind. Dadurch erhalten auch die Anlageflächen eine genau definierte Position und Stabilität. Desweiteren kann eine derartige Kontur in einer Gehäusewandung durch Ausfräsen relativ einfach hergestellt werden. Für eine einfache Befestigung der Zugfeder am Auslösehebel ist es weiterhin bevorzugt und vorteilhaft, wenn der Auslösehebel A-förmig (trapezförmig) ausgebildet ist. Die Zugfeder kann dann an der bevorzugt abgeflachten Spitze des Auslösehebels befestigt werden, ohne den Auslösehebel zu verbiegen. Die Verrieglungseinrichtung kann dann unmittelbar daneben an den Auslösehebel angreifen.
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Die Auslöseklinke kann in ihrem unteren Bereich einen Haken aufweisen, in den beispielsweise ein Seil für die Last eingehängt werden kann. Die Sicherung des Seils auf dem Haken kann beispielsweise über das Gehäuse als Gegenlager erfolgen. Vorteilhaft und bevorzugt ist es aber bei der Erfindung, wenn eine Gegenklinke vorgesehen ist, die an einer dritten Gehäuseachse drehbar gelagert ist und in der ZU-Position der Auslöseeinrichtung mit der Auslöseklinke und dem Gehäuse eine geschlossene Öse bildet, in der die Last halterbar ist. Die eingehängte Last muss dann nicht von einem Haken abrutschen. Vielmehr wird die Haltefläche beim Öffnen vollständig aufgelöst, sodass die Freigabe der Last sicher gewährleistet ist. Diese ist insbesondere dann von großem Vorteil, wenn es sich um eine schwere Last handelt, bei der das Seil schon durch die erzeugte Haftreibung lange an einem sich öffnenden Haken hängenbleiben würde. Für die mit der Erfindung beanspruchte Auslöseeinrichtung kann bevorzugt und vorteilhaft eine Schwerlastausführung mit einer Belastbarkeit bis 3 t vorgesehen sein. Weiterhin ist es bevorzugt und vorteilhaft, wenn bei einer öffenbaren Konstruktion aus Auslöseklinke und Gegenklinke mit dem Gehäuse als Gegenlager das Gehäuse eine Aufnahme für ein Lastseil aufweist. Bevorzugt und vorteilhaft ist es daher, wenn das Gehäuse ein einseitige offenes Langloch zu Bildung der Öse aufweist. Das Seil kann dann in dieses Langloch eingelegt werden und wird dort ohne großes seitliches Spiel sicher geführt. Damit die Gegenklinke eine definierte Position in der ZU-Position der Auslöseeinrichtung einnehmen kann, ist es bevorzugt und vorteilhaft, wenn die Gegenklinke eine Nase aufweist, die in der ZU-Position der Auslöseeinrichtung an einem Endanschlag im Gehäuse gelagert ist. Desweiteren können bevorzugt und vorteilhaft die Auslöseklinke und die Gegenklinke Absätze aufweisen, die in der ZU-Position der Auslöseeinrichtung aneinandergelagert sind. Alle diese genannten Maßnahmen dienen einer zuverlässigen Sicherung des Lastseils in der ZU-Position der Auslöseeinrichtung.
