-
Einleitung
-
Die Erfindung betrifft das Gebiet von Laufradachsen für Zweiräder. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Laufradachse für ein Zweirad, die als Steckachse ausgebildet ist und einen Schnellspannmechanismus aufweist.
-
Stand der Technik und Nachteile
-
Laufräder für Zwei- wie beispielsweise Fahr- oder Motorräder bestehen typischerweise aus einem auf einer Felge aufgezogenen Reifen, und einer im Zentrum des Laufrades angeordneten Nabe. Felge und Nabe sind mittels Speichen oder Scheiben miteinander verbunden. Die Nabe ihrerseits umfasst einen Nabenkörper, an dessen Außenseite die Speichen oder Scheiben befestigt sind, und eine innenliegende Achse, um welche sich der zumeist kugelgelagerte Nabenkörper frei drehen kann. Die Achse wird mit dem Zweirad verbunden, indem ihre beiden Enden, zwischen denen der Nabenkörper sitzt, an den Ausfallenden der Gabel oder des Hinterbaus befestigt werden. Somit ist ein Teil des Laufrades (die Achse) fest mit dem Rahmen verbunden, während ein anderer Teil (Nabenkörper mit Felge) rotieren kann.
-
Zur Befestigung der Nabe zwischen den Ausfallenden sind unterschiedliche Konstruktionen bekannt.
-
Einfache Lösungen haben eine durch die Nabe verlaufende Vollachse mit Gewinden an beiden Enden. Die Vollachse weist ferner angedrehte oder durch Kontermuttern bereitgestellte Absätze auf, welche an den Innenseiten der Ausfallenden anliegen. Durch Anziehen von Außenmuttern werden die Ausfallenden zwischen Außenmutter und jeweiligem Absatz geklemmt, so dass die gewünschte Befestigung erreicht wird. Nachteilig an diesen Lösungen ist das oft hohe Gewicht, verbunden mit dem zum Lösen mit einem Werkzeug benötigten Zeitaufwand. Durch Verwendung von Flügelmuttern kann zwar auf das Mitführen von Werkzeug auf Fahrten verzichtet werden, allerdings ist das Verletzungsrisiko dann höher, da die Flügelmuttern seitlich aus dem Achsbereich herausragen.
-
Um die Zeit zum Befestigen bzw. Lösen der Nabe zu verkürzen, sind aus dem Stand der Technik so genannte Schnellspannsysteme bekannt. Diese weisen als Hauptkomponenten eine zumeist recht dünne Spannachse auf, an deren ersten Ende ein Spannhebel mit Exzenter befestigt ist. Am Exzenter liegt nabenseitig eine Druckscheibe an, welche eine erste, zum Ausfallende weisende Klemmfläche bereitstellt. Am zweiten Ende ist ein Gewinde vorhanden, auf welches ein Gegenstück aufschraubbar ist. Das Gegenstück stellt eine zweite Klemmfläche bereit, welche entgegen der ersten Klemmfläche gerichtet ist. Durch Umlegen des Spannhebels wird die Druckscheibe in Richtung des zweiten Endes geschoben. Die beiden Klemmflächen nähern sich einander an. Da sie an den Außenseiten der Ausfallenden anliegen, und zwischen den Ausfallenden eine festliegende Hohlachse der Nabe, durch welche die Spannachse durchführbar ist, angeordnet ist, wird die Hohlachse zwischen den Innenseiten der Ausfallenden geklemmt. Zum Lösen wird umgekehrt verfahren. Zur Entnahme der Nabe weisen die Ausfallenden zumeist nach unten weisende schlitzartige Aussparungen auf, so dass die Spannachse in der Hohlachse verbleiben kann, wenn das Laufrad entfernt wird. Andernfalls (bei Bohrungen in den Ausfallenden) muss die Spannachse nach Lösen des Gegenstücks aus der Hohlachse gezogen werden.
