Aufgabe der Erfindung ist es daher,
einen Gabelkopf vorzuschlagen, der bei gleicher Belastbarkeit und
Tragfähigkeit
mit weniger Material als im Stand der Technik auskommt.
Diese Aufgabe wird durch einen eingangs genannten
Gabelkopf gelöst,
der von tropfen- oder birnenförmiger
Gestalt ist, mit einer an den Bohrungshalbkreis anschließenden Ausfurchung,
die auf den Zuganschluss gerichtet ist und die Tiefe des halben
Bohrungsdurchmessers aufweist, wobei die Lagesicherung darin angeordnet
ist.
Der Fachmann ging bisher davon aus,
dass Gabelkopfwangen auf keinen Fall geschwächt werden dürfen. Es
sind nämlich
die Gabelkopfwangen, die die Bolzen und damit die komplette Last
tragen und für
die Kraftübertragung
wesentlich sind. Ein Anbohren, Ausdünnen oder Schwächen würde daher einem
Fachmann im Regelfall nicht in den Sinn kommen. Je größer die
zu übertragenden
Kräfte
sind oder theoretisch sein können,
desto massiver und mit mehr Materialeinsatz werden die Gabelkopfwangen ausgestattet.
Überraschend
hat sich jedoch bei einer näheren
Untersuchung des Tragverhaltens im Inneren von Gabelköpfen und
Gabelkopfwangen herausgestellt, dass die um die Bohrungen liegenden
Partien auf der von dem Zuganschluss abgewandten Seite sehr wesentlich
für die
Kraftübertragung
sind. Auf der dem Zuganschluss zugewandten Seite der Bohrung gibt
es im Anschluss an die Bohrung jedoch bestimmte Bereiche der Gabelkopfwangen,
die zum Lastabtrag nur einen geringen Beitrag leisten. In Anwendung
dieser überraschenden
Erkenntnis wird von diesem Umstand nun dadurch Gebrauch gemacht, dass
diese Bereiche zu einer Ausfurchung, also zu einer Art Freiraum
gestaltet werden.
Das Material, das sich normalerweise
in diesem Freiraum oder dieser Ausfurchung befindet, kann praktisch
ohne Nachteil weggelassen werden. Dadurch wird eine Gewichtsersparnis
und zugleich auch eine kostensparende Materialreduzierung erreicht,
bei unverminderter Qualität
und Zuverlässigkeit
sowie Belastbarkeit des Gabelkopfes. Es entsteht jedoch noch ein
weiterer, ganz erheblicher zusätzlicher
Nutzen.
Es muss nämlich außerdem noch verhindert werden,
dass der Bolzen sich aus seiner Position entfernt und die Zuglasche
freigibt. Hierzu dient eine Lagesicherung.
Herkömmlich sind solche Lagesicherungen für die quer
verlaufenden Bolzen durch Verstiftungen quer zur Bolzenachse oder
durch Sicherungsringe in einer umlaufenden Nut, durch angesetzte
Schnappfedern oder durch bolzenendseitig angeschraubte Scheiben
oder dergleichen vorgesehen. Diese Lagesicherungen liegen auf beiden
Seiten außerhalb
der Außenseiten
der Gabelkopfwangen und verhindern, dass der Bolzen durch die jeweilige
Gabelkopfwange in seiner Achsrichtung rutscht. Sie sind auch von durchaus
zufriedenstellender Wirksamkeit.
Sie erhöhen allerdings die Gesamtbreite
eines Gabelkopfes in seiner Funktion im Einsatzfall. Das ist vor
allem dann störend,
wenn ohnehin wenig Platz zur Verfügung steht, weil beispielsweise
mehrere Gabelköpfe
eingesetzt werden müssen.
Wünschenswert
wäre es
demgegenüber, wenn
ein Gabelkopf mit einer Lagesicherung für den Bolzen bei gleicher Tragfähigkeit
geringere Abmessungen hätte.
Dieser Wunsch wird dadurch erfüllt, dass nicht
nur, wie erwähnt,
die Wangenaußenseiten
einer jeden Gabelkopfwange mit einer zur Bohrung in der Gabelkopfwange
benachbarten Ausnehmung auf der dem Zuganschluss zugewandten Seite
der Bohrung versehen sind, sondern dass außerdem in der Ausnehmung die
Lagesicherung angeordnet ist.
Diese Lagesicherungen waren zwar
herkömmlich
nicht besonders materialiniensiv oder gewichtsmäßig belastend. Die Lagesicherung
muss natürlich
wesentlich weniger Kräfte
aufnehmen als der Bolzen und die Gabelkopfwange und nur ein Verschieben
des Bolzens verhindern, so dass hier außen eine Blockierung beispielsweise
durch Splinte sich anbietet.
