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Die
Erfindung betrifft eine Spannratsche mit den Merkmalen des Oberbegriffs
des Anspruchs 1.
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Solche
Spannratschen finden insbesondere beim LKW-Güterverkehr
Anwendung. Das Ladegut wird üblicherweise im Ladungsbereich
mithilfe von Zurrmitteln wie z. B. einem Zurrgurt befestigt. Da
es jedoch u. U. aufgrund Verteilungsungleichmäßigkeiten
sowie Erschütterungen beim Transport häufig zum
Verrutschen kommen kann, muss notwendigerweise ein möglicherweise
daraus resultierendes Umkippen bzw. Herabfallen des Ladegutes beim
Entladungsvorgang verhindert werden. Gattungsgemäße Spannratschen
sollen dabei insbesondere ein kontrolliertes Lösen des
Zurrgurtes ermöglichen und somit einen notwendigen Effizienz-
und Sicherheitsbeitrag innerhalb der Logistikkette leisten.
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Aus
der
DE10233766B4 ist
eine gattungsgemäße Spannratsche bekannt, die
ein Kippelement mit zwei unterschiedlich gekrümmten Gleitflächen zur
Führung eines Schließbleches vorsieht. Ferner Gleitflächen
zur Führung eines Schließbleches vorsieht. Ferner
ist in der
DE29506142U1 offenbart, dass
zwei Sperrschieber im Grundkörper bezogen auf das Sperrrad
einander diametral gegenüber angeordnet werden, die insbesondere
der Steuerung des schrittweisen Lösevorgangs dienen.
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Die
vorgenannten Spannratschen verursachen jedoch aufgrund ihres komplizierten
Aufbaus einen relativ hohen Herstellungsaufwand. Zudem weisen sie
die Tendenz auf, unter verhältnismäßig
hohen Spannkräften ihre Funktionalität nicht mehr
korrekt entfalten zu können.
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Ausgehend
von diesen Nachteilen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine gattungsgemäße Spannratsche so zu optimieren,
dass sie insbesondere einen besser kontrollierten Spann- sowie schrittweisen
Lösevorgang ermöglicht, ohne jedoch den konstruktiven
Aufwand nennenswert zu erhöhen. Diese Aufgabe ist durch
die Merkmale des Schutzanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen ergeben sich aus den Merkmalen der abhängigen Schutzansprüche.
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Zunächst
werden einige Begriffe und Zusammenhänge erläutert.
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Spannen
und schrittweises Lösen des Zurrgurtes gehören
zu den Grundfunktionen einer gattungsgemäßen Spannratsche,
wobei der Zurrgurt allgemein aus einem zum Festzurren von Ladegut
geeigneten bandförmigen Material mit entsprechender Flexibilität
und Zugfestigkeit besteht. Beim schrittweisen Lösen wird
die Zugspannung des Zurrgurtes diskontinuierlich abgebaut, so dass
der Lösevorgang sich nicht abrupt vollzieht.
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Eine
Aufwickelwelle ist an einem Rahmenteil um eine Wellenlagerachse
drehbar gelagert und dient der Aufnahme eines Losendes des Zurrgurtes. Bei
Drehung der Aufwickelwelle gegenüber dem Rahmenteil um
einen Spannsinn wird der Zurrgurt auf der Welle aufgewickelt. Bei
Wellendrehung entgegen dem Spannsinn wird der Zurrgurt dagegen abgewickelt.
In einem relevanten Drehbereich, in dem der Zurrgurt unter Zugspannung
steht, wird er dann je nach Drehsinn dementsprechend gespannt oder
gelöst.
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Ein
Spannhebel ist auf der Aufwickelwelle gegenüber dieser
drehbar gelagert und somit zudem gegenüber dem Rahmenteil
um die Wellenlagerachse schwenkbar angeordnet. Ein mit einer Verzahnung versehenes
Sperrrad ist an der Aufwickelwelle drehfest gelagert, d. h. es ist
keine bzw. kaum nennenswerte Relativverdrehung zwischen dem Sperrrad
und der Aufwickelwelle möglich. Es sind je ein Spannschieber
am Spannhebel und ein Sperrschieber am Rahmenteil verschieblich
und federkraftbeaufschlagt gelagert. Diese können entlang
ihrer Längsrichtung hin- und her verfahren und unter Einwirkung
der Federkräfte, die üblicherweise von Druckfedern
ausgeübt sind, mit ihren jeweils der Wellenlagerachse zugewandten
Stirnteilen in die Verzahnung des Sperrrades hinein verfahren, um
mit dem Sperrrad in Eingriff zu gelangen. Mittels des mit dem Sperrrad
im Eingriff stehenden Sperrschiebers soll eine Rückdrehsicherung
der Aufwickelwelle gegenüber dem Rahmenteil bewerkstelligt
werden, während der in Eingriffsstellung gefahrene Spannschieber dann
die Drehbeweglichkeit der Aufwickelwelle gegenüber dem
Spannhebel entgegen dem Spannsinn zu sperren hat. Wenn das Sperrrad
jedoch weder durch den Spannschieber noch durch den Sperrschieber
beaufschlagt wird, befindet es sich dagegen in einem ungesicherten
bzw. durch Zurrspannung frei antreibbaren Zustand.
