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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schwenkantrieb für eine schwenkbare Rampe, insbesondere für die Ein- und Ausfahrhilfe für Rollstuhlfahrern z. B. bei Transportfahrzeugen, umfassend eine einseitig gelagerte, schwenkbare Rampe und eine auf die Rampe wirkenden Schwenkantrieb, durch den die Rampe um mindestens 90° und mehr geschwenkt werden kann, so dass im abgesenkten Zustand der Rampe, das, der Schwenkachse gegenüber liegende Ende der Rampe auf einem Fahrweg aufliegt und so eine brückenartige Verbindung zwischen dem Boden des Transportfahrzeuges und dem Fahrweg hergestellt ist, die es Rollstuhlfahren ermöglicht, auch bei unterschiedlichem Höhenniveau zwischen Fahrzeugboden und Fahrbahn in das Transportfahrzeug hinein- oder aus diesem herauszufahren.
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Bei Transportfahrzeugen für den Personenverkehr besteht das Problem, dass die Ein- bzw. Ausfahrhilfe für Rollstuhlfahrer im Türbereich integriert sein soll. Bedingt durch die notwendige Mindestbreite der Ein- bzw. Ausfahrhilfe ist der Platz für einen seitlichen Schwenkantrieb der Rampe sehr eingeschränkt. Ein weiteres Problem ist, dass die Rampe eine ausreichende Länge haben muss, um auch größere Strecken zwischen Fahrzeugboden und Fahrbahn zu überbrücken. Da die Rampe im Türbereich angeordnet sein soll, muss diese nicht nur 90 Grad schwenken können, sondern mindestens größer 180 Grad. Im eingeklappten Zustand ist die Unterseite der Rampe ein Teil des Fahrzeugbodens, über den man in das Fahrzeug ein- oder aussteigen kann. Im ausgeklappten Zustand kann über die Oberseite der nun brückenartigen Fahrhilfe in das Transportfahrzeug ein- bzw. ausgefahren werden. Durch den eingeschränkt vorhandenen Platz für den Schwenkantrieb ist die notwendige Größe des Antriebsmotors ein großes Problem. Wird ein kleinerer Motor eingebaut, so kann dieser die bis zu einem Meter breite und bis zu zwei Meter lange Rampe nicht schwenken. Soll ein passend großer Motor eingebaut werden, so ist in der Regel kein ausreichender Bauraum vorhanden. Es muss beachtet werden, dass mit einer die Schwenkachse antreibenden Antriebseinheit eine sehr lange und vom Gewicht her recht schwere Rampe von eingeklappt, d.h. von 0 Grad, bis ausgeklappt, d.h. größer 180 Grad, schwenken muss. Das Gewicht der Rampe kann nicht reduziert werden, da eine ausreichende Tragfähigkeit vorhanden sein muss, um eine Last von bis zu 500 kg tragen zu können. Die Rampe wiegt somit wegen der notwendigen Stabilität mehrere zehn kg. Dieses hohe Gewicht der Rampe ergibt ein großes Problem. Beim Anheben von eingeklappt, d.h. von 0 Grad, ist im Start ein hohes Antriebsmoment notwendig. Dieses wird mit größer werdendem Winkel kleiner, da der Abstand des Schwerpunktes zum Drehpunkt der Rampe immer kleiner wird. Steht die Rampe senkrecht, d.h. bei 90 Grad, so ist das notwendige Antriebsmoment Null. Mit größer werdendem Schwenkwinkel über 90 Grad muss der Motor nicht mehr die Rampe antreiben, sondern die Rampe muss in ihrer Schwenkbewegung abgebremst werden. Das Gewicht der Rampe erzeugt mit seinem immer größer werdenden Schwerpunktsabstand zum Drehpunkt der Rampe bei über 90 Grad Drehwinkel ein immer höheres Drehmoment, was durch den Antrieb abgebremst werden muss. Beim Anheben aus der abgesenkten Position, d.h. größer 180 Grad, bis zu ganz eingeklappt, d.h. 0 Grad, läuft der Vorgang in umgekehrter Reihenfolge ab. Es muss also von 180 Grad bis vor 90 Grad angetrieben und dann nach 90 Grad bis 0 Grad gebremst werden.
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Die Patenschrift
DE 102 45 457 B3 offenbart einen Schwenkmotor, der je nach Öldruckbeaufschlagung von Öldruckräumen D1, D2, D3, D4 eine links- oder rechtsdrehende Drehbewegung einer Drehwelle 10 hervorruft. Die Drehbewegung der Drehwelle 10 wird dadurch erzeugt, dass z.B. der Ölraum D4 über einen Druckmittelanschluss 12.2 und gleichzeitig der Ölraum D1 über einen Druckmittelanschluss 2.1 mit Drucköl beaufschlagt wird, wobei es dann erforderlich ist, dass der Ölraum D2 über einen Druckmittelanschluss 12.1 und der Ölraum D3 über einen Druckmittelanschluss 2.2 öldrucklos geschaltet wird. Der Öldruck in Raum D4 schiebt einen nicht bezeichneten Kolben in Richtung der Drehwelle 10, und gleichzeitig schiebt der Öldruck in Ölraum D1 einen zweiten Kolben 1.1 ebenfalls in Richtung der Drehwelle 10. Der nicht bezeichnete Kolben ist über schräg stehende Koppeln 7, die an beiden Enden mit Kugel 6 versehen sind, mit einem, das Gehäuse abschließenden Deckel 14 kugelgelenkig verbunden. Der Kolben 1.1 ist über schräg stehende Koppeln 7, die an beiden Enden mit Kugel 6 versehen sind, mit einem Zwischenstück S kugelgelenkig verbunden. Das Zwischenstück S ist wiederum mit der Drehwelle 10 verdrehfest verbunden. Damit die Drehkraft des nicht bezeichneten Kolbens auf den Kolben 1.1 übertragen wird, sind der nicht bezeichnete Kolben und der Kolben 1.1 über eine Welle 21 drehfest miteinander gekoppelt.
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Die Drehbewegung der beiden Kolben wird durch die schrägstehenden Koppeln 7 erzeugt. Verschieben sich die Kolben, so wird durch die Schrägstellung der Koppeln 7 auf die Kolben eine Axialkraft und eine Radialkraft ausgeübt. Die Axialkraft ist je nach Schieberichtung der Kolben eine Druck- oder Zugkraft, die von den Kugelkalotten der Kugellagerung - der Kugeln 6 an beiden Enden der Koppel 7 - aufgenommen werden muss. Die Radialkraft der Koppeln 7, die entweder eine Druck- oder Zugkraft ist, erzeugt ein Drehmoment auf die sich verschiebenden Kolben 7. Wirken die Koppeln als Zugstangen, so wird die eine Drehrichtung der Drehwelle 10 erzeugt. Wirken die Koppeln 7 als Druckstangen, so wird die andere Drehrichtung der Drehwelle 10 erzeugt.
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Zur Erzeugung der einen oder anderen Drehrichtung der Drehwelle 10 muss entweder der Druckraum D1 und D4 mit Öldruck beaufschlagt und der Druckraum D2 und D3 drucklos geschaltet werden und bei der anderer Drehrichtung der Drehwelle 10 der Druckraum D1 und D4 drucklos geschaltet und der Druckraum D2 und D3 mit Öldruck beaufschlagt werden.
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Es sind also für die Funktion des Schwenkmotors zusätzlich zu dem mechanischen Teil des Schwenkmotors noch ein Antriebsmotor für eine Ölpumpe, eine Ölpumpe, ein Tank, ein Druckmedium Öl, mehrere Schaltventile und eine Elektronik zur Ansteuerung des Antriebmotors und der Schaltventile notwendig. Diese Teile müssen alle bei der Kosten- und Gewichtsbetrachtung berücksichtigt werden.