Der erhebliche zusätzliche
Raumbedarf war allerdings doch sehr störend. Der erfindungsgemäß nun gewonnene
Freiraum innerhalb der sonstigen Außenkontur der Gabelkopfwangen
liegt jedoch nun gerade sehr günstig,
um auch hier eine weitere Abhilfe zu schaffen. Dieser Freiraum liegt
genau neben der Bohrung, durch die im Einsatzfall der Bolzen verläuft. Das
bedeutet nun, dass genau in diesem Freiraum, also der Ausfurchung,
jetzt die Lagesicherung des Bolzens vorgenommen werden kann.
Die Ausfurchung muss nicht unmittelbar
an die Bohrung grenzen, obwohl dies bevorzugt ist. Dazwischen könnte auch
ein Steg bestehen bleiben, wenn dies beispielsweise für eine bestimmte
Ausführung
der Lagesicherung sinnvoll scheint, etwa um auch Möglichkeiten
gegen eine Drehung des Bolzens in der Bohrung im belasteten Zustand
zu schaffen und den erwähnten
Steg als Widerlager nutzen zu können.
Die Ausfurchung selbst kann in einigen
Ausführungsformen
auch in bestimmten Bereichen die Gabelkopfwange vollständig durchtreten,
also eine Öffnung
zur Gabelkopfwangen-Innenseite hin besitzen. Diese Öffnungen
werden in bevorzugten Ausführungsformen
jedoch relativ klein gehalten und ebenfalls meistens als Widerlager
für die
Lagesicherung eingesetzt.
Die Ausfurchung wird bevorzugt von
außen frei
zugänglich
gehalten. Sie kann mit einer Abdeckung versehen sein. In einigen
Ausführungsformen mag
es bevorzugt sein, die Ausfurchung nur über einen kleinen Bereich von
außen
zugänglich
zu halten oder die Abdeckung nachträglich einstückig mit der Gabelkopfwange
auszubilden. Dies wird aus Herstellungsgründen bevorzugt dadurch erreicht,
dass die Ausfurchung anschließend
mit einem Stück
des gleichen Mate rials wieder zugeschweißt wird, aus dem der Rest der
Gabelkopfwange besteht. Problematisch bei solchen Konstellationen
ist die erschwerte Zugänglichkeit zur Lagesicherung, die aber in bestimmten
Anwendungsfällen
gerade gewünscht
sein kann, beispielsweise zur Verhinderung von Vandalismus.
Für
die Lagesicherung gibt es verschiedene Möglichkeiten. So können eingelegte,
verschraubte Sicherungsbleche oder auch Schnapper mit einer Feder
oder Schrauben dort eingesetzt werden.
Dies hat zur Folge, dass die gesamte
Lagesicherung innerhalb der Gabelkopfwangenaußenkontur angeordnet werden
kann, diese also nicht mehr nach außen überragt.
Damit entsteht nicht nur der angestrebte
Vorteil, dass der gesamte Gabelkopf weniger Raum einnimmt. Darüber hinaus
sind insbesondere vorspringende, scharfkantige Teile vermieden.
Dabei ist an die Verletzungsgefahr zu denken. Zum Beispiel arbeiten
auf Segelbooten Menschen häufig
unter relativ ungünstigen
Witterungsbedingungen in der Nähe solcher
Gabelköpfe,
wobei es zu schmerzhaften Riss- und Hautverletzungen kommen kann.
Auch die Gefahr von Beschädigungen
von mit dem Gabelkopf möglicherweise
in Kontakt kommenden Gütern
wird deutlich verringert. Dabei ist neben den Segeln auf Segelbooten
auch im Gebäudebereich
etwa an Zeltbahnen zu denken, denn auch Zelte (zu kommerziellen
oder auch privaten Zwecken) werden häufig mit solchen Gabelköpfen abgesichert.
Auch an Dachplanen oder andere in die Nähe der Gabelköpfe kommende
Gegenstände
ist hier zu denken.
Es ist auch an Maschinen ist zu denken,
die mit Gabelköpfen
und daran angeordneten Zugelementen ausgerüstet sind. Auch hier wird die
Verletzungsgefahr für
das Bedienungspersonal ebenso verringert wie die Beschädigungsgefahr
für in
der Nähe
befindliche, vielleicht mit dem Gabelkopf in Berührung kommende Güter. Auch
eine Beschädigung der
vorspringenden Elemente der Lagesicherung selbst wird so weitgehend
vermieden.