-
In Fällen, in welchen die Stabilität der Gabel bzw. des Hinterbaus besonders hoch sein soll, beispielsweise im Falle der Verwendung von Federgabeln bzw. Hinterbaufederungen, werden besagte Bohrungen gegenüber schlitzartigen Aussparungen bevorzugt. Die dann Steckachsen genannten Achsen werden durch die Öffnung im ersten Ausfallende, die Hohlachse der Nabe, und schließlich die Öffnung des zweiten Ausfallendes gesteckt. Schließlich muss eine Fixierung erfolgen. Dies geschieht im einfachsten Fall durch Aufschrauben eines Gegenstücks am zweiten Ende der Achse, oder durch Vorsehen eines Gewindes in der Bohrung des zweiten Ausfallendes, in welche die Steckachse mit ihrem zweiten Ende einschraubbar ist. Dieses Vorgehen ist jedoch zeitraubend und daher insbesondere im Rennbereich, wo möglichst kurze Wechselzeiten höchst wünschenswert sind, von Nachteil.
-
Daher sind auch für besagte Steckachsen Schnellspannsysteme bekannt, welche ein werkzeugloses und zügiges Befestigen und Lösen bzw. Befestigen des Laufrades ermöglichen sollen.
-
In der Druckschrift
GB 2 414 971 A ist ein Schnellspannsystem offenbart, welches einen Verriegelungsmechanismus an seinem zweiten Ende nach Art eines Bajonettverschlusses aufweist. Durch Rotieren der Steckachse um ihre Längsachse, beispielsweise um 90 Grad, wird das zweite Ende im Gegenstück verriegelt; durch entgegengesetzte Rotation wird es wieder entriegelt. Eine vergleichbare Konstruktion ist in der Druckschrift
AU 2014271226 A1 offenbart. Verschmutzt jedoch die Öffnung im Gegenstück, was insbesondere bei Mountainbikes der Fall sein kann, kann die Funktionsfähigkeit des Verriegelungsmechanismus eingeschränkt sein. Zudem erfordert die Konstruktion eines Bajonettverschlusses, dass Achse und Gegenstück in einer ganz bestimmten Position zueinander geführt werden, damit ein Einrasten ermöglicht ist. Diese Position wird meist durch Probieren herausgefunden, was zeitraubend ist. Marker, die das Finden der korrekten Position vorgeben, können leicht verschmutzt und somit schlecht erkennbar werden.
-
Eine andere Lösung wird in der Druckschrift
WO 2009 153 038 A1 vorgeschlagen. Hier benötigt die Steckachse kein Gegenstück, sondern beinhaltet selber alle für die Funktion relevanten Komponenten. An ihrem zweiten Ende ist ein mehrfach geschlitzter Bereich angeordnet, welcher durch axiale Zugbeanspruchung aufweitbar ist. Die Zugkräfte werden im Wege des Umlegens des Spannhebels über eine durch die Hohlachse geführte Zugachse bereitgestellt. Im aufgeweiteten Zustand passt das zweite Ende nicht mehr durch die Öffnung des entsprechenden Ausfallendes, so dass ein Klemmen der Hohlachse zwischen den Innenseiten der Ausfallenden ermöglicht wird. Der aufweitbare Bereich kann auch an beiden Enden der Steckachse vorhanden sein, wie in der Druckschrift
US 2005/0110335 A1 gezeigt. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass das zur Lösbarkeit führende Verringern des Durchmessers des aufweitbaren Bereiches „passiv“ erfolgt und ausschließlich von der Konstruktion des aufweitbaren Bereiches (insbesondere seiner Steifigkeit) abhängig ist. Bei einer Verklemmung, beispielsweise aufgrund von Verschmutzung, lässt sich die zum Aufweiten eingesetzte Kraft nicht erhöhen.
-
Eine vergleichbare, ebenfalls einteilige Lösung schlägt die Druckschrift
US 2009/140571 A1 vor. Auch hier ist ein kranzartiger Bereich vorhanden, der allerdings im Grundzustand über den Durchmesser der Steckachse herausragt und so nicht aus dem zweiten Ausfallende herausgezogen werden kann, sondern die zweite Anpressfläche bereitstellt. Durch Zusammendrücken mittels einer Endhülse wird dieser Bereich in seinem Durchmesser auf den Durchmesser der Steckachse verkleinert, so dass dann ein Herausziehen aus den Ausfallenden und der Hohlachse der Nabe ermöglicht ist. Hierbei ist es nötig, dass der Innendurchmesser der Öffnungen der Ausfallenden wie auch der Hohlachse der Nabe in etwa gleich bleibt. Würde sich dieser vergrößern, würde der kranzartige Bereich wieder auffächern, denn ein Zusammendrücken ist nicht mehr möglich, sobald der Bereich und somit die Endhülse von außen nicht mehr zugänglich sind. Um dieses Problem zu umgehen, kann die Hülse im zusammengedrückten Zustand mittels Rotation fixiert werden; der kranzartige Bereich behält dann den verjüngten Durchmesser. Das Einstellen des korrekten, zu einer Fixierung führende Rotationswinkels benötigt jedoch gewisses Fingerspitzengefühl. Zudem ist die zur Fixierung verwendete Mechanik empfindlich gegen Verschmutzung. Auch ist der Aufbau verhältnismäßig kompliziert.