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Bei der mit der Erfindung beanspruchten lastkraftunabhängigen Auslöseeinrichtung wird die ZU-Position ausschließlich durch Einwirken der Verriegelungseinrichtung gehalten. Dieser kommt damit eine besondere Bedeutung zu. Bevorzugt und vorteilhaft ist es deshalb bei der Erfindung, wenn die Verrieglungseinrichtung einen elektromagnetischen Auslöser mit einem axial verschiebbaren Auslöserstift umfasst, durch den der Auslösehebel in der ZU-Position der Auslöseeinrichtung im Gehäuse fixiert ist, wobei der axial verschiebbare Auslöserstift orthogonal zum Auslösehebel angeordnet ist. Bei einem elektromagnetischen Auslöser (Solenoid Aktuator) handelt es sich um ein kommerzielles Standardbauelement. Der Auslöserstift wird vom Anker des Elektromagneten in der ZU-Position gehalten und dort durch eine Feder verriegelt. Der Auslöserstift greift durch ein Loch in den Auslösehebel ein. Beim Auslösen wird der Elektromagnet elektrisch betätigt und bewirkt ein Zurückziehen des Auslöserstifts in das Innere des Auslösers, sodass der Auslösehebel freigegeben wird. Unter der angreifenden Federkraft der Zugfeder (speziell in der Ausbildung einer Spiralfeder, also Spiralzugfeder) wird der Auslösehebel nach unten gezogen und nimmt den Lenkhebel mit. Bevorzugt und vorteilhaft ist der elektromagnetische Auslöser bzw. der axial verschiebbare Auslöserstift orthogonal zum Auslösehebel angeordnet. Dadurch wird vermieden, dass zufällige äußere Krafteinwirkungen auf die Auslöseeinrichtung den Auslöser unbeabsichtigt betätigen können. Unbeabsichtigte Kräfte in Richtung des axial verschiebbaren Auslöserstifts können trotzdem auftreten, weil der Auslöserstift recht leicht ist und von einer kleinen Feder in Position gehalten wird. Der Auslöserstift wird zuverlässig und bewusst nur durch Betätigen des Elektromagnets axial verschoben, wobei die Auslösekraft dann größer ist als die rückhaltende Federkraft. Um insbesondere bei Transportvorgängen, bei denen ein Auslösen auf jeden Fall zu vermeiden ist, noch eine gesteigerte Sicherheit zu erreichen, ist es bei der Erfindung bevorzugt und vorteilhaft, wenn die Verrieglungseinrichtung eine Zusatzsicherung umfasst, durch die der Auslösehebel in der ZU-Position der Auslöseeinrichtung im Gehäuse fixiert ist. dabei kann die Zusatzsicherung bevorzugt und vorteilhaft als Federstecker ausgebildet sein. Hierbei handelt es sich um eine Transportsicherung, die manuell zu entfernen ist. Eine Fernauslösung ist nicht vorgesehen.
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Als weitere bevorzugte und vorteilhafte Modifikationen kann bei der Auslöseeinrichtung nach der Erfindung desweiteren vorgesehen sein, dass am Auslösehebel eine Grifflasche zur manuellen Positionierung des Auslösehebels in der AUF-Position der Auslöseeinrichtung angeordnet ist. Dadurch wird die manuelle Handhabbarkeit der Auslöseeinrichtung verbessert. Es werden keine Werkzeuge benötigt, um das System in die ZU-Position zu überführen. Desweiteren ist es für die einfache Handhabung der kraftunabhängigen Auslöseeinrichtung nach der Erfindung bevorzugt und vorteilhaft, wenn am oberen Ende eine Aufhängung angeordnet ist. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Stange, die mit einem Portal verbunden ist, oder um einen Schäkel, der mit einem Seil verbunden ist, handeln.
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Bereits eingangs wurde erwähnt, dass die mit der Erfindung beanspruchte Auslöseeinrichtung in besonderer Weise resistent gegen zufällige Laststöße von außen ist. Solche Einwirkungen können auftreten, wenn die Auslösevorrichtung im Unterwasserbereich eingesetzt wird. Hier kann sie starkem Wellengang oder Strömungen oder Schiffsbewegungen ausgesetzt sein. Die beanspruchte Auslöseeinrichtung kann insbesondere auf einem Forschungsschiff eingesetzt werden und dort dem Ausbringen einer Messapparatur dienen. Es können auch selbstständig fahrende Unterwasserwasserfahrzeuge (Lander) mit einem Gewicht von über 2 t ausgebracht werden. Dabei ist zwingend sicherzustellen, dass keine Auslösung oberhalb des Wasserspiegels stattfindet, um eine Beschädigung der Messapparatur beim Aufprall auf die Wasseroberfläche zu verhindern. Die Freigabe darf erst im Wasserkörper (die Messapparatur sinkt dann weiter ab) oder erst nach dem Aufsetzen der Messapparatur auf dem Gewässerboden erfolgen. Insbesondere bei Hochseeeinsätzen ist es daher bevorzugt und vorteilhaft, wenn für die lastkraftunabhängige Auslöseeinrichtung eine seewasserfeste Materialausführung vorgesehen ist. Hierbei werden insbesondere rostfreie Stähle und Kunststoffe eingesetzt.