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Für
den Spannvorgang ist erfindungsgemäß am Wellenlagerumfang
des Rahmenteils ein Spannwirkbereich derart vorgesehen, dass der
Spannschieber während des Hin- und Herschwenkens des Spannhebels
in einem zum Zurrgurtspannen vorgesehenen Spannschwenkbereich in
die Verzahnung des Sperrrades hinein verfahrbar ist. Die Hin- und Herschwenkbewegungen
des Spannhebels während des Spannvorgangs sind demgemäß im
Spannschwenkbereich, der im Rahmen dieser Erfindung auch als ein
von der Wellenlagerachse aus betrachteter Winkelbereich mit Bezug
auf das Rahmenteil verstanden werden kann, begrenzt. Der Spannschieber
schwenkt währenddessen im Spannhebel mit, abgesehen von
ggf. zusätzlichen Bewegungen des Spannschiebers gegenüber
dem Spannhebel. Der Spannwirkbereich, der am Wellenlagerumfang des Rahmenteils
angeordnet und für den Schwenkumfang des Spannschiebers
im Spannvorgang ausschlaggebend ist, weicht aufgrund geometrischer Gegebenheiten,
die durch die Zuordnung des Spannschiebers zum Spannhebel bedingt
sind, vom Spannschwenkbereich geringfügig ab, was im Rahmen
dieser Erfindung allerdings relativ unbedeutend ist. Da der Spannschieber
innerhalb des Spannwirkbereichs in die Sperrradverzahnung hinein verfahrbar
ist, kann er mit dem Sperrrad in Eingriff kommen und somit die Drehbeweglichkeit
der Aufwickelwelle gegenüber dem Spannhebel entgegen dem Spannsinn
sperren, so dass die Aufwickelwelle bei einem um den Spannsinn erfolgenden
Spannhebelschwenken zum Mitdrehen angetrieben wird, woraus ein Aufwickeln
bzw. Spannen des Zurrgurtes resultiert. Nach einem entgegen dem
Spannsinn getätigten Zurückschwenken des Spannhebels
wird dieser dann in die Lage versetzt, die vorhin beschriebene Spannbetätigung
zu wiederholen.
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Hinsichtlich
des schrittweisen Lösevorgangs ist erfindungsgemäß am
Wellenlagerumfang des Rahmenteils weiter ein Lösewirkbereich
vorgesehen, der wenigstens teilweise zur Führung des Spannschiebers
geeignet ist, so dass dieser während des Hin- und Herschwenkens
des Spannhebels in einem zum Zurrgurtlösen vorgesehenen
Löseschwenkbereich abwechselnd in die Verzahnung des Sperrrades
hinein verfahrbar und aus der Verzahnung heraus rückbar
ist. Die Hin- und Herschwenkbewegungen des Spannhebels während
des schrittweisen Lösevorgangs sind demgemäß im
Löseschwenkbereich, der im Rahmen dieser Erfindung ebenfalls
als ein Winkelbereich analog dem Spannschwenkbereich verstanden
werden kann, begrenzt. Der am Wellenlagerumfang des Rahmenteils
angeordnete und für den Schwenkumfang des Spannschiebers
im Lösevorgang ausschlaggebende Lösewirkbereich weicht
aufgrund der bereits beschriebenen geometrischen Gegebenheiten vom
Löseschwenkbereich geringfügig ab, was im Rahmen
dieser Erfindung allerdings ebenfalls weit gehend irrelevant ist.
Unter der wenigstens teilweisen Führung mittels des Lösewirkbereichs
kann der federkraftbeaufschlagte Spannschieber je nach Schwenksinn
des Spannhebels entweder mit der Verzahnung des Sperrrades in Eingriff gelangen
oder umgekehrt außer Eingriff mit dieser Verzahnung versetzt
werden. Erfindungsgemäß ist zudem am Umfang des
Spannhebellagerendes ein Lösenocken zum Ausrücken
des Sperrschiebers aus der Verzahnung des Sperrrades ausgebildet.
Der Lösenocken ist derart angeordnet, dass der federkraftbeaufschlagte
Sperrschieber während des Spannhebelschwenkens im Löseschwenkbereich
unter den Steuereinwirkungen des Lösenockens je nach Schwenksinn
außer Eingriff mit der Verzahnung des Sperrrades gerückt
bzw. in Eingriff mit dieser Verzahnung versetzt werden kann.
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Durch
eine zweckmäßige Kombination der Führungseinwirkungen
des Lösewirkbereichs auf den federkraftbeaufschlagten Spannschieber
einerseits und der Steuereinwirkungen des Lösenockens auf
den ebenfalls federkraftbeaufschlagten Sperrschieber andererseits
ist erfindungsgemäß realisiert, dass das Sperrrad
während des schrittweisen Lösevorgangs mittels
einer zeitlich versetzten und abwechselnden In- und Außereingriffsstellung
sowohl des Sperrschiebers als auch des Spannschiebers, welche eine
kontrollierte Drehbewegung des Sperrrades gewährleistet,
unter der auf den Zurrgurt wirkenden Zugspannung diskontinuierlich
entgegen dem Spannsinn zum Drehen angetrieben wird, so dass die
Zugspannung schrittweise abgebaut wird. Aufgrund der erfindungsgemäß gesicherten
Kontrolle des schrittweisen Lösens des Zurrgurtes kann
beim Entladungsvorgang das Frachtgut so lange wie notwendig durch
eine zweckmäßige Zugspannung gehalten werden,
bis ein sicherer oder spannungsloser Zustand erreicht ist, wodurch
Unfälle vermieden werden können. Da die erfindungsgemäßen
Spannratschen eine verhältnismäßig einfache
Struktur aufweisen, sind diese zudem kostengünstig herzustellen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen anhand zweier vorteilhafter Ausführungsformen
beispielhaft beschrieben.
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Es
zeigen:
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1:
eine erfindungsgemäße Spannratsche in perspektivischer
Ansicht;
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2:
eine vordere Explosionsdarstellung einiger Grundelemente der Spannratsche
gemäß 1;
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3:
eine Seitenansicht eines Rahmenteils;
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4:
eine Seitenansicht eines Spannhebels gemäß 1;
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5:
eine Seitenansicht eines mit Verzahnung versehenen Sperrrades;
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6:
eine Draufsicht eines Sperrschiebers;
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7:
eine Draufsicht eines Spannschiebers;
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8:
den Schließzustand der Spannratsche gemäß 1;
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9:
den Spannvorgang der Spannratsche gemäß 1;
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10:
den schrittweisen Lösevorgang der Spannratsche gemäß 1,
wobei wichtige Einzelschritte in 10a bis 10g unterteilt sind;
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11:
den Freistellzustand der Spannratsche gemäß 1;
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12:
eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Spannratsche in perspektivischer Ansicht;
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13:
eine Seitenansicht des Spannhebels gemäß 12 mit
separaten Darstellungen verschiedener Grundstellungen des Spannschiebers
innerhalb des Führungsschlitzes in 13a bis 13c;
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14:
den Schließzustand der Spannratsche gemäß 12;
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15:
den Spannvorgang der Spannratsche gemäß 12,
wobei wichtige Einzelschritte in 15a bis 15d unterteilt sind;
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16:
den schrittweisen Lösevorgang der Spannratsche gemäß 12,
wobei wichtige Einzelschritte in 16a bis 16g unterteilt sind;
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17:
den Freistellzustand der Spannratsche gemäß 12.