-
Aufgabe der Erfindung und Lösung
-
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Schnellspannsystem für Steckachsen bereitzustellen, welches leicht und sicher zu bedienen ist. Auf eine Rotation zur Herstellung einer dauerhaften Ver- oder Entriegelung soll verzichtet werden. Die zum Entriegeln bereitgestellten Kräfte sollen situationsbedingt wählbar sein. Es soll außerdem unempfindlich gegen Verschmutzung und möglichst einfach aufgebaut sein.
-
Die Aufgabe wird durch ein Schnellspannsystem gemäß dem Hauptanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung, sowie den Figuren zu entnehmen.
-
Beschreibung
-
Das Schnellspannsystem dient dem Befestigen der Nabe eines Laufrads zwischen den Ausfallenden der Gabel oder des Hinterbaus eines Zweirades. Es ist klar, dass die Erfindung auch für Fahrzeuge wie z.B. Liege-, Lasten- oder Behindertenräder, die mehr als zwei Räder aufweisen können, einsetzbar ist.
-
Das Schnellspannsystem umfasst zunächst eine Spannachse. Die Spannachse ist dazu geeignet, Zugkräfte aufzunehmen, die zwischen ihren beiden Enden eingeleitet werden. Sie ist außerdem vorzugsweise dazu geeignet, zumindest in geringem Maße auch Druckkräfte aufzunehmen, da sie andernfalls nur schwer in die entsprechenden Öffnungen der Ausfallenden und die Hohlachse der Nabe einschiebbar wäre
-
An einem ersten Ende der Spannachse ist eine „Vorrichtung zum Aufbringen von axialen Druckkräften“ angeordnet. Diese Vorrichtung hat demnach die Funktion, Druckkräfte bereitzustellen, welche zum Klemmen der Nabe benötigt werden. Typischerweise ist diese Vorrichtung ein Hebel mit Exzenter. Alternativ kann die Vorrichtung auch als Schraubteil ausgestaltet oder bajonett-artig mit der Spannachse verbindbar sein. Dann wird der Spannvorgang nicht durch Umlegen eines Hebels, sondern durch Drehen des Schraubteils durchgeführt. Wesentlich ist lediglich, dass mittels der Vorrichtung besagte Druckkräfte bereitgestellt werden können. Typischerweise resultieren diese aus einer axialen Verschiebung einer zum Ausfallende hin weisenden Außenseite der Vorrichtung.
-
Diese Außenseite wird vorliegend als „erste Klemmfläche“ bezeichnet. Die erste Klemmfläche kann beispielsweise Teil des vorstehend genannten Exzenters sein. Sie kann aber auch die zum Ausfallende hin weisende Seite einer Druckscheibe sein. Vorzugsweise besteht eine solche Druckscheibe dann aus einem Material, auf welchem der ggf. vorhandene Exzenter gut gleiten kann, und ist an die Form des Exzenters angepasst. Auf der anderen Seite ist die Druckscheibe typischerweise plan oder konisch zulaufend, wobei die Oberfläche glatt oder beispielsweise geriffelt sein kann.
-
Es ist klar, dass es eine korrespondierende zweite Klemmfläche geben muss, die die Zugkräfte, die auf die Spannachse im Betriebszustand wirken, aufnehmen kann, und so Druckkräfte auf das zweite Ausfallende ausübt. Diese zweite Klemmfläche wird durch eine in die Spannachse integrierte Komponente bereitgestellt. Durch Betätigen der Vorrichtung zum Aufbringen von axialen Druckkräften wird der Abstand zwischen den beiden einander gegenüber liegenden Klemmflächen verringert. Zwischen den Klemmflächen sind die Ausfallenden bzw. Abstützflächen der Ausfallenden angeordnet. So können Klemmkräfte auf die Ausfallenden ausgeübt werden.