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Derartige Unterwassereinsätze können dazu führen, dass die Auslöseeinrichtung mehrere hundert oder tausend Meter tief im Wasser abgesenkt wird. In derartigen Tiefen ist deshalb die Zunahme des hydrostatischen Drucks zu berücksichtigen. Insbesondere Bauelemente mit Lufträumen sind zu schützen. Bei der Erfindung betrifft es die Verriegelungseinrichtung. Der elektromagnetische Auslöser ist zu schützen. Dazu kann er zum einen in ein druckfestes Gehäuse intergiert werden. Bevorzugt und vorteilhaft ist es aber, den elektromagnetischen Auslöser druckneutral auszubilden. Dazu wird dieser in einen transparenten, mit zwei Deckeln verschließbaren Kunststoffzylinder eingefüllt und vollständig mit einer Druckflüssigkeit, zumeist Drucköl, ausgefüllt. Zur Volumenkompensation wird ein mit dem Umgebungsdruck (also auch mit dem Umgebungsmedium Wasser) in Verbindung stehendes flexibles Druckausgleichselement in den Kunststoffzylinder eingefügt. Hierbei kann es sich bevorzugt und vorteilhaft um einen druckfesten Schlauchbeutel aus PVC handeln, wie er im medizinischen Sektor zur Flüssigkeitssammlung benutzt wird. Der Schlauchbeutel verfügt über einen integrierten Zuleitungsschlauch, über den das Seewasser in sein Inneres eindringen kann, und ist einfach an jedes beliebige Volumen anpassbar. Weitere Details zur Nutzung derartiger Beutel und ihre Vorteile sind der
DE 10 2017 119 115 A1 (druckneutrale Batterie) und der
DE 10 2017 119 158 B3 (druckneutraler Elektromotor) zu entnehmen. Weitere Details zur Erfindung und ihren Ausführungsformen sind den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen zu entnehmen.
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Figurenliste
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Nachfolgend werden die lastkraftunabhängige Auslöseeinrichtung nach der Erfindung und ihre vorteilhaften Modifikationen anhand der schematischen Figuren zum besseren Verständnis der Erfindung noch weitergehend erläutert. Dabei zeigt die
- 1 die Auslöseeinrichtung in der ZU-Position,
- 2 die Auslöseeinrichtung in der AUF-Position und
- 3 die Auslöseeinrichtung von hinten mit der Verriegelungseinrichtung.
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In der 1 ist eine lastkraftunabhängige Auslöseeinrichtung 01 für eine Anwendung im Unterwasserbereich dargestellt. Die verwendeten Materialien sind daher seewasserfest. Die Auslöseeinrichtung 01 befindet sich in der ZU-Position, in der eine Last, beispielsweise ein OFOS (Ocean Floor Observation System) in einem Absetzrahmen, gehalten wird, beispielsweise an einem Kran auf einem Forschungsschiff. OFOS und Absetzrahmen haben ein Gewicht von mehreren hundert Kilogramm, die im hängenden Zustand zwar auf die Auslöseeinrichtung 01 als Ganzes einwirken, nicht aber auf den unmittelbaren Auslösungsbereich. Vielmehr wird die Kraft daran vorbei durch die Auslöseeinrichtung 01 geleitet. Dadurch kann die Auslöseeinrichtung 01 unabhängig von der einwirkenden Lastkraft durch Aufbringen einer nur geringen Auslösekraft ausgelöst werden.
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Die Auslöseeinrichtung 01 umfasst ein Gehäuse 02, das im gezeigten Ausführungsbeispiel aus zwei strukturierten Stahlblechen 03, 04 (vergleiche 3) zusammengeschraubt ist. Dies hat den Vorteil, dass die weiteren, insbesondere beweglichen Komponenten zwischen den beiden Stahlblechen 03, 04 angeordnet sein können und so vor äußeren Einflüssen geschützt sind. Die Auslöseeinrichtung 01 umfasst weiterhin einen Auslösehebel 05, der an einer ortsfesten ersten Gehäuseachse 06 drehbar gelagert ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Auslösehebel 05 A-Förmig ausgebildet, wobei er eine abgeflachte Oberkante 07 aufweist. Desweiteren umfasst die Auslöseeinrichtung 01 eine Auslöseklinke 08, die an einer ortsfesten zweiten Gehäuseachse 09 drehbar gelagert ist.
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Auslösehebel 05 und Auslöseklinke 08 sind über einen Lenkhebel 10 gelenkig miteinander verbunden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel besteht das Gehäuse 02 im Wesentlichen aus den beiden parallel zueinander angeordneten Stahlblechen 03, 04. Der Auslösehebel 05 und die Auslöseklinke 08 arbeiten zwischen den beiden Stahlblechen 03, 04. Damit keine Behinderung mit dem Lenkhebel 10 auftritt, besteht dieser aus zwei parallelen Teilen, von denen der eine Teil in dem Stahlblech 03 und der andere Teil in dem Stahlblech 04 in der Kontur 21 (vergleiche weiter unten) geführt ist. Wenn im Folgenden vom „Lenkhebel 10“ gesprochen wird, handelt es sich dabei um den gezeigten Lenkhebel 10 aus zwei Teilen. Eine einteilige Ausführung ist aber ebenfalls ohne weiteres möglich.