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Ein kostenmäßiger Nachteil des Systems ist, dass das System druckdicht gegen höheren Öldruck sein muss und somit ein entsprechend hoher Fertigungsaufwand für die notwendige Oberflächengüte der Dichtflächen aufgewendet werden muss, was sehr teuer ist. Weiterhin ist eine Vielzahl von Dichtungen notwendig, die gleichzeitig gegen Drehen und Schieben dichten müssen. Solche Dichtungen sind teuer und haben nur eine begrenzte Funktionsdauer.
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Was für den Einsatz in Fahrzeugen noch nachteilig ist, ist das Gewicht der gesamten Einrichtung, da ein Elektromotor, eine Ölpumpe, ein Tank, ein Ölvolumen und die durch den Öldruck notwendige mechanisch massive Bauweise des Schwenkmotors betrachtet werden muss.
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Neben den Kosten und dem Gewicht hat das Schwenksystem einen entscheidenden physikalischen Nachteil. Der Schwenkmotor entsprechend der Patenschrift
DE 102 45 457 B3 kann nur in einem eingeschränkten Schwenkwinkel schwenken. Dieser Schwenkwinkel ist zu gering, um eine Schwenkung von 180 Grad oder etwas größer 180 Grad zu ermöglichen.
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Dies wird im folgendem erläutert.
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Ist nur eine Koppel 7 vorhanden, so kann theoretisch eine Schwenkbewegung größer 180 Grad erreicht werden, aber die vorhandenen einseitig wirkenden Axial- und Radialkräfte sind dann so hoch, dass das System an seine mechanischen Grenzen kommt und sich selbst zerstört. Weiterhin wird nach einem gewissen Drehwinkel eine Strecklage der Koppel 7 erreicht, die dann kein weiteres Drehen weder nach rechts noch nach links ermöglicht. Diese Strecklage ist weit vor einer Drehung von 180 Grad entfernt, da folgende geometrische Bedingung für die Strecklage der Koppel 7 gilt „180 Grad minus Winkelschrägstellung der Koppel 7“.
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Sind zwei Koppeln 7 vorhanden, so wird die Strecklage der beiden Koppeln 7 nach der vorstehenden Bedingung erreicht, und zusätzlich berühren sich die beiden Koppeln 7 vor Erreichen des Schwenkwinkels von 180 Grad. Der Schwenkwinkel kann also auch dann die 180 Grad Drehung nicht erreichen, wenn die Strecklage durch eine Drehhilfe überwunden würde.
Mit steigender Anzahl der schrägstehenden Koppeln 7 verringert sich der mögliche Schwenkwinkel des Schwenkmotors.
Eine weitere physikalische Bedingung muss dahingehend beachtet werden, dass die zu schwenkende Rampe eine Schwenkbewegung von Null Grad nach 90 Grad und darüber hinaus bis über 180 Gad schwenken muss. Von Null Grad bis 90 Grad muss zum Heben der Rampe ein Drehmoment aufgebracht werden, und von 90 Grad bis über 180 Grad muss ein Bremsmoment wirken. Umgekehrt muss beim Heben von 180 Grad bis 90 Grad ein Drehmoment aufgebracht werden und von 90 Grad bis Null Grad ein Bremsmoment. Diese Funktion des Momentenwechsels um die 90 Grad-Lage ist mit dem Schwenkantrieb entsprechend der Patenschrift
DE 102 45 457 B3 nur mit einem enormen hydraulischen und elektronischen Schaltungsaufwand zu realisieren.
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Das in der Patenschrift
DE 102 45 457 B3 gezeigte Prinzip eines Schwenkmotors kann nicht zur Erzeugung einer Schwenkbewegung einer schwenkbaren Rampe mit einem Schwenkwinkel von 180 Grad und größer eingesetzt werden. Der Schwenkmotor eignet sich maximal nur für kleine Schwenkwinkel. Weiterhin sind die Kosten und das Gewicht eines solchen Prinzips sehr nachteilig.
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In der Europäischen Patentanmeldung
EP 1 884 402 A1 ist eine Hub-/Schwenkvorrichtung für Ladebordwände und/oder -rampen offenbart.
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In dieser Patentanmeldung ist eine Schwenkvorrichtung offenbart, bei der verdrehfest aber verschiebbar zwei gegenüberliegende Kolben 16 mit Hydraulikdichtung auf ihrer äußeren Mantelfläche in einem Zylinderrohr 15 durch hydraulischen Druck von einander weg oder aufeinander zu verschiebbar sind. Zentrisch durch die beiden Kolben 16 ist eine drehbare Welle 14 mit zwei Außengewinde 17 geführt. Die Welle 14 ist drehbar aber gegen Verschieben gesichert im Zylinderrohr 15 gelagert.
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Die beiden Kolben 16 haben jeweils ein Innengewinde, und dieses greift in jeweils ein Außengewinde 17 der Welle 14 ein. Wesentlich ist, dass das ein Gewinde in einem Kolben 17 rechtsgängig ist und das andere Gewinde im anderen Kolben 17 linksgängig. Entsprechend sind die beiden Außengewinde 17 auf der Welle 14 einmal rechtsgängig und einmal linksgängig. Bewegen sich die beiden Kolben 17 aufeinander zu, so macht die drehbare Welle 14 z.B. eine Rechtsdrehung und bewegen sich die beiden Kolben voneinander weg, eine Linksdrehung. Damit sich die Kolben 17 durch einen hydraulischen Druck verschieben, ist ein Ölraum 20 zwischen den beiden Kolben 17 und jeweils ein Ölraum 19 und 21, dem Ölraum 20 gegenüberliegend auf jeweils der anderen Kolbenseite eines Kolbens 17. Wird in den Ölraum 20 Drucköl eingefüllt und sind die Ölraume 19 und 21 mit einem Tank verbunden, so schieben sich die beiden Kolben 17 voneinander weg. Ist der Ölraum 20 mit dem Tank verbunden und werden die beiden Ölräume 19, 21 mit Drucköl gefüllt, so schieben sich die beiden Kolben 17 aufeinander zu. Durch Einfüllen des Drucköles in Ölraum 20 oder den Ölräumen 19, 21 kann also die Drehrichtung der Welle 14 bestimmt werden.
Die Welle 14 dreht sich bei einer Schiebebewegung der Kolben 17, da die Schrägen der Gewinde ein Drehmoment auf die Welle 14 erzeugen.
Die Anzahl der Drehungen der Welle 14 kann durch die Länge der beiden Außengewinde auf der Welle 14 und den möglichen Hub der beiden Kolben 17 bestimmt werden.
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Ein Nachteil dieser Lösung ist, dass, bedingt durch das hydraulische System mit der notwendigen sehr genauen Fertigungstoleranz der zu dichtenden Flächen, die Herstellkosten sehr hoch sind.
Weiterhin ist das Gewicht sehr nachteilig. Es sind ein Antriebsomotor, eine hydraulische Pumpe, Schaltventile und die wegen der notwendigen hohen Hydraulikdrücke sehr massive Bauweise der Schwenkvorrichtung notwendig.
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Neben den Kosten und dem Gewicht ist es noch von Nachteil, dass die Schwenkvorrichtung über den Hub der Kolben 17, wie in der Europäischen Patentanmeldung
EP 1 884 402 A1 offenbart, ein aktives Antriebselement ist.
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Bei der schwenkbaren Rampe für Rollstuhlfahrer ist die Bedingung, dass beim Ausklappen oder Einklappen der Rampe diese in einem Schwenkbereich angetrieben werden muss und bei gleicher Schwenkrichtung im anderen Schwenkbereich abgebremst werden muss. Die Antriebswelle 14 sollte also einmal bei gleicher Drehrichtung eine antreibende und einmal eine abbremsende Wirkung haben. Dies ist aber mit der Hub-/Schwenkvorrichtung wie in der
EP 1 884 402 A1 offenbart, nur mit hohem elektronischem und Sensoraufwand und einsprechendem Schaltungsaufwand der Hydraulik zu realisieren, was nur mit erheblichen Mehrkosten realisiert werden kann.