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Die
in 1 abgebildete erfindungsgemäße Spannratsche 100 umfasst
unter anderem einen Rahmenteil 1, einen Spannhebel 2 und
eine Aufwickelwelle 3.
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Das
einstückig ausgebildete Rahmenteil 1 (3)
weist im Wesentlichen eine U-Form auf, deren beiden U-Schenkel die
im Wesentlichen zueinander parallel angeordneten Seitenwände 10 des
Rahmenteils 1 bilden, die am vorderen freien Ende 10a mit
einer kreisrunden Lageröffnung 11 zur Aufnahme und
Lagerung der Aufwickelwelle 3, im mittleren Abschnitt mit
einem im Wesentlichen länglich ausgebildeten Schlitz 12 zur
Aufnahme und Führung eines Sperrschiebers 8, und
am hinteren freien Ende 10b mit einer Durchbohrung 14 zur
Befestigung eines Bolzens 15 versehen sind. Mittels des
Bolzens 15 kann das Rahmenteil 1 mit einem als
Gurtschlaufe ausgebildeten Gurtfestende 91 verbunden werden. Am
hinteren Abschlussbereich der U-Bodenplatte ist eine Lasche 13 angeordnet,
die mittig von der Bodenplatte heraussteht und mit ei nem Durchbruch 13a versehen
ist. Der Rahmenteil 1 ist grundsätzlich spiegelsymmetrisch
ausgebildet.
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Der
Spannhebel 2 (4), der ebenfalls grundsätzlich
spiegelsymmetrisch ausgebildet ist, weist zwei je zweifach geknickt
ausgebildete und damit im vorderem sowie hinterem Bereich jeweils
parallel zueinander angeordnete Seitenwände 20 auf. Die
Seitenwände 20, die im mittleren Rückenbereich durch
eine Querstange 23 fest miteinander verbunden sind, sind
am vorderen freien Ende 20a mit einer kreisrunden Lageröffnung 21 zur
Lagerung auf der Aufwickelwelle 3 versehen, weisen im vorderen
Abschnitt einen im Wesentlichen länglich ausgebildeten Schlitz 22 zur
Aufnahme bzw. Führung eines Spannschiebers 7 auf,
und sind am hinteren freien Ende 20b an einem quer zu ihnen
angeordneten Handgriff 24 fest angeschlossen. Die Querstange 23 und
der Handgriff 24, die im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet
sind und zudem die Formstabilität des Spannhebels 2 sicherstellen,
halten einen Abstand zwischen den beiden Spannhebelseitenwänden 20, der
im vorderem Bereich etwas größer als die Außenbreite
des Rahmenteils 1 ausfällt und sich nach hinten
um eine Stufe erweitert, damit ein Breitenunterschied zwischen dem
Zurrgurt 9 und dem Handgriff 24 überbrückt
werden kann.
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Zur
Verbindung zwischen dem Rahmenteil 1 und dem Spannhebel 2 ist
ein Paar formidentischer Semiwellen 3a, 3b vorgesehen,
die teilzylinderförmig ausgebildet sind (2).
Ein Paar ebenfalls formidentisch ausgebildeter, mit einer Verzahnung 5 versehener
Sperrräder 6 weist je zwei um die Mittelachse
symmetrisch angeordnete, der Form der Semiwellen 3a, 3b angepasste Öffnungen 6a, 6b auf.
Der Rahmenteil 1, der Spannhebel 2 und die Sperrräder 6 sind
so zueinander platziert, dass die Spannhebelseitenwände 20 außen
und die Rahmenteilseitenwände 10 innen angeordnet
sind, mit beidseitig zwischen diese eingeschobenen Sperrrädern 6,
wobei die Rahmenteilseitenwandlageröffnungen 11, Spannhebelseitenwandlageröffnungen 21 und
Sperrräder 6 gleichachsig fluchten. Das Paar Semiwellen 3a, 3b wird
dann durch die Lageröffnungen 11, 21 und
Sperrradöffnungen 6a, 6b hindurch gesteckt,
woraus sich eine aus dem Paar Semiwellen 3a, 3b bestehende,
in den Lageröffnungen 11 des Rahmenteils 1 um
eine Wellenlagerachse 31 drehbar gelagerte Aufwickelwelle 3 ergibt.
Während die Sperrrä der 6 formbedingt
drehfest an der Aufwickelwelle 3 gelagert sind, ist der
Spannhebel 2 an dessen vorderem freiem Ende 2a dagegen
schwenkbar auf der Aufwickelwelle 3 gelagert. Die beiden
Semiwellen 3a, 3b der Aufwickelwelle 3 halten
aufgrund der Anordnungen der der Sperrräderöffnungen 6a, 6b einen
Abstand zwischen sich, der einem Hindurchziehen des Losendes 92 eines
Zurrgurtes 9 zwecks des Aufwickelns dient; an beiden Wellenrandseiten
ist je ein Stift 32 durch an den Semiwellen 3a, 3b vorgesehene (hier
nicht dargestellte) Durchbohrungen hindurch gesteckt, um die Semiwellen 3a, 3b formstabilisierend
miteinander zu verbinden. Die Semiwellenstifte 32 sind
zudem an beiden Enden abgewinkelt, um ein Herausfallen zu verhindern.
Alternativ kann die Aufwickelwelle 3 auch als eine mit
einem Gurtschlitz versehene Schlitzwelle ausgebildet werden (hier
nicht dargestellt).