Durch die Erfindung lässt sich
darüber
hinaus auch ein verbesserter Schutz gegen Vandalismus beziehungsweise
unbeabsichtigte Beschädigung
der außenliegenden
Lagesicherung des Bolzens erreichen. So ist zum Beispiel bei modernen Gebäuden, etwa
Sport- und Veranstaltungshallen, daran zu denken, dass Unbefugte
in die Nähe
solcher Gabelköpfe
kommen können,
da diese gerade frei zugänglich
im Außenraum
für eine
Abspannung des Gebäudes
dienen. Es könnte
ein erheblicher Schaden entstehen, wenn durch ungenügende Bolzensicherung
hier aufgrund von Vandalismus ein Lösen des Gabelkopfes von dem
Zuganschluss möglich
wäre. Bei
Querverstiftungen oder Sicherungsringen müssen erhebliche Vorsichtsmaßnahmen
getroffen werden, um solchen Vandalismus zu verhindern. Dagegen
kann erfindungsgemäß die Lagesicherung in
das Innere der Gabelkopfwangen integriert und dadurch wesentlich
zweckmäßiger, einfacher
und zuverlässiger
sowie manipulierungssicherer aufgebaut werden.
Dazu werden besonders bevorzugt plastisch umformbare
innenliegende Einlegesicherungen beispielsweise zum Verstemmen verwendet,
was nach dem Stand der Technik gar nicht möglich wäre. Diese nach dem Einbau plastisch
umgeformten Einlegesicherungen behalten ihre Position und können nur noch
mit Spezialwerkzeug aus dem Inneren der Gabelkopfwangen entfernt
werden.
Besonders bevorzugt ist außerdem vorgesehen,
dass die Ausfurchung mit der darin angeordneten Lagesicherung mit
einer Abdeckkappe abgedeckt ist. Dadurch lassen sich auch korrosionsschützende Maßnahmen
wesentlich vereinfachen, denn es kann der Zutritt von Wasser oder
anderen korrosionsfördernden
Medien zu den Lagesicherungen unterbunden werden, was bei außen liegenden
Lagesicherungen nicht ohne weiteres möglich ist.
Besonders bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass
die Abdeckkappe bündig
mit der Oberfläche
der Wangenaußenseite
außerhalb
der Ausfurchung abschließt.
Durch eine solche Konzeption wird zusätzlich auch noch das Design
erheblich verbessert, da der Gabelkopf geschlossen ist und ohne
jegliche störende
Außenelemente
aufgebaut werden kann.
Dabei ist zum Beispiel auch an eine
abgespannte Konstruktion im Bauwesen, beispielsweise an Glasfassaden,
Seilkonstruktionen und dergleichen zu denken, die jetzt auch hinsichtlich
der Gabelköpfe
formschön
und mit glatten Außenkanten
und angenehmen Rundungen ausgebildet werden könnte, ohne mechanisch und optisch
störende äußere Aufbauten.
Natürlich ist auch zu bedenken,
dass durch den verringerten Bedarf an äußeren Abmessungen es möglich ist,
umgekehrt bei gegenüber
dem Stand der Technik unveränderten äußeren Abmessungen wesentlich
stabilere und dickere Gabelwangen einzusetzen, also bei konstanter
Abmessung die Tragkraft zu erhöhen.
Dabei treten trotzdem die Vorteile des besseren Designs, der verringerten
Verletzungsgefahr und des besseren Schutzes gegen Vandalismus ein.
Die erfindungsgemäßen Gabelköpfe lassen sich gleichwohl
festigkeits- und gewichtsoptimiert ohne besonderen zusätzlichen
fertigungstechnischen Aufwand herstellen, da das Vorsehen der zusätzlichen
Ausfurchungen auf der Außenseite
der Wangen nicht notwendig zu Hinterschneidungen führt.
Die tragende Breite der Bolzen kann
genau den Bohrungen angepasst werden, es ist also nicht nötig, die
Bolzen an den Seiten der Gabelköpfe überstehen
zu lassen, wie das bisher zur Anbringung der Lagesicherungen erforderlich
war. Das vereinfacht auch die Unterbringung der Bolzen außerhalb
des Einsatzgebietes, etwa bei Transport und Lagerung.
In einer weiteren Ausführungsform
kann ein Teil der Bolzenstirnseite fortgelassen und beispielsweise
weggefräst
werden. Die Abdeckkappe kann dann entsprechend einen Abschnitt aufweisen,
der diesen fortgelassenen Teil ersetzt. Dies verhindert eine Drehung
des Bolzens und bei entsprechender Befestigung der Abdeckkappe an
der Gabelkopfwange bildet so die Abdeckkappe auch die Lagesicherung.