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Wird die hydraulische Ventilsteuerung der Schwenkeinrichtung so gestaltet, dass durch Öldrosselung des Ölflusses zum Tank hin eine Bremswirkung auf die Rampe erzeugt werden kann, so sind weiter hydraulische Schaltventile notwendig, die eine gesteuerte Drosselwirkung erzeugen können. Diese Hydraulikventile sind teuer. Da eine Drosselwirkung des Ölstromes von der Viskosität des Öles abhängig ist und die Viskosität wiederum von der Temperatur des Öles, ist diese Art der Erzeugung einer Bremswirkung nicht geeignet für die Bremsung der Absenkung einer im Fahrzeug eingebauten Rampe. Man muss beachten, dass eine Rampe im Fahrzeug eine Funktion von z.B. -40°C bis +50°C haben muss. Bei -40°C ist das Öl extrem zähflüssig und bei +50°C dünnflüssig wie Wasser. Bei tiefer Temperatur ist also eine sehr hohe Drosselwirkung und bei hoher Temperatur praktisch keine Drosselwirkung vorhanden. Eine Öldrosselung bei der Schwenkeinrichtung zur Erzeugung der Bremswirkung bei der Absenkung der Rampe ist im Fahrzeug nicht geeignet.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Antriebssystem so zu schaffen, dass ein Drehmoment und Bremsmoment so erzeugt wird, dass mit diesem Antriebssystem die schwere Rampe geschwenkt werden kann, ohne dass ein großer Antriebsmotor notwendig ist und erfindungsgemäß je nach Winkellage der Rampe eine antreibende oder abbremsende Wirkung hat.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Antriebssystems wird beim Hebevorgang der Rampe der Antriebsmotor unterstützt, und beim Absenken hat das System unabhängig vom Antriebsmotor eine starke Bremswirkung. Weiterhin wird durch die besondere Gestaltung dafür gesorgt, dass um die senkrechte Stellung, die 90 Grad-Stellung, die Plattform in der Bewegung so stabilisiert wird, dass die Umkehr des Momentes von treibend zu bremsend nicht zu einer Instabilität führt. Da eine Drehbewegung zu Drehschwingungen führen kann, wird durch eine gesteuerte Dämpfwirkung eine entstehende Schwingung sehr stark gedämpft.
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An Hand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 Rampe mit Schwenkantrieb in drei Stellungen
- 1a 0-Grad-Stellung
- 1b 90-Grad-Stellung
- 1c 190-Grad-Stellung
- 2 Schwenkantrieb ohne Darstellung des Antriebsmotors (mit Druckfeder)
- 3 Dreheinheit
- 4 Schnittdarstellung der Dreheinheit
- 5 Schiebekörper
- 6 Schnittdarstellung Schiebekörper
- 7 Wirkungsweise Dreheinheit mit Schiebekörper
- 7a 0-Grad-Stellung der Dreheinheit mit Schiebekörper
- 7b 90-Grad-Stellung der Dreheinheit mit Schiebekörper
- 7c 190-Grad-Stellung der Dreheinheit mit Schiebekörper
- 8 Diagramm Drehmoment über Winkelstellung der Dreheinheit
- 9 Variante Schiebekörper
- 10 Variante Dreheinheit
- 11 Variante Schwenkantrieb ohne Darstellung des Antriebsmotors
- 12 Doppelseitiger Schwenkantrieb mit Antriebsmotor und Übertragungssystem für die Drehung des Motors (mit Druckfeder)
- 13 Variante Schiebekörper
- 14 Variante Drehkörper
- 15 Darstellung einer Variante der doppelseitigen Dreheinheit und Schiebekörper
- 16 Wirkungsweise der doppelseitigen Variante Dreheinheit und Schiebekörper
- 16a 90-Grad-Stellung, Rundung der Nase ist in Vertiefung
- 16b gleichsinnig verdrehte Darstellung der Variante Dreheinheit und Schiebekörper
- 16c gleichsinnig in die andere Drehrichtung verdrehte Darstellung der Variante Dreheinheit und Schiebekörper
- 17 Variante Schwenkantrieb (mit Zugfeder)
- 18 Vergleich der Wirkung einer Druckfeder mit einer Zugfeder beim Schwenkantrieb
- 19 Schiebekörper mit Formkörper mit V-förmiger Einfräsung und gegen über angeordneter Dreheinheit
- 20 räumliche Darstellung Schiebeköper mit Formkörper und Dreheinheit.
- 20a zueinander verdrehte Stellung der Dreheinheit zum Schiebkörper
- 20b 90-Grad-Stellung der Dreheinheit zum Schiebekörper
- 20c in die andere Drehrichtung verdrehte Stellung der Dreheinheit zum Schiebekörper
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In den verschiedenen Figuren der Zeichnungen sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Im Folgenden wir der eingeklappte Zustand der Rampe als 0-Grad-Stellung bezeichnet, die senkrechte Stellung als 90-Grad-Stellung und die ausgeklappte Stellung als 190-Grad-Stellung bezeichnet.
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In 1 ist das Prinzip der klappbaren Rampe in den verschiedenen Stellungen dargestellt, wobei 1a die 0-Grad-Stellung darstellt, die 1b die 90-Grad-Stellung und 1c die 190-Grad-Stellung. Bei einer, mit einem Antrieb 1 versehenen Rampe 2 wird eine Drehachse 3 in einem Gestell 4 gelagert. Das Gestell 4 kann der Rahmen 4-1 des Fahrzeuges sein oder eine separate Einheit, die in den Rahmen 4-1 des Fahrzeuges eingeschraubt wird. Die die Rampe 2 antreibende Antriebseinheit 1 besteht aus einem Antriebsmotor 5 und einen Übertragungssystem 6 zur Übertragung der Motordrehung auf die Drehachse 3 der Rampe 2. Das Übertragungssystem 6 kann ein Zahnradgetriebe oder auch ein Zugmittelgetriebe sein. Da diese Übertragungssysteme in der Technik Standard-Systeme sind, wird nicht näher auf diese Systeme eingegangen, da die Erfindung unabhängig vom Übertragungssystem für die Drehung des Motors auf die Drehachse 3 ist.
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In 2 ist eine vorteilhafte Ausbildung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 7 zur Erzeugung eines Drehmomentes und gleichzeitiger Drehdämpfung dargestellt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 7 besteht aus einem Schiebekörper 8, einer Dreheinheit 9, einer Feder 10, einem Gegenlager 11, einem Lagerbock 12, einer Momentenstütze 13, einer drehbaren Welle 14 und Stützring 15.1 und 15.2. Das Gegenlager 11, der Lagerbock 12 und die Momentenstütze 13 sind auf einer Grundplatte 16 befestigt. Die drehbare Welle 14 ist auf einer Seite im Gegenlager 11 und auf der anderen Seite im Lagerbock 12 drehbar gelagert. Die Dreheinheit 9 ist verdreh- und verschiebesicher auf der Welle 14 befestigt und stützt sich an dem der Dreheinheit 9 zugeordneten Stützring 15 ab. Der Schiebekörper 8 ist verschieb- und drehbarbar auf der Welle 14 gelagert. Damit dieser sich nicht verdrehen kann, ist der Schiebeköper 8 durch die U-förmige Momentenstütze 19 geführt.