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Der Lenkhebel 10 ist über eine ortsveränderliche erste Lenkhebelachse 11 mit dem Auslösehebel 05 und über eine ortsveränderliche zweite Lenkhebelachse 12 mit der Auslöseklinke 08 drehbar verbunden. In der ZU-Position sind die beiden Lenkhebelachsen 11, 12 und die erste Gehäuseachse 06 unmittelbar vor ihrer Totpunktlage 41 zueinander angeordnet (gestrichelte Linie, die zeigt, dass die zweite Lenkhebelachse 12 etwas von der linearen Verbindung zwischen Gehäuseachse 06 und erster Lenkhebelachse 11 abweicht). Durch diese Anordnung ist eine weitgehende Verknieung, bestehend aus Auslösehebel 05 und Lenkhebel 10, erreicht, die dafür sorgt, dass eine an der Auslöseklinke 08 auftretende Lastkraft nicht auf den Auslösehebel 05 übertragen wird. Trotzdem ist der Lenkhebel 10 nicht im Totpunkt festgelegt, sondern hat die Tendenz, sich in Richtung AUF-Position bewegen zu wollen. Dies wird unterstützt von einer Federeinrichtung 13 in Form einer Zugfeder 14, die zwischen der Oberkante 07 des Auslösehebels 05 und der Auslöseklinke 08 angeordnet ist. Dabei ist die Zugfeder 14 etwas schräg positioniert, d. h. dass ein oberer Anschlagpunkt 15 der Zugfeder 14 vertikal etwas versetzt ist zu einem unteren Anschlagpunkt 16. Die Zugfeder 14 (im gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine einfache standardisierte, kommerzielle erhältliche Spiralfeder) ist in der ZU-Position gespannt und hat die Tendenz, den Auslösehebel 05 nach unten zu ziehen. Dies wird verhindert durch eine Verriegelungseinrichtung 17 mit einem axial verschiebbaren Auslöserstift 18, der durch eine Öffnung in den Auslösehebel 05 von hinten eingreift (vergleich 3) und diesen in der ZU-Position fixiert. Wird die Fixierung aufgehoben, zieht die Zugfeder 14 den Lenkhebel 11 unmittelbar in die AUF-Position, was zu einem sofortigen Öffnen der Auslöseklinke 08 führt.
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Der Lenkhebel 10 ist winklig ausgebildet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist er in seiner Mitte unter einem stumpfen Winkel von ca. 120° abgeknickt. In der ZU-Position liegt er an einer ersten Anlagefläche 19 im Gehäuse 02 an. Seine Position ist damit genau definiert. Dabei ist die erste Anlagefläche 19 ebenfalls stumpfwinklig ausgebildet. In der AUF-Position ist der Lenkhebel 10 hingegen an einer zweiten Anlagefläche 20 im Gehäuse 02 gelagert (vergleiche 2). Auch diese Position ist damit genau festgelegt. Auch die zweite Anlagefläche 20 ist stumpfwinklig ausgebildet. Durch die definierte Anlage des Lenkhebels 10 in der ZU-Position an der ersten Anlagefläche 19 wird die oben bereits erwähnte Positionierung des Lenkhebels 10 unmittelbar vor der Totpunktlage 41 genau erreicht und eingehalten. Durch die definierte Anlage des Lenkhebels 10 in der AUF-Position an der zweiten Anlagefläche 20 wird der Lenkhebel 10 sicher außerhalb der Totpunktlage 41 positioniert, wodurch ein erneutes Überführen in die ZU-Position entsprechend erleichtert wird.
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In der 1 ist weiterhin gut zu erkennen, dass die beiden Anlageflächen 19, 20 von einer Kontur 21 im Gehäuse 02 gebildet sind. Diese ist in beide Stahlbleche 03, 04 (vergleiche 3) eingebracht und hat die geschlossene Form eines Bumerangs. In der ZU-Position der Auslöseeinrichtung 01 liegt die erste Lenkhebelachse 11 an der ersten Anlagefläche 19 im oberen Bereich der Kontur 21 an. In der ZU-Position der Auslöseeinrichtung 01 liegt die zweite Lenkhebelachse 12 an der zweiten Anlagefläche 20 im unteren Bereich der Kontur 21 an (vergleiche 2).