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Die
Verzahnung 5 der Sperrräder 6 (5) umfasst
Sperrzähne 51, die in gleicher Orientierung gleichmäßig
am Umfang der Sperrräder 6 verteilt sind, wobei
sie je eine relativ gerundete Zahnflanke 51a und eine relativ
steile Zahnflanke 51b aufweisen, die bei einem Scheitelpunkt 51c zusammenlaufen. Geometrisch
ergeben sich daraus zwei unterschiedliche Radien des Sperrrades 6,
nämlich ein die Verzahnung 5 eingrenzender Außenkreisradius 6c und ein
die Verzahnung 5 ausgrenzender Innenkreisradius 6d,
die sich um eine Sperrzahnhöhe unterscheiden. Der Spannsinn 9a ist
derjenige Drehsinn um die Wellenlagerachse 31, entlang
dem die gerundete Zahnflanke 51a eines Sperrzahns 51 der
steilen Zahnflanke 51b desselben Sperrzahns 51 vorauseilt. In
den betreffenden Zeichnungen entspricht der Spannsinn 9a dem
Gegenuhrzeigersinn.
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Der
Sperrschieber 8 (6) ist randseitig – d.
h. mit seinen beidseitig angeordneten Randstücken 8a (nachfolgend
kurz: Sperrschieberrandstücke) – in den Führungsschlitzen 12 der
Rahmenteilseitenwände 10 längsverschieblich
gelagert. Am der Wellenlagerachse 31 abgewandten Ende 8b weist der
Sperrschieber 8 zur Aufnahme einer Sperrfeder 83 einen
mittig angeordneten Schwanzteil 82 auf, der im Durchbruch 13a der
Lasche 13 geführt wird. Unter Druckbeaufschlagung
der Sperrfeder 83 kann der Sperrschieber 8 mit
seinen randseitig angeordneten und der Wellenlagerachse 31 zugewandten
Stirnteilen 81 (nachfolgend kurz: Sperrschie berstirnteile), die
einen vorderen Teilbereich der Sperrschieberrandstücke 8a darstellen,
in die Verzahnung 5 der Sperrräder 6 eingreifen.
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Der
Spannschieber 7 (7) ist randseitig – d.
h. mit seinen beidseitig angeordneten Randstücken (nachfolgend
kurz: Spannschieberrandstücke 7a) – in
den Führungsschlitzen 22 der Spannhebelseitenwände 20 längsverschieblich
gelagert Unter Druckbeaufschlagung durch eine Spannfeder 73,
die sich mittels eines Führungsteils 23a an der
Querstange 23 rutschsicher abstützt, kann der
Spannschieber 7 mit seinen randseitig angeordneten und
der Wellenlagerachse 31 zugewandten Stirnteilen 71 (nachfolgend
kurz: Spannschieberstirnteile), die einen vorderen Teilbereich der
Spannschieberrandstücke 7a darstellen, in die
Verzahnung 5 der Sperrräder 6 eingreifen.
Am dem Handgriff 24 nahen Ende 7b ist der Spannschieber 7 mit
einer der Aufwickelwelle 3 zugewandten Greiffläche 74 versehen,
mittels welcher die Handbetätigung des Spannschiebers 7 in
Richtung auf den Handgriff 24 erleichtert wird.
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Am
Wellenlagerumfang 4 des Rahmenteils 1 sind den
Spannsinn 9a entlang nacheinander eine Schließausnehmung 42,
eine Spannausnehmung 40, eine Löseausnehmung 41 und
eine Freistellausnehmung 43 angeordnet (3).
Die Spannausnehmung 40, die durch zwei radial aus dem Wellenlagerumfang 4 des
Rahmenteils 1 hinausstehende und mit dem Spannschieber 7 zusammenwirkende
Anschläge 40a1, 40a2 eingegrenzt ist,
bildet einen Spannwirkbereich 40 aus, während
die durch zwei Anschläge 41a1, 41a2 analog
eingegrenzte Löseausnehmung 41 einen Lösewirkbereich 41 darstellt.
Mittels der Anschläge 40a1, 40a2, 41a1, 41a2 können
die Schwenkbewegungen des Spannhebels 2 jeweils im Spannschwenkbereich 40s bzw.
Löseschwenkbereich 41s eingeschränkt
werden.
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Der
Umfang des Spannhebellagerendes 21a ist wenigstens als
teilweise um die Wellenlagerachse 31 kreisbogenförmig
ausgebildet, und der Radius des Kreisbogens entspricht im Wesentlichen
dem Innenkreisradius 6d des Sperrrades 6. Am Umfang
des Spannhebellagerendes 21a ist zudem ein Lösenocken 26 ausgebildet,
der zum Ausrücken des Sperrschieberstirnteils 81 aus
der Verzahnung 5 des Sperrrades 6 vorgesehen ist.
Unterhalb des Führungsschlitzes 22 sind die Seitenwände 20 je
mit einer nach unten offenen, durch einen Begrenzungsanschlag 25a eingegrenzten
Ausnehmung 25 zur Aufnahme des Sperrschieberrandstücks 8a versehen.
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Die
Spannratsche 100 ist im Wesentlichen spiegelsymmetrisch
ausgebildet, so dass eine ideale Kraftaufteilung innerhalb des Zurrgurtspannsytems ermöglicht
wird. Aufgrund der Spiegelsymmetrie wird im Folgenden zur Beschreibung
von Grundfunktionen bzw. Wirkungsweisen der Spannratsche 100 lediglich
eine Ratschenseite herangezogen.
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Im
Schließzustand der Spannratsche 100 (8)
ist der federdruckbeaufschlagte Spannschieber 7 in die
Schließausnehmung 42 eingerastet, wodurch ein
Weiterschwenken des Spannhebels 2 gegenüber dem
Rahmenteil 1 verhindert wird. Innerhalb der Schließausnehmung 42 ist
dem federdruckbeaufschlagten Spannschieber 7 ermöglicht,
in die Verzahnung 5 einzugreifen, wodurch der Spannschieberstirnteil 71 eine
steile Zahnflanke eines Sperrzahns 51 hintergreifen kann.