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Die Momentenstütze 19 verhindert zwar das Verdrehen des Schiebekörpers 8 aber nicht dessen Verschiebung. Auf den Schiebekörper 8 wirkt eine Kraft 20, die durch die Feder 10 erzeugt wird. Die 3 zeigt, dass die Dreheinheit 9 aus einem flanschförmigen Körper 21 mit einer Nase 22 besteht, wobei es wesentlich ist, dass die Nase 22 eine Abrundung 23 hat. Die 3 zeigt auch, dass eine Bohrung 24 im flanschförmigen Körper 21 mit zwei Längsnuten 25 ist. Die Schnittzeichnung 4 zeigt, dass auf der Welle 14 gegenüberliegend zwei Passfedern 26 sind, die in die beiden Nuten 25 eingreifen und so das Verdrehen der Dreheinheit 9 gegenüber der Welle 14 verhindert wird. Die 5 und 6 zeigen, dass der Schiebekörper 8 eine V-förmige Einfräsung 27 hat und ein Bereich mit zwei zur Längsachse 28 des Schiebkörpers 8 parallel verlaufenden Anlageflächen 29, 30. Für die Funktion ist es zweckmäßig, dass die Flächen 31 der V-förmigen Einfräsung 27 auf der ganzen Länge der Flächen 31 immer rechtwinklig zur Mittelachse 28 stehen. Durch diese Bedingung ist die Fläche 31 der V-förmigen Einfräsung 27 räumlich gekrümmt. Die Begründung dieser Bedingung wird weiter unten erläutert. Gegenüberliegend der V-förmigen Einfräsung 27 ist ein topfförmiger Teil 32. Wie in 2 ersichtlich, ist der Bereich mit den parallel verlaufenden Flächen 29, 30 im Bereich der U-förmigen Momentenstütze 13 und in dem topfförmigen Teil 32 ist das eine Ende der Druckfeder 10 gelagert. Durch die Führung der Druckfeder 10 im topfförmigen Teil 32 des Schiebekörpers 8, ist die Druckfeder 10 konzentrisch zur Welle 14 geführt, da das andere Ende der Druckfeder 10 in einer Eindrehung 33 des Gegenlagers 11 eingreift. Durch die konzentrische Führung kann die Druckfeder 10 nicht mit der Welle 14 in Berührung kommen. Die 2 und 7 zeigen, dass die Dreheinheit 9 mit der Rundung 23 der Nase 22 in die V-förmige Einfräsung 27 des Schiebekörpers 8 eingreift und so die Rundung 23 mit der Fläche 31 in Kontakt steht. Die 7a zeigt die Stellung der Dreheinheit 8 bei der 90-Grad-Stellung. Die 7b zeigt, dass sich der Schiebeköper 8 in Richtung A verschieben muss, wenn die Dreheinheit 9 aus der 90-Grad-Stellung durch eine Drehung 53 bis zur 0-Grad-Stellung gedreht wird, siehe 7b. Eine gleiche Verschiebung des Schiebekörpers 8 in Richtung A ist auch vorhanden, wenn die Dreheinheit 9 durch eine Drehung aus der 90-Grad-Stellung bis zur 190-Grad-Stellung gedreht wird, siehe 7c. Die Verschiebung des Schiebekörpers 8 in Richtung A bewirkt, das bei einer Rechts- oder Linksdrehung der Dreheinheit 9 aus der 90-Grad-Stellung heraus in beiden Drehrichtungen immer das gleiche bewirkt wird. Die Feder 10 wird komprimiert oder entspannt. Durch eine ansteigende Federkraft 20 wird es immer schwerer, mit der Nase 22 der Dreheinheit 9 den Schiebeköper 8 in Richtung A zu verschieben, d.h. die Drehkraft 53, 54 der Welle 14 muss stetig größer werden. In der anderen Drehrichtung wird durch die Kraft 20 die Drehung der Welle 14 unterstützt, d.h. die Drehkraft 57,58 der Welle 14 reduziert sich von hoher zu einer kleineren Drehkraft 57, 58. Die Drehkraft 57, 58 auf die Welle 14 wird durch den Abstand R, siehe 5, der Fläche 31 zur Längsachse 28 der Welle 14 erzeugt. Betrachtet man einen gesamten Drehzyklus von der 0-Grad-Stellung bis zur 190-Grad-Stellung und zurück, so ergibt sich ein Drehkraftverlauf wie im Folgenden beschrieben. In der 0-Grad-Stellung ist die Feder 10 gespannt, da die Nase 22 der Dreheinheit 9 auf einem hohen Punkt der einen Fläche 31 steht,
siehe 7b. Die Feder 10 drückt auf die Dreheinheit 9, und die Nase 22 will die schräge Fläche 31 heruntergleiten. Dies bewirkt, dass auf die Welle 14 ein Drehmoment 34 ausgeübt wird. Dieses Drehmoment wird kleiner, je weiter die Nase 22 auf der Fläche 31 zur 90-Grad-Stellung nach unten gleitet. Die Feder 10 entspannt sich, da der der Schiebköper 8 sich in Richtung A1 bewegt. Hat die Nase 22 den Punkt 90-Grad-Stellung erreicht, so ist die Feder 10 soweit entspannt, dass nur noch eine Vorspannkraft 36 wirkt. Auf die Welle 14 wirkt aber in der 90-Grad-Stellung kein Drehmoment, da die Nase 22 in einem Umkehrpunkt 37 der Fläche 31 ist. Dieser Umkehrpunkt 37 wirkt wie eine formschlüssige Senke 38, und hierdurch wird die Dreheinheit 9 formschlüssig fixiert. Wird die Welle 14 weiter in Richtung 190-Grad-Stellung gedreht, so muss mit einem ansteigenden Drehmoment 35 die Welle 14 gedreht werden, da die Nase 22 über die Fläche 31 den Schiebkörper 8 in Richtung A2 verschiebt und somit die Feder 10 immer weiter spannt, was ein Ansteigen der Federkraft 20 zur Folge hat. Bei der Rückwärtsdrehung aus der 190-Grad-Stellung bis zur 0-Grad-Stellung wird das Drehmoment 35 von hohem Drehmoment zu keinem Drehmoment und wieder hohem Moment 34.
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Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Dreheinheit 9 zusammen mit dem Schiebeköper 8 bewirkt, das bei gleicher Drehrichtung der Welle 14, das durch die Einheit 8 und 9 zusammen mit der Feder 10 erzeugte Drehmoment 34, 35, einmal rechtsdrehend und einmal linksdrehend ist und von einem höheren Drehmoment zum Null-Drehmoment und dann wieder zum höheren Drehmoment wechselt, siehe 8. Die 8 zeigt ein Diagramm, in dem beispielhaft das Drehmoment 34, 35 über der Winkelstellung der Dreheinheit 9 gezeigt ist. Durch die Wirkrichtungspfeile 39, 40 im gezeigten Diagramm wird verdeutlicht, dass sich nicht nur das Drehmoment 34, 35 ändert, sondern auch die Wirkrichtung des Drehmomentes bei gleichgerichteter Drehrichtung der Dreheinheit 9. Da durch die Feder 10 eine teilweise hohe Kraft auf den Schiebekörper 8 wirkt und somit die Abrundung 23 der Nase 22 mit hoher Kraft auf die Fläche 31 gedrückt wird, ist die Fläche 31 so gestaltet, dass die Abrundung 23 der Nase 22 unabhängig von der Winkel-Stellung der Dreheinheit 9 immer auf die gesamte Breite der Fläche 31 drückt. Erfindungsgemäß ist die V-förmige Einfräsung 27 des Schiebekörpers 8 so, dass bei der 90-Grad-Stellung der Dreheinheit 9 die Nase 22 in eine formschlüssige Senkung 38 fällt. Durch die Senkung 38 wird eine formschlüssige, stabile Lage der Dreheinrichtung 9 in der 90-Grad-Stellung erreicht. Damit die formschlüssige Senkung 38 voll wirksam wird, wird die Druckfeder 10 so eingebaut, dass diese in der 90-Grad-Stellung eine Vorspannung, d.h. eine Federkraft Fv hat. Über die Einstellung der Vorspannkraft Fv der Feder 10 in der 90-Grad-Stellung kann die Dreh-Stabilität der Dreheinheit 9, der Welle 14 und somit auch der Rampe 2 in der 90-Grad-Stellung beeinflusst werden, da die Rampe 2 direkt mit der Welle 10 oder über das Antriebssystem 6 mit der Dreheinheit 9 verbunden ist.