-
Am zweiten Ende der Spannachse ist ein gegen axiale Bewegung sperrender „Verriegelungsmechanismus“ angeordnet. Dieser Verriegelungsmechanismus stellt auch die zweite Klemmfläche bereit. Der Verriegelungsmechanismus hat die Aufgabe, einen mechanischen, während des Betriebs der Spannachse dauerhaften Zusammenhalt mit dem Ausfallende zu gewährleisten.
-
Erfindungsgemäß ist der Verriegelungsmechanismus durch ausschließlich axial am ersten Ende in Richtung des zweiten Endes wirkende Druckkräfte mittels eines Entriegelungsmechanismus dauerhaft entriegelbar. Demnach stellt die Erfindung eine Entriegelungsmechanismus genannte Komponente bereit, welche für eine dauerhafte Entriegelbarkeit des Verriegelungsmechanismus sorgt. Anders ausgedrückt, auch ohne die Einwirkung äußerer Kräfte wie insbesondere Druck- oder Zugkräfte, und ohne die Einwirkung von extern einwirkenden Momenten lässt sich die Spannachse in einem entriegelten Zustand halten, so dass sie auf einfache Weise aus den Ausfallenden herausziehbar ist.
-
Eine derartige Konstruktion bietet eine sehr schnelle und einfache Montage eines Laufrades in der Gabel oder dem Hinterbau eines Zweirades. Die Nabe wird zwischen den Innenseiten der Ausfallenden positioniert. Die Vorrichtung zum Aufbringen von axialen Druckkräften (typischerweise ein Spannhebel) wird geöffnet, die Spannachse wird durch die Öffnung des ersten Ausfallendes, die Hohlachse der Nabe, und die Öffnung des zweiten Ausfallendes gesteckt. Im oder hinter dem zweiten Ausfallende wird der Verriegelungsmechanismus in die Verriegelungsposition gebracht. Durch Einstecken wird die Spannachse demnach mit ihrem zweiten Ende am oder im zweiten Ausfallende verankert; ein Rotieren oder wie auch immer geartetes Positionieren der Achse ist nicht nötig. Durch Betätigen der Vorrichtung zum Aufbringen von axialen Druckkräften werden auf die erste Klemmfläche Druckkräfte ausgeübt, welche sich als Druckkräfte durch die Spannachse fortpflanzen und schließlich über die zweite Klemmfläche in das zweite Ausfallende abgeleitet werden, da sich diese unmittelbar am zweiten Ausfallende abstützt. Die auf die beiden Außenseiten (oder zwei nach Außen gerichtete Abstützflächen) der Ausfallenden wirkenden Druckkräfte drücken diese zusammen; zwischen den Innenseiten der Ausfallenden ist die Hohlachse der Nabe angeordnet. Somit entsteht ein geschlossener Kraftfluss. Die Nabe wird somit geklemmt, das Laufrad ist befestigt.
-
Im umgekehrten Fall, also beim Lösen des Laufrades, wird zunächst die Vorrichtung zum Aufbringen von axialen Druckkräften gelöst. Somit steht die Spannachse nicht mehr unter Druck, die Klemmflächen sind entlastet. Durch Betätigen des Entriegelungsmechanismus wird die mechanische Verbindung zwischen Verriegelungsmechanismus und Ausfallende gelöst. Da der Entriegelungsmechanismus aktiv betätigbar ist, lassen sich auch die zur Entriegelung dienenden Kräfte variabel einsetzen. So kann im Falle von Verschmutzung mehr Kraft bereitgestellt werden, um eventuelles Klemmen zu überwinden. Erfindungsgemäß verbleibt der Entriegelungsmechanismus, und somit auch der Verriegelungsmechanismus, dauerhaft in der entriegelten Position. Die Spannachse kann nun einfach aus dem zweiten Ausfallende, der Hohlachse und schließlich dem ersten Ausfallende herausgezogen werden. Die Nabe ist dann leicht aus der Gabel bzw. dem Hinterbau entnehmbar.