Gleichzeitig hält der Sperrschieber 8, der innerhalb
des Rahmenteilführungsschlitzes 12 mit der Verzahnung 5 ebenfalls
in einer Eingriffsstellung steht, das Sperrrad 6 rückdrehgesichert,
wobei der Sperrschieber 8 infolge der Einwirkung des Begrenzungsanschlages 25a nicht
aus der Verzahnung 5 herausrutschen kann. Unter doppelter Ineingriffsstellung
des Spannschiebers 7 und des Sperrschiebers 8 mit
dem Sperrrad 6 ist demgemäß eine selbsttätige
Lockerung des Zurrgurtes 9 verhindert.
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Die
Kontur der Spannausnehmung 40 ist im Wesentlichen als um
die Wellenlagerachse 31 kreisbogenförmig ausgebildet,
und der Radius des Kreisbogens entspricht im Wesentlichen dem Innenkreisradius 6d des
Sperrrades 6. Wenn der Spannhebel 2 bis in die
Spannausnehmung 40 versetzt ist, kann die Kontur der Spannausnehmung 40 eine
Gleitführung für den Spannschieberstirnteil 71 darstellen,
der federdruckbeaufschlagt mit der Verzahnung 5 im Eingriff
steht. Wenn der Kreisbogen allerdings etwas tiefer als der Sperrradinnenkreis 6d ausgebildet
ist, kommt der Spannschieberstirnteil 71 demzufolge mit der
Kontur der Spannausnehmung 40 nicht mehr in Berührung,
was den Spannvorgang jedoch nicht beeinträchtigt. Zum Spannen
(9) wird der Spannhebel 2 wahlweise zunächst
in eine Extremposition 40b1 des Spannschwenkbereichs 40s gesetzt,
bei der der Spannschieber 7 am Anschlag 40a1 der Spannausnehmung 40 anliegt.
Von dort aus wird der Spannhebel 2 unter Betätigung
des Handgriffs 24 den Spannsinn 9a entlang geschwenkt,
wobei der Sperrschieberstirnteil 81 einen Sperrzahn 51 hintergriffen
haltend das Sperrrad 6 sowie die Aufwickelwelle 3 zum
Mitdrehen antreibt, woraufhin der Zurrgurt 9 aufgewickelt
wird. Während dieses Schwenkvorgangs gleitet der Sperrschieber 8 unter
Federdruck über einzelne gerundete Zahnflanken 51a der Sperrzähne 51 und
springt bei Drehung des Sperrrades 6 um jede Zahnteilung,
bei der je ein Scheitelpunkt 51c überwunden ist,
erneut in die Verzahnung 5 hinein, um die Rückdrehsicherung
wieder bereitzustellen. Beim Durchschwenken des Spannhebels 2 bis
zur anderen Extremposition Stellung 40b2 des Spannschwenkbereichs 40s stößt
der Spannschieber 7 dementsprechend gegen den Anschlag 40a2 der
Spannausnehmung 40. Von Stellung 40b2 aus kann
der Spannhebel 2 anschließend entgegen dem Spannsinn 9a wieder
zur Stellung 40b1 zurückversetzt werden. Im Verlauf
dieses Zurückschwenkens wird das Sperrrad 6 durch
den Sperrschieber 8 rückdrehgesichert – d.
h. ohne eine Minderung der Zugspannung 93 auf dem Zurrgurt 9 – gehalten,
während der Spannschieber 7 unter Federdruck über
einzelne gerundete Zahnflanken 51a der Sperrzähne 51 gleitet
und nach Überwindung je eines Scheitelpunktes 51c erneut
in die Verzahnung 5 hinein springt. Mittels des Hin- und
Herschwenkens des Spannhebels 2 zwischen den Stellungen 40b1 und 40b2 kann
der Zurrgurt 9 demgemäß gespannt werden,
wobei der am Umfang des Spannhebellagerendes 21a vorgesehene
Lösenocken 26 mit dem Sperrschieber 8 nicht
in Eingriff kommt. Die Spannausnehmung 40 kann vorzugsweise
2 bis 3 Zahnteilungen umfassen.
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Die
Löseausnehmung 41 weist eine Kontur auf, die im
Wesentlichen drei unterschiedlich verlaufende, zur Gleitführung
des Spannschieberstirnteils 71 geeignete Gleitkanten umfasst:
davon sind eine höher gelegte Gleitkante 41g1 (nachfolgend
kurz: Obergleitkante) und eine tiefer gelegte Gleitkante 41g3 (nachfolgend
kurz: Bodengleitkante) jeweils verhältnismäßig
flach und vorzugsweise im Wesentlichen als um die Wellenlagerachse 31 kreisbogenförmig
verlaufend ausgebildet, während eine etwas steiler angeordnete
Gleitkante 41g2 (nachfolgend kurz: Steilgleitkante) die
letzteren beiden höhenüberbrückend miteinander
verbindet. Die Obergleitkante 41g1, die in radialer Orientierung
dem Sperr radaußenkreis 6c etwas übersteht,
ist deutlich kürzer als die Bodengleitkante 41g3 ausgebildet,
die mit dem Sperrradinnenkreis 6d etwa auf der gleichen
Höhe liegen kann. Vorzugsweise kann die Obergleitkante 41g1 etwa
eine im Wesentlichen der Materialstärke des Spannschiebers 7 entsprechende
Länge aufweisen. Dem Spannsinn 9a folgend ergibt
sich demzufolge von der Obergleitkante 41g1 aus ein radial
orientiertes Höhengefälle in der Kontur der Löseausnehmung 41,
welches geringfügig größer als die Sperrzahnhöhe
ausfällt. Zum schrittweisen Lösen (10) wird
der Spannhebel 2 in die Löseausnehmung 41 versetzt
und anfangs wahlweise in eine Extremposition 41b1 des Löseschwenkbereichs 41s gebracht, bei
der der Spannschieber 7 gegen den Anschlag 41a1 der
Löseausnehmung 41 anstößt. Der
Spannschieber 7, der unter Beaufschlagung der Obergleitkante 41g1 steht,
befindet sich außerhalb des Wirkbereichs der Verzahnung 5,
während der bereits in die Verzahnung 5 eingerückte
Sperrschieber 8 den Sperrzahn 511 hintergreift
und somit das Sperrrad 6 rückdrehgesichert hält
(10a). Von der Extremposition 41b1 aus
wird der Spannhebel 2 in Richtung des Spannsinns 9a geschwenkt.