Bei hoher Vorspannkraft der Feder 10 ist die Stabilität der Rampe 2 bei der 90-Grad-Stellung hoch. Es hat sich gezeigt, dass die formschlüssige Senkung 38 dazu beiträgt, dass die Rampe nicht über die 90-Grad-Stellung unkontrolliert hinweg schwingt. Ein solches Überschwingen ist für die Bedienperson unangenehm und erzeugt ein Angstgefühl. Die Neigung zum Überschwingen der Rampe 2 über die 90-Grad-Stellung hinaus rührt daher, dass die Rampe 2 durch das Schwenken aus der 0-Grad-Stellung oder 190-Grad-Stellung zur 90-Grad-Stellung hin eine Dreh-Bewegungsenergie hat. Diese Bewegungsenergie versucht die Rampe über die 90-Grad-Stellung zu treiben. Zusätzlich zur formschlüssigen Stabilisierung durch die formschlüssige Senkung 38 ist noch eine gewollte Reibdämpfung vorgesehen. Die Reibdämpfung erzeugt ein auf die Welle 14 wirkendes Reibmoment 42-M. Die Reibdämpfung wird dadurch erzeugt, dass sich die Federkraft 20 über den Schiebekörper 8 auf der Dreheinheit 9 abstützt und die Dreheinheit wiederum gegen den, der Dreheinheit 9 zugeordneten Stützring 15-1 drückt. Der Stützring 15-1 ist durch einen Tangentialstift 41 so auf der Welle 14 gesichert, dass der Stützring 15-1 sich drehen, aber nicht verschoben werden kann. Die Federkraft 20 wird also über den der Dreheinheit 9 zugeordneten Stützring 15-1 auf die Welle 14 übertragen und durch diese zum zweiten, dem Gegenlager 11 zugeordneten Stützring 15-2 geleitet. Auch der zweite Stützring 15-2 ist durch einen Tangentialstift 41 gegen Verschieben auf der Welle 14 gesichert. Damit sich der Stützring 15-2 aber nicht gegenüber der Welle 14 verdrehen kann, ist der Stützring 15-2 durch Passfeder 26, wie in 4 für die Dreheinheit 9 gezeigt, gegen Verdrehen gesichert. Der erste Stellring 15-1 kann sich frei mit der Welle 14 drehen, da der Stützring nicht mit dem Lagerbock 12 in Kontakt steht. Der zweite Stützring 15-2 muss sich jedoch mit der Welle 14 drehen und wird durch die Federkraft 20 über die Welle 14 gegen das Gegenlager 11 gepresst. Zwischen dem Gegenlager 11 und dem Stützring 15-2 ist eine Gleitscheibe 42. Da sich der Stützring 15-2 zusammen mit der Welle 14 drehen muss und das Gegenlager 11 feststeht, ist an der Gleitscheibe 42 eine Relativbewegung zwischen Gegenlager 11 und Stützring 15-2. Durch diese Relativbewegung wird eine Reibung 42-1 erzeugt. Die Reibscheibe 42 kann einen hohen Reibwert µ haben oder auch eine sehr niedrigen, wodurch je nach Wahl des Reibwertes µ der Reibscheibe 42 eine hohe Reibung 42-1 oder auch extrem geringe Reibung 42-2 vorhanden sein kann. Die Anpressung des Stützringes 15-2 über die Gleitscheibe 42 gegen das Gegenlager 11 wird mit höher werdender Federkraft 20 größer und somit wird auch das durch die Gleitscheibe 42 erzeugte Reibmoment 42-M größer. Das Reibmoment 42-M wirkt als Bremsmoment auf die Welle 14, da sich der Stützring 15-2 gegenüber der Welle 14 nicht verdrehen kann. Über die Materialpaarung der Reibscheibe 42 zum Gegenlager 11 kann das Reibmoment 42-M beeinflusst werden. So ist bei einer Reibscheibe 42 aus Teflon ein Reibwert von µ = 0,01 und bei einem speziellen Bremsmaterial der Reibwert µ größer 0,4. Beim Reibwert µ = 0,01 ist praktisch kein Reibmoment 42-M vorhanden, da Federkraft 20 mal Reibwert µ mal dem Radius der Reibscheibe 42 das Reibmoment 42-M ergibt. Ein höheres Reibmoment 42-M wird bewusst in Kauf genommen, da dieses die Senkgeschwindigkeit der Rampe 2 bremst und eine zusätzlich eine Drehschwingung der Rampe 2 unterdrückt. Beim Anheben der Rampe 2 aus der 0-Grad-Stellung und der 190-Grad-Stellung zur 90-Grad-Stellung hin, muss das Reibmoment 42-M durch eine zusätzliche Motorleistung überwunden werden. Auch dieses wird in Kauf genommen, da das Reibmoment 42-M durch die Reibung µ zu einer schwingungsfreien und überschwingungsarmen Drehbewegung der Rampe 2 beiträgt. Dies ist aus Sicherheitsgründen wesentlich.
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Bei der einseitigen V-förmigen Ausfräsung 27 wirkt durch die Einseitigkeit der Einfräsung 27 eine erhebliche Drehkraft auf den Schiebekörper 8. Damit die Drehkraft auf den Schiebekörper 8 nicht zu einer Verklemmung des Schiebekörpers 8 in der Momentenstütze 13 führt, sind in der Momentenstütze 13 drehbare Rollen 43, auf denen sich die Flächen 29, 30 des Schiebekörpers 8 abstützen.
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In einer für die Kräfteverteilung günstigeren Ausführungsform 7-1 ist die Dreheinheit 9 der Schiebekörper 8-1, siehe 9, und der Schiebekörper 8 die Dreheinheit 9-1, siehe 10. Bei dieser Ausführungsform ist auf dem Schiebekörper 8-1 eine zweite, gegenüberliegende Nase 22-1 vorhanden. Der Schiebekörper 8-1 hat gegenüberliegend der beiden Nasen 22, 22-1 den topfförmigen Teil 32. Die Dreheinheit 9-1 hat gegenüber der Dreheinheit 8 zwei V-förmige Ausfräsungen 27, 27-1. Die beiden V-förmigen Ausfräsungen 27, 27-1 sind identisch und gegenüberliegend. Der doppelten V-förmigen Ausfräsung 27, 27-1 gegenüberliegend hat die Dreheinheit 9-1 ein wellenförmiges Ende 44, mit dem die Dreheinheit im Lagerbock 12 drehbar gelagert ist. Wie schon in 4 zu der Dreheinheit 8 gezeigt, ist auch die Dreheinheit 9-1 durch Passfedern 26 gegen Verdrehen auf der Welle 14 gesichert.
Durch die Gestaltung der doppelten V-förmigen Ausfräsung 27, 27-1 mit den Flächen 31, 31-1 und der doppelten Nasen 22, 22-1 mit den Abrundungen 23, 23-1 wirken bei der Verdrehung der Dreheinheit 9-1 symmetrische Kräfte auf den Schiebekörper 8-1. Hierdurch wird - im Gegensatz zu der einseitig wirkenden Einheit Schiebekörper 8 mit Dreheinheit 9 - kein Biegemoment auf die Welle 14 ausgeübt. Ein weiterer Vorteil ist, dass die auf die Momentenstütze 13 wirkenden Drehkräfte praktisch Null sind.
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Die Ausführung der Momentenstütze 13 wird auch bei der Dreheinheit 9-1 mit Schiebekörper 8-1 eingesetzt. Durch die drehbare Lagerung der Dreheinheit 9-1 im Lagerbock 12 wird die Welle 14 wiederum in der Dreheinheit 9-1 gelagert und geführt. Die Welle 14 ist mit der Dreheinheit 9-1 durch Passfedern 26, wie in 4 für die Dreheinheit 9 gezeigt, verdrehsicher gekoppelt. Bei einer Drehung der Welle 14 verdreht sich somit auch die Dreheinheit 9-1 in gleicher Drehung wie die Welle. Die Feder 10 ist zwischen dem Schiebeköper 8-1 mit topfförmigen Teil 32 und Gegenlager 11 angeordnet. Da sich der Drehköper 9-1 an dem Lagerbock 12 abstützt und die Feder 10 wiederum an dem Gegenlager 11, wirkt auf die Welle 14 keine Schiebekraft durch die Federkraft 20 und auch keine Biegemomente durch eine einseitige V-förmige Ausfräsung 27. Die gewünschte Dämpfwirkung durch ein Reibmoment 42-M wird dadurch erreicht, das zwischen Dreheinheit 9-1 und dem Lagerbock 12 die Reibscheibe 42 mit gleicher Wirkung vorhanden ist, wie vorstehend schon beschrieben.