-
Somit ist ein Schnellspannsystem bereitgestellt, welches leicht und sicher zu bedienen ist, da die zu seiner Verwendung benötigten Schritte einfach durchzuführen sind und ohne umständliches Positionieren der Komponenten zueinander auskommen. Auf eine Rotation zur Herstellung einer dauerhaften Ver- oder Entriegelung wird verzichtet. Die zum Entriegeln bereitgestellten Kräfte sind situationsbedingt wählbar. Es ist außerdem unempfindlich gegen Verschmutzung, da es einfach aufgebaut sein kann, was zudem Herstell- und Montagekosten einerseits und Gewicht andererseits zu reduzieren hilft.
-
Figurenbeschreibung
-
Nachfolgend werden zwei Ausprägungen der Erfindung anhand von exemplarischen Ausführungsformen unter Zuhilfenahme der Figuren näher erläutert. Dabei zeigt
-
1 eine Schnittansicht einer Ausführungsform der ersten Ausprägung des erfindungsgemäßen Schnellspannsystems;
-
2 eine Schnittansicht einer Ausführungsform der zweiten Ausprägung des erfindungsgemäßen Schnellspannsystems;
-
3 eine Explosionsansicht des zweiten Endes der Spannachse nach der Ausführungsform gemäß 2;
-
In der 1 ist eine Schnittansicht einer Ausführungsform der ersten Ausprägung des erfindungsgemäßen Schnellspannsystems dargestellt. Vorliegend ist die erste Klemmfläche 4 die im Bild nach rechts weisende Seite einer Druckscheibe. Die Druckscheibe liegt an einem Hebel mit Exzenter (jeweils ohne Bezugszeichen) an. Die Klemmfläche 4 ist dazu vorgesehen, an einer nach links im Bild weisenden Außenseite des ersten Ausfallendes 8A anzuliegen (vorliegend sind Außenseite und erste Klemmfläche 4 noch geringfügig voneinander beabstandet).
-
Nach dieser Ausprägung wird die dauerhafte Entriegelbarkeit durch eine am ersten Ende 2 manuell, beispielsweise mit den Fingern einer Hand (nicht gargestellt), herstellbare kraftschlüssige Verbindung zwischen der Vorrichtung zum Aufbringen von axialen Druckkräften 3 (hier: Spannhebel mit Exzenter) und Verriegelungsmechanismus 6 erreicht.
-
In der gezeigten Ausführungsform wird diese kraftschlüssige Verbindung unter Zuhilfenahme weiterer Komponenten bewerkstelligt. Das bedeutet, dass die beiden die Verrieglung aufrecht erhaltenden Finger nicht unmittelbar mit dem Verriegelungsmechanismus 6 in Verbindung kommen, wie weiter unten erläutert wird.
-
Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die axialen Druckkräfte F1 durch eine ihnen entgegen gerichtete Innenfläche 8C des zweiten Ausfallendes 8B aufnehmbar. Das bedeutet, dass das zweite Ausfallende 8B geschossen (als Sackloch) ausgebildet ist, oder einen Käfig, eine Kappe oder dergleichen aufweist. Die Lage der Innenfläche 8C ist in der 1 durch die dicke, gestrichelte Linie angedeutet. Die Druckkräfte F1 führen demnach nicht zu einem beliebigen Herausschieben der Spannachse 1, bis die Druckscheibe trotz Lösens der Vorrichtung zum Aufbringen von axialen Druckkräften 3 wieder am ersten Ausfallende 8A anliegt. Das zweite Ende 5 liegt vielmehr an der Innenwand 8C an, so dass eine axiale Bewegung der Spannachse 1 schließlich gestoppt wird.
-
Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass der bewegliche Teile enthaltende Verriegelungsmechanismus vor Schmutz geschützt ist.
-
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Spannachse 1 dann zum Herausnehmen überhaupt nicht mehr, im Gegensatz zu manchen aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen, von beiden Seiten berührt werden muss. Vorliegend reicht eine einseitige Berührung zum Betätigen des Entriegelungsmechanismus 9, der später genauer erläutert wird, aus. Die Bedienung erfolgt vorliegend ausschließlich von der linken Seite her (erstes Ende 2).
-
Für den Fall, dass das zweite Ausfallende 8B keine Innenfläche 8C aufweist, muss zum Entriegeln vorübergehend eine mit der Innenfläche 8C gleichwirkende Fläche bereitgestellt sein. Dies kann beispielsweise der Finger oder die Handfläche des Benutzers sein.