Der Stirnteil 71 des federdruckbeaufschlagten Spannschiebers 7 gleitet zunächst
kurz die Obergleitkante 41g1 entlang, bis sie nach Überwindung
des Schnittpunktes 41p1 nun auf der Steilgleitkante 41g2 übergleitet.
Unter der Führung der Steilgleitkante 41g2, die
etwas steiler als die gerundeten Sperrzahlflanken 51a ausgebildet ist,
verfährt der Spannschieber 7 mit dem der Aufwickelwelle 3 zugewandten
Stirnteil 71 steil in Richtung auf die Verzahnung 5,
bis der Stirnteil 71 mit dem Scheitelpunkt 51c bzw.
der gerundeten Flanke 51a des Sperrzahns 513 in
Eingriff gerät (10b)
und daraufhin statt auf der Steilgleitkante 41g2 nun auf der
gerundeten Sperrzahnflanke 51a weitergleitet. Währenddessen
rückt der am Umfang des Spannhebellagerendes 21a ausgebildete,
zur Steuerung des Sperrschiebers 8 vorgesehene Lösenocken 26 den Sperrschieberstirnteil 81 in
der der Aufwickelwelle 3 abgewandten Richtung dem Außenkreis 6c der
Verzahnung 5 immer näher. Kurz bevor der Spannhebel 2 bis
zur Stellung 41b2 durchgeschwenkt ist, die eine andere
Extremposition des Löseschwenkbereichs 41s darstellt,
ist der Sperrschieber 8 nockengesteuert bereits außer
Eingriff mit der Verzahnung 5 gerückt, wodurch
das Sperrrad 6 freisetzt wird, während der Spannschieberstirnteil 71 entlang der
gerundeten Zahnflanke 51a bereits weitgehend in die Verzahnung 5 hinein
verfahren ist (10c). Unter der Zugeinwirkung 93 des
Zurrgurtes 9, die in einem Zugdrehmoment entgegen dem Spannsinn 9a resultiert, wird
das Sperrrad 6 zum Drehen entgegen dem Spannsinn 9a angetrieben,
bis die steile Flanke 51b des Sperrzahns 514 in
der Extremstellung 41b2 des Spannhebels 2, in
der der Spannschieber 7 nun gegen den Anschlag 41a2 stößt,
mit dem Spannschieberstirnteil 71, der währenddessen
bereits etwa die Höhe der Bodengleitkante 41g3 erreicht
hat, in Eingriff kommt, so dass das Sperrrad 6 nach Drehung um
etwa eine halbe Zahnteilung nun gegenüber dem Spannhebel 2 entgegen
dem Spannsinn 9a gesperrt ist (10d).
Da das auf der Aufwickelwelle 3 wirkende, u. U. verhältnismäßig
große Zugdrehmoment nun auf den Spannhebel 2 übertragen
ist, wird dieser, ggf. unter Koordinierung einer Handdrückkraft,
mit dem Sperrrad 6 drehsynchron entgegen dem Spannsinn 9a in
Richtung auf die Stellung 41b1 zurückgeschwenkt.
Der Spannschieberstirnteil 71 gleitet zunächst
die Bodengleitkante 41g3 entlang, ohne sich dabei in radialer
Richtung nennenswert zu verschieben, bis sie nach Erreichung des
Schnittpunktes 41p2 nun auf die Steilgleitkante 41g2 übergleitet. Aufgrund
der steileren Anordnung der Steilgleitkante 41g2 wird der
Spannschieberstirnteil 71 dementsprechend radial relativ
schnell in Richtung auf die Obergleitkante 41g1 geschoben.
Währenddessen rückt der Sperrschieberstirnteil 81 federdruckbeaufschlagt unter
Steuerung des Lösenockens 26 allmählich
wieder der Aufwickelwelle 3 zuwendend in die Verzahnung 5 hinein.
Kurz bevor der Spannschieberstirnteil 7 den Schnittpunkt 41p1 erreicht,
ist er bereits komplett aus der Verzahnung 5 heraus gerückt (10e), wodurch der Spannhebel 2 nun vom Sperrrad 6 entkoppelt
ist, welches unter der Einwirkung des Zugdrehmomentes nochmals zum
Drehen entgegen dem Spannsinn 9a angetrieben wird, bis die
steile Flanke 51b des Sperrzahns 512 vom in der Verzahnung 5 bereitstehenden
Sperrschieberstirnteil 81 aufgehalten wird, so dass nach
Drehung des Sperrrades 6 wiederum um etwa eine halbe Zahnteilung
die Rückdrehsicherung gegenüber dem Rahmenteil 1 letztlich
wiederhergestellt ist (10f).
Bis der Spannhebel 2 schließlich ggf. mithilfe
einer Handschwenkkraft zurück zur Extremstellung 41b1 durchgeschwenkt
ist, stößt der Spannschieberstirnteil 71, der
bereits auf die Obergleitkante 41g1 übergegangen
ist, wiederum gegen den Anschlag 41a1 an (10g). Im Vergleich zur Ausgangssituation ist das
Sperrrad 6 unter der zeitlich versetzten und abwechselnden
In- und Außereingriffsstellung sowohl des Sperrschieberstirnteils 81 als
auch des Spannschieberstirnteils 71 mit der Verzahnung 5 demgemäß genau
um eine Zahnteilung entgegen dem Spannsinn 9a zurückgedreht.
Mittels eines fortsetzend wiederholten Hin- und Herschwenkens des Spannhebels 2 zwischen
den Stellungen 41b1 und 41b2 kann somit der Zurrgurt 9 schrittweise
und kontrolliert gelöst werden, bis die Zugspannung 93 auf dem
Zurrgurt 9 komplett abgebaut ist. Die Bodengleitkante 41g3 der
Löseausnehmung 41 kann dabei analog der Kreisbogenkontur
der Spannausnehmung 40 etwas tiefer als der Sperrradinnenkreis 6d ausgebildet
sein, so dass der Spannschieberstirnteil 71 mit der Bodengleitkante 41g3 nicht
mehr in Berührung kommt, allerdings ebenfalls ohne Beeinträchtigung des
Lösevorgangs. Bei dieser Ausführungsart ist die Bodengleitkante 41g3 als
solche funktionslos und könnte auch weggelassen werden.