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Weiterhin ist in der 1 im unteren Bereich der Auslöseeinrichtung 01 eine Gegenklinke 22 dargestellt, die an einer ortsfesten dritten Gehäuseachse 23 drehbar gelagert ist. Die Gegenklinke 22 bildet in der ZU-Position mit der Auslöseklinke 08 und dem Gehäuse 01 eine geschlossene Öse 24, in der eine Last halterbar ist (beispielsweise über ein Seil). Zur Bildung der Öse 24 und zum geführten Einlegen des Seils weist das Gehäuse 02 bzw. die beiden Stahlbleche 03, 04 ein einseitig offenes Langloch 25 auf. Für eine definierte Position der Gegenklinke 22 in der ZU-Position weist diese eine Nase 26 auf, die gegen einen Endanschlag 27 im Gehäuse 02 drückt. Da die Gegenklinke 22 - wie auch Auslösehebel 05, Lenkhebel 10 und Auslöseklinke 08 - in der Mitte des Gehäuses 02 zwischen den beiden Stahlblechen 03, 04 angeordnet ist, kann der Endanschlag 27 in Form einer kleinen Welle 28 zwischen den beiden Stahlblechen 03, 04 ausgebildet sein. Zur sicheren Verriegelung und Halterung des Seils der Last in der ZU-Position weisen die Auslöseklinke 08 und die Gegenklinke 22 zudem noch Absätze 29 auf, mit denen sie sicher aneinander liegen.
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In der 1 ist die Verriegelungseinrichtung 17 nur im Bereich des Auslöserstifts 18 zu erkennen, weitere Details zeigt die 3 mit Einschub. Hier ist dargestellt, dass die Verriegelungseinrichtung 17 auf der Rückseite der Auslöseeinrichtung 01 angeordnet ist und zwar orthogonal dazu (der Auslösestift 18 ist orthogonal zum Auslösehebel 05 angeordnet). Durch diese rechtwinklige Anordnung zueinander werden Fehlauslösungen durch unerwünschte Krafteinwirkungen, wie sie insbesondere beim Eintauchen in die Wasseroberfläche auftreten können, sicher vermieden. Die Verriegelungseinrichtung 17 umfasst einen elektromagnetischen Auslöser 30 (beispielsweise Solenoid Aktuator Intertec®ITS-LS-4035-D-12VDC) bei dem durch ein Magnetfeld ein Aktor (Anker mit bzw. nur Auslösestift 18) innerhalb einer Magnetspule linear, d.h. in Richtung der Achse hin- und her bewegt wird. In der ZU-Position greift der Auslösestift 18 durch das Gehäuse 02 bzw. das hintere Stahlblech 04 in eine Bohrung im Auslösehebel 05 ein und fixiert ihn. Eine Feder am Auslöser 30 hält den Anker in der ZU-Position verriegelt. In der AUF-Position wird der Auslösestift 18 zurückgezogen und der Auslösehebel 05 freigegeben.
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Für den Unterwassereinsatz ist es von großem Vorteil, wenn die Verriegelungseinrichtung 17 druckneutral ausgebildet ist. dazu ist im gezeigten Ausführungsbeispiel der elektromagnetische Auslöser 30 in einem transparenten Kunststoffzylinder 31 (Polycarbonat) angeordnet, der von zwei Deckeln 32 druckdicht verschlossen ist. Kunststoffzylinder 31 und Auslöser (soweit er Öffnungen hat) sind von einem Drucköl (beispielsweise Weißöl oder Silikon) ausgefüllt. Durch die Transparenz des Kunststoffzylinders 31 ist dieser in seinem Inneren leichter überprüfbar. Im Kunststoffzylinder 31 ist weiterhin ein Druckausgleichselement 33 anordnet, das in seinem Volumen druckabhängig veränderbar ist. Hierbei handelt es sich im gewählten Ausführungsbeispiel um einen einfachen Schlauchbeutel 34 (PVC), wie er aus dem medizinischen Sektor (Infusionsbeutel, Urinbeutel, Sekretbeutel) bekannt ist. Über einen integrierten Zuleitungsschlauch 35 ist das Innere des Schlauchbeutels 34 mit der Umgebung, also beim Unterwassereinsatz mit Wasser aus der hydrostatischen Drucksäule gefüllt, sodass ein Druckausgleich zwischen Innen und Außen stattfindet und Druckneutralität herrscht. Dabei ragt der Anker des Auslösers 30 nach hinten aus dem Deckel 32 heraus, damit das Druckölvolumen bei Betätigung konstant bleibt und um den Auslöser 30 ggfs. von Hand vorspannen (Anker einschieben) oder auf korrekte Verriegelung (kein Anker steht vor) prüfen zu können. Weiterhin ist in der 3 eine elektrische Zuleitung 36 für die Betätigung des Auslösers 30 dargestellt.