Im Folgenden werden anhand der Zeichnungen
einige Ausführungsbeispiele
der Erfindung näher erläutert. Es
zeigen:
1 eine
Darstellung einer ersten Ausführungsform
der Erfindung, dargestellt ohne Bolzen als Draufsicht auf eine Wangenaußenseite;
2 die
Ausführungsform
aus 1, gesehen als Draufsicht
in einer um 90° um
die Zuganschlussachse gedrehten Position;
3 die
Ausführungsform
aus 1 und 2 im Schnitt längs der
Linie A-A aus 2;
4 die
Ausführungsform
aus den 1 bis 3, gesehen aus Richtung des
Zuganschlusses;
5 die
Ausführungsform
aus den 1 bis 4, gesehen als Schnittdarstellung
längs der
Linie B-B aus 2;
6 eine
perspektivische Darstellung der Ausführungsform nach den 1 bis 5;
7 eine
andere, teilweise geschnittene Ausführungsform;
8 eine
weitere teilweise geschnittene Ausführungsform;
9 eine
vierte, teilweise geschnittene Ausführungsform;
10 eine
schematische Darstellung einer fünften
Ausführungsform,
gesehen von außen;
11 eine
Ausführungsform ähnlich 9;
12 eine
siebte Ausführungsform;
und
13 die
Ausführungsform
aus den 1 bis 6 mit eingepaßten, gerundeten
Abdeckkappen.
Ein in der 1 dargestellter Gabelkopf 10 besitzt
einen Zuganschluss 11, von dem aus zwei Gabelwangen 20, 30 sich
parallel zur Achse 12 des Zuganschlusses erstrecken.
Wie insbesondere in der 2 zu erkennen ist, befindet
sich zwischen den beiden Gabelkopfwangen 20 und 30 ein
Anschlussbereich beziehungsweise Anschlussspalt 15. An
den Anschlussspalt 15 grenzen die Wangeninnenseiten 21 beziehungsweise
31 der Gabelkopfwangen 20 beziehungsweise 30 an.
Auf den gegenüberliegenden, also
nicht an den Anschlussspalt 15 angrenzenden Seiten befinden
sich die Wangenaußenseiten 22 beziehungsweise 32 der
Gabelkopfwangen 20 beziehungsweise 30.
Durch jede der beiden Gabelkopfwangen 20, 30 geht
jeweils eine Bohrung 23, 33 hindurch. Diese Bohrungen 23, 33 fluchten
und besitzen exakt den gleichen Durchmesser. Durch diese beiden
Bohrungen 23, 33 kann der in diesen Figuren nicht
dargestellte Bolzen 40 hindurch gesteckt werden.
Die Gabelkopfwangen 20, 30 umfassen
die Bohrungen 23, 33, und bilden zum Teil einen
vom Zuganschluss 11 abgewandten Bereich. Der wesentlich
größere Bereich
der Gabelkopfwangen 20, 30 liegt auf der anderen,
dem Zuganschluss zugewandten Seite.
In 3 ist
darüber
hinaus noch im Schnitt eine Ansicht ähnlich der 1 zu erkennen. Dabei ist die dem Betrachter
zugewandte Gabelkopfwange 20 weggeschnitten, so dass er
nur die Gabelkopfwange 30 zu sehen bekommt. Auffallend
ist ferner ein Gewinde 13 im Inneren des Zuganschlusses 11,
in das eine Zugstange oder ein anderes Zugelement eingeschraubt
werden kann. Das Gewinde 13 ist in der 3 sowie in den 7, 8, 9 und 11 jeweils zur Vereinfachung ohne Steigung
eingezeichnet.
Die erfindungsgemäßen Gabelköpfe 10 sind auch in
der Lage, nicht nur Zug am Zuganschluss 11 aufzunehmen,
sondern in gewissem Rahmen auch Druckkräfte, so dass auch Stangen eingesetzt
werden können,
die sowohl als Druck oder auch als Zugstange Verwendung finden.
Dies ist für
Einsatzfälle interessant,
bei denen das am Bolzen 40 eingreifende Element kein Seil
oder anderes flexibles Zugelement ist, sondern beispielsweise ebenfalls
eine Stange mit einem Anschlussblech.
Zu sehen ist wiederum die Bohrung 33 und natürlich in
diesem Falle die Wangeninnenseite 31 der Gabelkopfwange 30.