Außerdem können die Übergänge 41p1, 41p2 zwischen
den Obergleit, Steilgleit- sowie Bodengleitkanten 41g1, 41g2, 41g3 auch
etwas abgerundeter ausgebildet sein. Die Löseausnehmung 41 umfasst
dabei circa eine Zahnteilung.
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Im
Freistellzustand der Spannratsche 100 (11)
ist der federdruckbeaufschlagte Spannschieber 7 in die
Freistellausnehmung 43 eingerastet, wodurch ein Weiterschwenken
des Spannhebels 2 gegenüber dem Rahmenteil 1 verhindert
ist. In dieser Stellung steht der Spannschieber 7 mit der
Verzahnung 5 allerdings außer Eingriff. Zudem
ist der Sperrschieber 8 lösenockengesteuert ebenfalls
vollständig außer Eingriff mit dem Sperrrad 6 gerückt. Das
Sperrrad 6 befindet sich demgemäß in
einem freidrehbaren Zustand, so dass unter Handzugsbetätigung
am Zurrgurt 9 die Aufwickelwelle 3 solange entgegen
dem Spannsinn 9a weitergedreht werden kann, bis das Zurrgurtlosende 92 aus
der Aufwickelwelle 3 herausgekommen ist.
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Zum
Umsetzen des Spannhebels 2 zwischen den einzelnen Ausnehmungen 40, 41, 42, 43 am
Wellenlagerumfang 4 des Rahmenteils 1 ist der Spannschieber 7 mittels
Handbetätigung in Richtung auf den Handgriff 24 ggf. über
einzelne Anschläge 40a1, 40a2, 41a1, 41a2 hinweg
zu heben, so dass der Spannhebel 2 frei geschwenkt werden kann.
Bei Erreichung einer gewünschten Schwenkposition wird der
Spannschieber 7 dann wieder losgelassen.
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Mittels
der erfindungsgemäßen Spannratsche 100 sind
somit die vier Grundbetätigungen – Schließen,
Spannen, schrittweises Lösen und Freistellen – einfach
und sicher durchführbar.
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Bei
der zweiten beispielhaft dargestellten, besonders vorteilhaften
Ausführungsform handelt es sich um eine Spannratsche 101 (12),
die viele relevante Merkmale der in 1 bis 11 beschriebenen
Spannratsche 100 enthält. Im Folgenden wird zweckmäßigerweise
schwerpunktmäßig auf die differenzierenden Merkmale
bzw. Funktionsweisen der besonders vorteilhaft ausgebildeten Spannratsche 101 eingegangen.
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Der
in der Spannhebelseitenwand 20 vorgesehene einstückig
ausgebildete Führungsschlitz 27 umfasst wenigstens
zwei Winkellagen für das Spannschieberrandstück 7a,
nämlich eine Freisetzungslage 27f und eine Arretierlage 27a,
zwischen denen das Spannschieberrandstück 7a verkippbar
ist (13). Dabei ist das Spannschieberrandstück 7a in
der Freisetzungslage 27f längsverschieblich in
die Verzahnung 5 hinein verfahrbar (13a)
und aus der Verzahnung 5 heraus rückbar (13b), während das in die Arretierlage 27a verkippte
Spannschieberrandstück 7a sich ausschließlich
in der Eingriffsstellung mit der Verzahnung 5 hält
(13c). Die Freisetzungslage 27f und die
Arretierlage 27a können sich zweckmäßigerweise
im Wesentlichen X-förmig überschneiden; im X-Überschneidungsbereich 28 bilden
sich dementsprechend zwei gegenüberliegende Kippstellen 28a, 28b,
um die jeweils das Spannschieberrandstück 7a zwischen
der Freisetzungslage 27f und der Arretierlage 27a kippbar
ist, wobei diese beiden Kippstellen 28a, 28b mehr
oder weniger abgerundet ausgebildet sein können. Sowohl
die Arretierlage 27a als auch die Freisetzungslage 27f setzen
bezogen auf die Wellenlagerachse radial etwa von der Höhe
des Sperrradinnenkreises 6d an, wobei die Arretierlage 27a sich
in der Spannhebelseitenwand 20 um eine Länge erstreckt,
die mit etwas Spiel im Wesentlichen der Länge des Spannschieberrandstücks 7a entspricht,
während die etwas länger ausgebildete Freisetzungslage 27f an
der der Wellenlagerachse 31 abgewandten Seite die Arretierlage 27a etwas
winkelversetzt um einen Endführungsschlitz 29 überragt.
Während das Spannschieber randstück 7a von
der Arretierlage 27a aus in die Freisetzungslage 27f frei
verkippbar ist, kann es von der Freisetzungslage 27f aus
dagegen nur dann in die Arretierlage 27a hinein kippen,
wenn der hintere Teil 72 des Spannschieberrandstücks 7a (im
Folgenden kurz: Spannschieberhinterteil) sich außerhalb des
Endführungsschlitzes 29 befindet.
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Im
Schließzustand der Spannratsche 101 (14)
wird der in die Schließausnehmung 42 eingerastete
Spannschieberstirnteil 71 außer Eingriff mit der
Verzahnung 5 gehalten. Außerdem ist der Spannschieberhinterteil 72 sowohl
im Schließzustand als auch im Freistellzustand (17)
innerhalb der Freisetzungslage 27f in den Endführungsschlitz 29 hinein
gefahren.