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Ein weiterer Teil der Verriegelungseinrichtung ist in der 1 dargestellt. Hierbei handelt es sich um eine Zusatzsicherung 37, im gezeigten Ausführungsbeispiel in der Form eines Federsteckers 38, durch die der Auslösehebel 05 in der ZU-Position der Auslöseeinrichtung 01 im Gehäuse 02 sicher fixiert ist. In der 1 ist auch eine Grifflasche 39 am Auslösehebel 05 dargestellt, die dazu dient, den Auslösehebel aus der AUF-Position, vergleiche 2, wieder in die ZU-Position zu überführen.
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In der 2 ist die AUF-Position der Auslöseeinrichtung 01 dargestellt. Die meisten Komponenten wurden bereits im Zusammenhang mit der 1 erläutert. Gut zu erkennen sind die stark veränderten Positionen des Auslösehebels 05 und des Lenkhebels 10 sowie der Zugfeder 14. Die Auslöseklinke 08 hat sich nur wenig bewegt, aber die Gegenklinke 22 freigegeben. Die Auslöseeinrichtung 01 ist offen, das Seil konnte aus dem Langloch 25 herausgleiten. Die Gegenklinke 22 liegt wieder am Endanschlag 27 an und versperrt nicht das Langloch 25.
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Desweiteren ist in der 2 am oberen Ende der Auslöseeinrichtung 01 eine Aufhängung 40 dargestellt, an der eine Koppelstange oder ein Haken (nicht weiter dargestellt) zur Befestigung /Aufhängung der Auslöseeinrichtung an einem Portal oder einem Kran angeordnet sein kann.
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Insgesamt wird mit der Auslöseeinrichtung 01 nach der Erfindung eine einfache, aber besonders zuverlässige und einfach zu bedienende Einrichtung zur Verfügung gestellt, mit der auch unter besonders schwierigen Umgebungsbedingungen, insbesondere auch im Unterwasserbereich, sehr große Lasten bis 3 t zuverlässig gehalten und zuverlässig freigegebenen werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 01
- lastkraftunabhängige Auslöseeinrichtung
- 02
- Gehäuse
- 03
- erstes Stahlblech von 02
- 04
- zweites Stahlblech von 02
- 05
- Auslösehebel
- 06
- erste Gehäuseachse (ortsfest)
- 07
- Oberkante von 05
- 08
- Auslöseklinke
- 09
- zweite Gehäuseachse (ortsfest)
- 10
- Lenkhebel
- 11
- erste Lenkhebelachse (ortsveränderlich)
- 12
- zweite Lenkhebelachse (ortsveränderlich)
- 13
- Federeinrichtung
- 14
- Zugfeder als 13
- 15
- oberer Abschlagpunkt von 14
- 16
- unterer Abschlagpunkt von 14
- 17
- Verriegelungseinrichtung
- 18
- Auslöserstift
- 19
- erste Anlagefläche für 10 in 02
- 20
- zweite Anlagefläche für 10 in 02
- 21
- Kontur mit 19, 20
- 22
- Gegenklinke
- 23
- dritte Gehäuseachse (ortsfest)
- 24
- Öse
- 25
- Langloch in 02
- 26
- Nase an 22
- 27
- Endanschlag für 22
- 28
- Welle als 27
- 29
- Absatz an 08, 22
- 30
- Auslöser für 18
- 31
- Kunststoffzylinder für 30
- 32
- Deckel von 31
- 33
- Druckausgleichselement
- 34
- Schlauchbeutel als 33
- 35
- Zuleitungsschlauch an 34
- 36
- elektrische Zuleitung für 30
- 37
- Zusatzsicherung
- 38
- Federstecker als 37
- 39
- Grifflasche
- 40
- Aufhängung
- 41
- Totpunktlage