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Durch zwei auf der Welle 14 vorhandene Sicherungsringe 45 wird die Welle 14 gegen Verschieben gesichert. Hierfür ist ein Sicherungsring 45 auf der Welle 14 neben dem Gegenlager 11 angeordnet und der zweite Sicherungsring 45 auf der Welle neben dem wellenförmigen Ende 44 der Dreheinheit 9-1.
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Die doppelseitige Ausfräsung 27, 27-1 hat den Nachteil, das mit dieser Dreheinheit 9-1 lediglich eine Drehung plus minus 90 Grad realisiert werden kann. Bei einer Drehung über 90 Grad hinaus wandern die doppelseitigen Nasen 22, 22-1 über den höchsten Punkt 67-L, 67-R von der einen V-Seite in die andere V-Seite. Damit die Rampe 2 nach wie vor eine Schwenkbewegung größer plus minus 90 Grad machen soll, kann die Welle 14 nicht direkt die Lager- und Antriebsachse 1 für die Rampe 2 sein. Zwischen Welle 14 und Antriebsachse 1 der Rampe 2 muss eine Drehübersetzung sein. Die Drehübersetzung muss so ausgelegt sein, das bei einer Schwenkbewegung der Rampe 2 über180 Grad hinaus der Drehkörper 9-1 eine Drehbewegung kleiner 180 Grad macht. Diese Drehübersetzung erfordert eine höhere Motorleistung. Diese wird jedoch bewusst in Kauf genommen, da die Vorteile der besseren Kraftverteilung und der Biegemomenten-Freiheit zwischen Welle 14, Drehkörper 9-1 und Schiebekörper 8-1 den Nachteil der höheren Motorleistung ausgleichen.
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In einer im Durchmesser kleineren Ausführungsform 7-L, 7-R werden die oben beschriebenen Ausführungsformen 7, 7-1 doppelseitig, also spiegelbildlich ausgeführt, siehe 12 . Bei dieser Ausführung ist der Vorteil, dass die Feder 10-L, 10-R auf der linken und rechten Seite nicht so stark ausgelegt werden muss und somit räumlich kleiner wird. Weiterhin können auf beiden Seiten - links und rechts - unterschiedlich starke Federn 10-L, 10-R eingesetzt werden. Dies ermöglicht eine bessere Anpassung des Systems an die notwendigen zu erzeugenden Drehmomente. Wie oben schon beschrieben, wird durch eine Vorspannung Fv der Feder 10 die Wirkung der formschlüssigen Stabilisierung durch die formschlüssige Senke 38, 38-1 und somit der Rampe 2 in der 90-Grad-Stellung verstärkt. Bei der doppelseitigen Ausführung kann durch unterschiedliche Vorspannung Fv-L, Fv-R der beiden Federn 10-L, 10-R auch eine bessere Anpassung der Vorspannung realisiert werden. Die Anpassung der Federvorspannung Fv-L, Fv-R ist einfach, da diese durch Vorspannscheibe 46-L, 46-R realisiert wird.
Die Vorspannscheibe 46-L, 46-R wird zweckmäßiger Weise zwischen Drehkörper 9-1 L, 9-1 R und Lagerbock 12 angeordnet. Die Kombination von unterschiedlicher Federkraft 20-L, 20-R und unterschiedlicher Vorspannung Fv-L, Fv-R der Federn 10-L, 10-R ist möglich, da das linke und rechte System 7-L, 7-R auf die, durch zwei Wellenkupplungen 49-L, 49-R gekoppelten Wellen 14-L, 14M, 14R wirkt und somit sich die Wirkung des linken und rechten Systems 7-L, 7-R addiert. Die beiden Wellenkupplungen 49-L, 49-R sind durch Tangentialstifte 41 auf den Wellen 14-L, 14-M und 14-R, 14-M gegen eine Verschiebung und Verdrehung gesichert. Durch die dreh- und schiebesichere Verbindung der Wellen 14-L, 14-M, 14-R mit Hilfe der Wellenkupplungen 49-L, 49-R wirken die drei Wellen 14-L, 14-M, 14-R wie eine durchgehende nicht gestückelte Welle 14. Am äußeren Ende der Wellen 14-L und 14-R sind diese, wie oben bereits beschrieben, durch Sicherungsring 45 gegen Verschieben gesichert.
Die 12 zeigt, dass der Antrieb durch den Motor 5 und Übertragungssystem 6 auf die Welle 14-M wirkt. Durch die Kopplung der Welle 14-M mit den Wellen 14-L, 14-R mit Hilfe der Wellenkupplungen 49-L, 49-R, wird die Drehbewegung des Motors 5 über die Welle 14-L, 14-M, 14-R auf die Dreheinheit 9-1L, 9-1R übertragen. Beim Verdrehen der Dreheinheit 9-1L, 9-1R wird über die Schiebekörper 8-1L, 8-1R die Feder 10-L, 10-R zusammengedrückt oder entspannt. Mit einer größer werdenden Kompression der Feder 10-L, 10-R steigt die notwendige Antriebskraft des Motors 5 an, wenn die Welle 14, 14-L, 14-M, 14-R ohne Anschluss an die Rampe 2 angetrieben wird. Wird die Kompression kleiner, so ist auch die notwendige Antriebskraft des Motors 5 kleiner. Wird an der Welle 14-L, 14-R die Drehachse 3 der Rampe 2 befestigt, so wirkt das Drehmoment 47 der Rampe 2 auf die Welle 14-L, 14-M, 14-R. Der Motor 5 muss nicht mehr die gesamte Kompressionsarbeit für die Feder 10-L, 10-R leisten, sondern das Drehmoment 47 wirkt zusammen mit dem durch den Motor 5, die Dreheinheit 9-1L, 9-1R und Schiebekörper 8-1L, 8-1R und die Feder 10-L, 10-R erzeugten Drehmoment 34, 35. Wie bereits zu der Vorrichtung bzw. Einrichtung 7, 7-1 erläutert, hilft die Einrichtung 7-L, 7-R bei der Drehbewegung von der 0-Grad-Stellung bis zur 90-Grad-Stellung die Rampe 2 aufzurichten. Ab der 90-Grad-Stellung bis zur 110-Grad-Stellung bremst die Einrichtung 7-L, 7-R die Bewegung der Rampe 2. Die Wirkung der Gleitscheibe 42-L, 42-R ist gleich, wie zu Einrichtung 7, 7-1 erläutert.
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Durch die Anpassungsmöglichkeit der Federkraft 20, 20-L, 20-R und der Vorspannung Fv, Fv-L, Fv-R der Feder 10, 10-L, 10-R durch Vorspannscheibe 46, 46-L, 46-R ist es möglich, die Einrichtung 7, 7-1, 7-L, 7-R so zu gestalten, dass das durch die Federkraft 20, 20-L, 20-R, die Dreheinheit 9, 9-1, 9-1L, 9-1R und den Schiebekörper 8, 8-1, 8-1L, 8-1R erzeugte Drehmoment 34, 35 so wirkt, dass das durch das Gewicht der Rampe 2 und deren Winkellage entstehende Drehmoment 47 über den gesamten Schwenkbereich von 0-Grad-Stellung bis 190-Grad-Stellung und zurück so kompensiert wird, dass das Drehmoment 34, 35 größer ist als das Drehmoment 47, und dass die Gleitscheibe 42, 42-L, 42-R ein solches Reibmoment 42-M auf die Welle 14, 14-L, 14-M, 14-R hat, dass die Rampe 2 in jeder Winkelstellung auch ohne Unterstützung durch den Antriebsmotor 5 stabil stehen bleibt.
Der Antrieb 1 muss also praktisch nur das durch die Dreheinheit 9, 9-1, 9-1L, 9-1R dem Gegenlager 11 bzw. Lagerbock 12 und Reibscheibe 42, 42-L, 42-R bewusst zur Dämpfung erzeugte Reibmoment überwinden.