In 4 ist
der Gabelkopf 10 aus Sicht des Zuganschlusses 11,
also gewissermaßen
durch das Gewinde 13 hindurch zu sehen.
5 stellt
als eine Darstellung einen Schnitt längs der Linie B-B aus 2 durch die Bohrungen 23, 33 dar,
die die beiden Gabelkopfwangen 20, 30 durchstoßen und
den Anschlussspalt 15 als die Gabelkopfwangen 20, 30 trennenden
Innenbereich erkennen lassen.
Die perspektivische Darstellung in 6 zeigt nun, dass sich auf
der Wangenaußenseite 32 neben
der Bohrung 33 eine Ausnehmung beziehungsweise Ausfurchung 35 befindet.
Diese Ausfurchung erstreckt sich etwa um das Dreifache des Durchmessers
der Bohrung 33 in Richtung des Zuganschlusses 11.
Die Tiefe der Ausfurchung 35 liegt bei etwa dem halben
Durchmesser der Bohrung 33.
Alle Flächen sind gerundet. Die Ausfurchung 35 ist
auch in 1 zu erkennen,
dort natürlich
als Draufsicht.
Bereits die perspektivische Darstellung
der 6 zeigt das attraktive äußere Design
des erfindungsgemäßen Gabelkopfes 10,
der rundum abgerundet sein kann, ohne Vorsprünge und Kanten zu besitzen.
In den Darstellungen in den 7 bis 11 sind nun verschiedene Möglichkeiten
gezeigt, wie der dort dargestellte Bolzen 40 mit einer
Lagesicherung 27 beziehungsweise 37 versehen werden
kann. Diese Lagesicherung 27, 37 für den Bolzen 40 kann
zum Beispiel mittels verschraubter Sicherungsbleche wie in der 7 gegen ein seitliches Verrutschen
in Achsrichtung der Bohrung 33 gesichert werden. Solche
Sicherungen können
natürlich
auf beiden Seiten, also in beiden Gabelkopfwangen vorgenommen werden.
Es ist nicht zwingend erforderlich, die beiden Gabelkopfwangen 20 und 30 völlig identisch
und symmetrisch auszurüsten,
es könnte
also auch eine asymmetrische Konzeption mit Ausfurchungen 35 nur
auf der einen Seite, also nur in der einen Gabelkopfwange 30 gestaltet
werden. Bevorzugt wird man aber eine symmetrische Konzeption schon
aus Kraftflussgründen
wählen,
also mit zwei Ausfurchungen 25 und 35 und zwei
Lagesicherungen 27 und 37 jeweils eine in jeder
Gabelkopfwange 20 beziehungsweise 30.
In der 8 ist
statt der eingelegten, verschraubten Sicherungsbleche ein mit plastischer Umformung
eingesetztes Blech gezeigt. Dieses kann mit einem kurzen Schlag
verbogen und anschließend praktisch
entnahmesicher in eine Nut in dem Bolzen 40 einerseits
und in der Wand der Ausfurchung 35 innerhalb der Gabelkopfwange 30 andererseits
festgelegt werden.
In der Ausführungsform in der 9 ist ein infolge Federwirkung
eingeschnapptes Blech aus Federblech als Bolzensicherung vorgesehen.
Die 10 zeigt
einen Schnapper aus einer Drahtfeder, die von außen in eine Nut des Bolzens 40 eingesetzt
und in entsprechende Nuten an den seitlichen Rändern der Ausfurchung 35 andererseits
eingreift und so eine Bewegung des Bolzens 40 in Richtung
seiner eigenen Achse verhindert.
Die 11 zeigt
eine Ausführungsform
wiederum mit einem mittels Federwirkung eingesetzten Bleches.
12 zeigt
eine sechste Ausführungsform. Hierbei
wird in den Bolzen 40 selbst ein Stift mit einem Zylinderkopf
eingesteckt oder eingeschraubt. Dieser Stift verhindert, dass sich
der Bolzen 40 über eine
gewisse Toleranz hinaus in den Bohrungen 23 und 33 drehen
kann. Zugleich wird auch der bei den anderen Ausführungsformen
beschriebene Lagesicherungseffekt in Axialrichtung erzielt.
13 schließlich zeigt,
wie ein erfindungsgemäßer Gabelkopf 10 anschließend mit
eingepassten gerundeten Abdeckkappen 45 versehen wird,
um die Ausfurchung 35 vollständig abzudecken und so nicht
nur die noch vorhandenen Kanten von außen unzugänglich zu machen, sondern zugleich
auch als Korrosionsschutz eingesetzt zu werden und das Design weiter
zu verbessern.