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Zum
Spannen (15) wird der Spannhebel 2 wahlweise
zunächst in eine Extremposition 40b1X des Spannschwenkbereichs 40sX gesetzt,
bei der der Spannschieber 7, dessen Stirnteil 71 gegen
den Anschlag 40a1 anstößt, mit seinem
Randstück 7a in die Freisetzungslage 27f eingekippt
ist, ohne dass der Spannschieberhinterteil 72 in den Endführungsschlitz 29 gerät
(15a). Bei einer Schwenkung des Spannhebels 2 um
den Spannsinn 9a kommt der Spannschieberstirnteil 71 zunächst
mit der steilen Zahnflanke 51b des Sperrzahns 51 in
Eingriff, so dass das Spannschieberrandstück 7a unter
der Scherkrafteinwirkung mittels der steilen Sperrzahnflanke 51b und
der Kippstelle 28b in die Arretierlage 27a einkippt
und somit innerhalb des Wirkbereichs der Verzahnung 5 gesperrt
bleibt (15b). Beim Zurückversetzen
des Spannhebels 2 von der anderen Extremposition Stellung 40b2X des
Spannschwenkbereichs 40sX (15c)
aus, bei der Spannschieberstirnteil 71 gegen den Anschlag 40a2 stößt,
wird das Spannschieberrandstück 7a zunächst unter
der Scherkrafteinwirkung mittels der gerundeten Sperrzahnflanke 51a und
der Kippstelle 28a in die Freisetzungslage 27f zurück
gekippt, so dass ein Längsverfahren des Spannschieberrandstücks 7a innerhalb
der Freisetzungslage 27f wieder ermöglicht wird
(15d).
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Zum
Schrittweisen Lösen (16) wird
der Spannhebel 2 anfangs wahlweise in eine Extremposition 41b1x des
Löseschwenkbereichs 41sX gebracht, bei der der
Spannschieberhinterteil 72 in den Endführungsschlitz 29 geraten
ist, wobei der unter Beaufschlagung der Obergleitkante 41g1 stehende Spannschieberstirnteil 71 zugleich
gegen den Anschlag 41a1 anstößt (16a). Gleichzeitig hält der Sperrschieber 8 den
Sperrzahn 511 gesichert. Von der Extremposition 41b1x aus
verlässt der Spannschieberstirnteil 71 bereits
nach einer kurzen Schwenkbewegung des Spannhebels 2 die
Obergleitkante 41g1, um entlang der Steilgleitkante 41g2 schnell
mit dem Scheitelpunkt 51c bzw. der gerundeten Flanke 51a des
Sperrzahns 513 in Eingriff zu geraten (16b). Bei einer Weiterschwenkung des Spannhebels 2 um
den Spannsinn 9a verfährt der Spannschieberstirnteil 71 die
gerundete Sperrzahnflanke 51a entlang immer tiefer in die
Verzahnung 5 hinein, bis der Spannhebel 2 die
Stellung LK1 (16c) erreicht, bei der einerseits
der Spannschieberhinterteil 72 nun aus dem Endführungsschlitz 29 herausgerückt
ist und andererseits der Spannschieberstirnteil 71 mit
dem Anschlag 41a2 in Eingriff gerät. Bei einer
Weiterschwenkung des Spannhebels 2 bis zur anderen Extremstellung 41b2X des
Löseschwenkbereichs 41sX (16d) wird
das Spannschieberrandstück 7a unter der Scherkrafteinwirkung
mittels des Anschlags 41a2 und der Kippstelle 28b dann
in die Arretierlage 27a eingekippt und somit innerhalb
des Wirkbereichs der Verzahnung 5 gesperrt gehalten. Währenddessen
ist der Sperrschieber 8 nockengesteuert bereits außer Eingriff
mit der Verzahnung 5 gerückt, so dass die steile
Flanke 51b des Sperrzahns 514 nach einer Zurückdrehung
des Sperrrades 6 um etwa eine halbe Zahnteilung mit dem
Spannschieberstirnteil 71 in Eingriff kommt. Unter der
Einwirkung des Zugdrehmomentes wird der Spannhebel 2 entgegen
dem Spannsinn 9a zurückgeschwenkt. Wenn der Spannhebel 2 die
Stellung LK2 (16e) erreicht, gerät
der Spannschieberstirnteil 71 mit der Steilgleitkante 41g2 in
Eingriff, so dass das Spannschieberrandstück 7a bei
einer Weiterschwenkung des Spannhebels 2 bis zur Stellung
LK3 (16f) unter der Scherkrafteinwirkung
mittels der Steilgleitkante 41g2 und der Kippstelle 28a nun
in die Freisetzungslage 27f hineinkippt. Entlang der steilen
Steilgleitkante 41g2 wird der Spannschieberstirnteil 71 in
Richtung auf die Obergleitkante 41g1 geschoben, wobei der
Spannschieberhinterteil 72 allmählich in den Endführungsschlitz 29 hinein
verfährt. Währenddessen ist der Sperrschieber 8 nockengesteuert
zurück in die Verzahnung 5 hinein gerückt.
Bis der Spannschieberstirnteil 71 letztlich mit der Obergleitkante 41g1 in Eingriff
gerät, ist das Sperrrad 6 unter der Einwirkung des
Zug drehmomentes nochmals um etwa eine halbe Zahnteilung entgegen
dem Spannsinn 9a zurückgedreht, bis die steile
Flanke 51b des Sperrzahns 512 vom Sperrschieberstirnteil 81 aufgefangen
wird. Schließlich kann der der Spannhebel 2 zurück
zur Extremstellung 41b1X durchgeschwenkt werden (16g). Im Vergleich zur Ausgangssituation ist das
Sperrrad 6 somit genau um eine Zahnteilung entgegen dem
Spannsinn 9a gedreht.
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Mithilfe
der besonders vorteilhaften Anordnungen der Spannratsche 101 können
während des Spann- sowie schrittweisen Lösevorgangs
wesentlich größere Zurrkräfte übertragen
werden, ohne dass der Spannschieberstirnteil 71 unerwünscht
aus der Verzahnung 5 des Sperrrades 6 herausrutscht. Damit
kann ein zuverlässiges und insbesondere ein optimales Löseverhalten
der Spannratsche 101 unter verschiedenen Einsatzbedingungen
sichergestellt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10233766
B4 [0003]
- - DE 29506142 U1 [0003]