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Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Systems sieht auch vor, dass bei ein- oder zweiseitiger Anordnung der Feder 20, 20-L, 20-R, des Schiebekörpers 8, 8-1L, 8-1R, 8-2 oder der Dreheinheit 9, 9-1L, 9-1R, 9-2 die V-förmige Einfräsung 27, 27-1, 27-2 derart gestaltet wird, dass eine lange Senke 38-2L, 38-3L vorhanden ist und dann mindestens ein einseitiger schräger Anstieg mit dem Winkel β1 oder β2 folgt, siehe 13 und 14. Am Fuß des Anstieges der Fläche 31, 31-1, 31-2 ist eine Vertiefung 38-V1, 38-V2 der Senke 38-2L, 38-3L. Diese Vertiefung stabilisiert die Drehbewegung im Umkehrpunkt 37 der 90-Grad-Stellung. Die Art der Ausfräsung 27-2, 27-3 ist V-förmig mit einer langen Unterseite 38-2L, 38-3L, also wie ein U mit beidseitig oder einseitig schrägem Seitenteil.
Mit Hilfe der 15 wird die Wirkung erklärt.
Die Baugruppe 51 ist die Dreheinheit 9 und Schiebekörper 8-2, und Baugruppe 52 ist die Dreheinheit 9 und Schiebekörper 8-3. Die Baugruppe 51 auf der linken Seite und die Baugruppe 52 auf der rechten Seite sind auf der Welle 14, 14-L, 14-R so angeordnet, dass die Dreheinheit 9 der Baugruppe 51 gegenüber liegend der Dreheinheit 9 der Baugruppe 52 ist. Die Feder 10-L, 10-R ist bei beiden Baugruppen mit dem einen Ende im topfförmigen Teil 32 des Schiebekörpers 8-2, 8-3 und mit dem anderen Ende im Gegenlager 11 geführt, wie in 2 und 12 gezeigt. Jede Dreheinheit 9 der Baugruppe 51, 52 ist verdreh- und verschiebefest mit der Welle 14, 14-L, 14-R verbunden und macht somit die gleiche Drehung 53 und hat auch die gleiche Drehrichtung 54. Die Verbindung der Dreheinheit 9 mit der Welle 14, 14-L, 14-R ist bereits vorstehend erklärt.
Die 15 zeigt, dass die Dreheinheit 8-2 der Baugruppe 51 und die Dreheinheit 8-3 der Baugruppe 52 nicht nur gegenüberliegend auf der Welle 14, 14-L, 14-R befestigt, sondern auch zueinander verdreht angeordnet sind. Die beiden zueinander verdreht angeordneten Dreheinheiten 8-2, 8-3 bewirken, dass bei einer Drehung 53 der Welle 14, 14-L, 14-R der eine Schiebekörper 8-2 verschoben und Schiebekörper 8-3 nicht verschoben wird und bei der anderen Drehrichtung 54 der Schiebeköper 8-3 verschoben und Schiebekörper 8-2 nicht verschoben wird. Durch die Verschiebung der Schiebkörper 8-2, 8-3 wird entweder die Feder 10-L oder Feder 10-R komprimiert oder entspannt oder durch die Drehbewegung der Dreheinheit 9 wird keine Schiebebewegung in Richtung A1 oder A2 erzeugt. Die beiden gegenüberliegenden Vertiefungen 38-V1, 38-V2 am Fuß 31-FL, 31FR der Fläche 31-1,31-2 mit dem Anstieg der Fläche mit dem Winkel ß1 oder ß2, siehe 13 und 14, sind so zueinander angeordnet, dass bei der 90-Grad-Stellung die Nasen 22 am Fuß 31-FL, 31-FR der jeweiligen Fläche 31-1, 31-2 stehen, siehe 15 und 16, 16a.
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16b und 16c zeigen die Schieberichtung A3, A4 der Schiebekörper 8-2, 8-3 bei einer Drehung 53 der Welle 14, 14-L, 14-R. Steht die Nase 22, wie in 16a gezeigt, gegenüberliegend in der 90-Grad-Stellung und dreht die Welle 14 mit der Drehrichtung 55, so verschiebt sich der Schiebekörper 8-2 in Richtung A3. Der Schiebekörper 8-3 wird - bis auf den kleinen, durch die Vertiefung 38-V1, 38-V2 notwendigen Hub - nicht verschoben. Macht die Welle 14 aus der 90-Grad-Stellung eine Drehung mit der Drehrichtung 56, so wird der Schiebekörper 8-3 in Richtung A4 geschoben. Der Schiebekörper 8-2 macht - bis auf den kleinen, durch die Vertiefung 38-V1, 38-V2 notwendigen Hub - keine Verschiebung.
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Mit der in 13 bis 16 gezeigten und vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Anordnung und Gestaltung des Schiebkörpers 8-1L, 8-R der Dreheinheit 9-1L, 9-1R, der Feder 10-L, 10-R und der Federvorspannung Fv-L, Fv-R ist es möglich, dass eine Schwenkbewegung der Rampe 2 in Drehrichtung 55, 56 von der 90-Grad-Stellung aus in beiden Schwenkrichtungen eine Drehung 53 wesentlich größer 90 Grad gemacht werden kann und über die gesamten Drehrichtung 53, 54, 55, 56, 57, 58 durch die Baugruppe 51, 52 ein Drehmoment 57, 58 auf die Welle 14, 14-L, 14-M, 14-R wirkt.
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Zur Erzeugung der Kraft 20, 20-L, 20-R ist vorstehend beschrieben, dass die Feder 10, 10-L, 10-R eine Druckfeder ist. Selbstverständlich ist es auch möglich, an Stelle der Druckfeder 10, 10-L, 10-R eine Zugfeder 59-L1, 59-R1 einzusetzen, siehe 17.
An dem Schiebekörper 8-1 ist von der Abrundung 23 der Nase 22, 22-1 gegenüberliegend ein Querholm 60 mit beidendig angeordneten Bolzen 61-L, 61-R vorhanden. Rechts und links sind am Lagerbock 12 jeweils gegenüberliegend den Bolzen 61-L, 61-R Bolzen 62-L, 62-R. Die Bolzen 61-L, 61-R, 62-L, 62-R haben an ihren äußeren freien Enden Eindrehungen 63, in die die Federenden der Zugfeder 59-L1, 59-R2 eingehangen sind. Da die Zugfeder 59-L1, 59-R1 auf den Querholm 60 eine Kraft in Richtung der Abrundung 23 der Nase 22, 22-1 ausübt, wird die Abrundung 23 der Nase 22, 22-1 in die Senke 38, die Vertiefung 38-V1, 38-V2 und auf die Fläche 31, 31-FL, 31-FR gedrückt. Die Zugfeder 59-L1, 59-L2 hat auf den Schiebekörper 8, 8-1, 8-2, 8-3, 8-1L, 8-1R und die Dreheinheit 9, 9-1, 9-1L, 9-1R die gleiche Druckwirkung wie die Druckfedern 10, 10-L, 10-R.
Die 18 zeigt in einem Vergleich die Wirkung der Druckfeder 10, siehe 18a, und der Zugfeder 59-L1, 59-R1, siehe 18b. Für den Vergleich sind beispielhaft die Ausführungen 7-1 und 7-2 gewählt. Durch Kraftpfeile 64-D1, 64-D2, 65-LZ1, 65-LZ2, 65-RZ1, 65-RZ2 ist die Wirkrichtung der Federkraft gezeigt. Die Druckfeder 10 drückt mit der Druckkraft 64-D2 auf den topfförmigen Teil 32 und darüber auf die Nase 22, 22-1, die sich wiederum mit der Abrundung 23 in der Senke 38 mit der Kraft 66-D abstützt. Die Zugfeder 59-L1, 59-R1 zieht mit der Zugkraft 65-LZ1, 65-RZ1 an dem Querholm 60. Die Zugkraft auf den Querholm 60 wirkt als Druckkraft 66-Z auf die Nase 22, 22-1, die sich wiederum mit der Abrundung 23 in der Senke 38 mit der Kraft 66-Z abstützt.
Der Kraftpfeil 66-D und 66-Z ist die Kraftwirkung auf die Abrundung 23 der Nase 22, 22-1, die Senke 38, die Vertiefung 38-V1, 38-V2 und die Fläche 31, 31-FL, 31-FR. Wie der Vergleich in 18, 18a und 18b zeigt, ist die Wirkung des erfindungsgemäßen Schwenkantriebes 7, 7-1, 7-L, 7-R, 7-2 unabhängig davon, ob die Feder 10, 10-L, 10-R, 59-L1, 59-R1 eine Druckfeder oder Zugfeder ist.
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19 zeigt eine Schiebeinheit 8-4 mit dem topfförmigen Teil 32 und diesem gegenüberliegend einen Formkörper 68 mit V-förmiger Einfräsung 69 mit dem höchsten Punkt 67-3, 67-4 der Flächen 91-3, 91-4 und einem Umkehrpunkt 37-3, 37-4. Der V-förmigen Einfräsung 69 gegenüberliegend und auf der gleichen Welle 14, 14-L, 14-M, 14-R ist eine Dreheinheit 9-3 mit V-förmiger Einfräsung 70 angeordnet. Die Dreheinheit 9-3 ist die gleiche wie in 10 gezeigt. Die Flächen der Dreheinheit 8-4 und 9-3 sind zur Kenntlichmachung der Wirkungsweise mit den Bezugszeichen 91-1, 91-2 91-3, 91-4 und die Umkehrpunkte mit den Bezugszeichen 37-1, 37-2, 37-3, 37-4 bezeichnet.
Wie die 19 zeigt, liegen sich die Flächen 91-1, 91-2, 91-3, 91-4 gegenüber und 20 zeigt, dass die Flächen 91-1, 91-2, mit den Flächen 91-3, 91-4 immer in Kontakt sind.
20a zeigt, dass die Schiebeeinheit 8-4 eine Schiebebewegung in Richtung A5 macht, wenn sich die Dreheinheit 9-3 in Richtung 92-1 dreht und in Richtung A6 bei einer Drehung der Dreheinheit 9-3 in Richtung 92-2, siehe 20c.
In Zusammenwirkung mit der Kraft 20, 20-L, 20-R, Fv, Fv-L, Fv-R und den Flächen 91-1, 91-2, 91-3, 91-4 wird durch die Schiebebewegung in Richtung A5, A6 in Abhängigkeit der Drehrichtung 92-1, 92-2 das Drehmoment 57, 58 auf die Welle 14, 14-L, 14-M, 14-R erzeugt. Die 20a zeigt, dass bei der 90-Grad-Stellung kein Drehmoment auf die Welle 14, 14-L, 14-M, 14-R erzeugt wird. Durch den Formschluss der Flächen 91-1, 91-2, 91-3, 91-4 wird in der 90-Grad-Stellung die Dreheinheit 9-3 durch die drehfeste Schiebeeinheit 8-4 stabilisiert.
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Über die Gestaltung der V-förmigen Einfräsung 27, 27-1, 27-2, 27-3, des Winkels ß1, ß2, der Fläche 31, 31-1, 31-2, der Feder 10, 10-L, 10-R, 59-L1, 59-R1 der Federvorspannung Fv, Fv-L, Fv-R der Senke 38 und Vertiefung 38-V1, 38-V2 kann bei erfinderischen Ausführungsformen 7, 7-1, 7-L, 7-R die Druckfederkraft 20, 20-L, 20-R und Zugfederkraft 65-LZ1 , 65-RZ1 über die Drehung 53 und Drehrichtung 54, 55, 56 der Welle 14, 14-L, 14-M, 14-R das auf die Welle 14, 14-L, 14-M, 14-R wirkende Drehmoment 57-D, 58-D eingestellt werden und durch die Wahl der Gleitscheibe 42 mit der Reibung 42-1, 42-2 das ebenfalls auf die Welle 14, 14-L, 14-M, 14-R wirkende und durch die Reibung µ erzeugte Reibmoment 42-M beeinflusst werden. Die Gleitscheibe 42, 42-L, 42-R kann auch ein Gleitkörper 42-K sein, mit Gleitreibung µ oder Rollreibung µR.
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Da die Rampe 2 direkt mit der Welle 14, 14-L, 14-M, 14-R oder indirekt über ein Übertragungssystem 6 mit der Welle 14, 14-L, 14-M, 14-R verbunden ist, wirkt das Drehmoment 47 der Rampe 2 auf die Welle 14, 14-L, 14-M, 14-R. und die Wirkung des durch den Schwenkantrieb 7, 7-1, 7-L, 7-R und die Baugruppe 51, 52 erzeugte Drehmoment 57-D, 58-D wirkt dem Drehmoment 47 der Rampe 2 entgegen.
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Die Vorrichtung bzw. Einrichtung 7, 7-1, 7-L, 7-R, 51, 52 eignet sich nicht nur für die mit einem Antriebsmotor 5 angetriebenen Schwenkbewegung einer Rampe 2, sondern auch für händisch gedrehte Rampen 2, da durch das erzeugte Drehmoment 57-D, 58-D das Drehmoment 47 der Rampe 2 vollständig oder teilweise kompensiert werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 0-Grad-Stellung
- Winkelstellung der Dreheinheit
- 90-Grad-Stellung
- Winkelstellung der Dreheinheit
- 190-Grad-Stellung
- Winkelstellung der Dreheinheit
- A, A1, A2. A3, A4, A5, A6
- Richtung (Schiebung)
- Fv, Fv-L, Fv-R
- Federvorspannkraft
- µ
- Reibwert (Gleitreibung)
- µR
- Reibwert (Rollreibung)
- R
- Abstand Längsachse zur Wirkfläche
- 1
- Antrieb
- 2
- Rampe
- 3
- Drehachse
- 4
- Gestell
- 4-1
- Rahmen (des Fahrzeuges)
- 5
- Antriebsmotor
- 6
- Übertragungssystem
- 7, 7-1, 7-L, 7-R, 7-2
- Schwenkantrieb
- 8, 8-1, 8-2, 8-3, 8-1L, 8-1R
- Schiebekörper
- 9, 9-1, 9-2, 9-3, 9-1L, 9-1R
- Dreheinheit
- 10, 10-L, 10-R
- Feder
- 11
- Gegenlager
- 12
- Lagerbock
- 13
- Momentenstütze
- 14, 14-L, 14-M, 14-R
- Welle
- 15-1, 15-2
- Stützring
- 16
- Grundplatte
- 18
- Lagerbock
- 19
- U-förmige Momentenstütze
- 20, 20-L, 20-R
- Kraft
- 21
- flanschförmiger Körper
- 22, 22-1
- Nase
- 23, 23-1
- Abrundung (der Nase 22, 22-1)
- 24
- Bohrung
- 25
- Nut
- 26
- Passfeder
- 27, 27-1, 27-2, 27-3, 69, 70
- V-förmige Einfräsung
- 28
- Längsachse der Welle 14
- 29,30
- Anlagefläche
- 31, 31-1, 31-2, 31-3, 31-4
- Fläche
- 91-1, 91-2, 91-3, 91-4 31-FL, 31-FR
- Fuß der Fläche 31, 31-1, 31-2
- 32
- topfförmiger Teil
- 33
- Eindrehung
- 34, 35
- Drehmoment
- 36
- Vorspannkraft der Feder
- 37, 37-1, 37-2, 37-3, 37-4
- Umkehrpunkt
- 38, 38-2L, 38-3L
- formschlüssige Senke
- 38-V1, 38-V2
- Vertiefung
- 39, 40
- Drehrichtung
- 41
- Tangentialstift
- 42, 42-L, 42-R,
- Gleitscheibe
- 42-K
- Gleitkörper
- 42-1, 42-2
- Reibung
- 42-M
- Reibmoment
- 43
- Rollen
- 44
- wellenförmiges Ende
- 45
- Sicherungsring
- 46; 46-L, 46-R
- Vorspannscheibe
- 47
- Drehmoment der Rampe
- 48
- Nut