-
Wie in der 1 dargestellt, werden die Druckkräfte F1, die zum Entriegeln des Verriegelungsmechanismus 6 benötigt werden, vorzugsweise über eine im Inneren der vorliegend hohl ausgeführten Spannachse 1 (Hohlachse 11) axial verlaufende Zugstange 10, die mit der Vorrichtung zum Aufbringen von axialen Druckkräften 3 verbunden ist, an den Entriegelungsmechanismus 9 übertragen.
-
Wenn die Zugstange 10 wie gezeigt am Spannhebel befestigt ist, kann dieser gut als Haltegriff dienen. Schieben des Spannhebels nach rechts im Bild erzeugt die benötigten Druckkräfte F1.
-
Es ist klar, dass die Skizze der 1 nicht maßstäblich ist; demnach kann z.B. die Hohlachse 11 einen deutlich größeren Innendurchmesser haben, als der Außendurchmesser der Zugstange 10 beträgt, um Gewicht zu sparen. Vorteilhaft ist jedoch eine Führung der Zugstange 10, um ein koaxiales Bewegen in der Spannachse 1.
-
Es ist außerdem klar, dass (jedenfalls im angespannten Zustand) mit der Zugstange 10 zum Klemmen der Spannachse 1 Zugkräfte auf die Spannachse 1 (genauer: Hohlachse 11) übertragbar sein müssen.
-
Anders ausgedrückt, die Zugkräfte, die durch Betätigen der Vorrichtung zum Aufbringen von axialen Druckkräften 6 auf die Zugstange 10 wirken, müssen von dieser im Bereich des zweiten Endes 5 von der Zugstange 10 wieder auf die Hohlachse 11 umgeleitet werden. Hierzu zeigt die dargestellte Ausführungsform beispielhaft bestimmte geometrische Merkmale. Diese können jedoch selbstverständlich auch anders ausgestaltet sein, um trotzdem dieselbe Funktion zu erfüllen.
-
Nach der beispielhaften Ausführungsform weist die Zugstange 10 an ihrem distalen Ende eine Verbreiterung 10A auf. Diese ist in einer Aussparung 13 (z.B.) des zweiten Endes (5) der Spannachse (1) bewegbar, wobei die Verbreiterung 10A mindestens eine Andruckfläche 10B aufweist. Mit dieser Andruckfläche 10B liegt die Verbreiterung 10A bei Zugbelastung gegen einen in Richtung des ersten Endes 2 liegenden Endanschlag 13B der Aussparung 13 an.
-
Zugkräfte werden demnach vom Spannhebel in die Zugstange 10 eingeleitet. An ihrem zweiten Ende werden sie über die Verbreiterung 10A umgelenkt und auf die Andruckfläche 10B übertragen. Die letztere Teil der Hohlachse 11 ist, werden somit die Zugkräfte auf die Spannachse 1 übertragen.
-
Die umgeleiteten Zugkräfte müssen ferner zu Druckkräften F2 werden, die auf das zweite Ausfallende 8B wirken. Die Druckkräften F2 entsprechen vom Betrag her den Druckkräften F1, haben jedoch (im wesentlichen) die umgekehrte Richtung. In der 1 wird der Kraftvektor F1 in zwei gleich große, umgekehrt gerichtete Kraftvektoren F2 aufgeteilt, die mit halber Länge dargestellt sind.
-
Nach einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Verriegelungsmechanismus 6 Sperrklinken 6A, 6B, welche aus dem zweiten Ende 5 herausklappbar sind, und mit welchen besagte Druckkräfte F2 vom zweiten Ende 5 der Spannachse 1, z.B. über die dargestellten Drehgelenke 14, auf eine zur Außenseite des zweiten Ausfallendes 8B weisende Auflagefläche 8D übertragbar sind.
-
Anhand dieser Konstruktion können die Druckkräfte F1 auf einfache Weise in die Druckkräfte F2 überführt werden. Es ist klar, dass die Sperrklinken auch anders als dargestellt gelagert sein können; wesentlich ist nur, dass sie die Umleitung der Druckkräfte ermöglichen. Vorteilhaft sind demnach in Lager mit einer z.B. zylinderförmigen Kontur, welche in einer entsprechend geformten, in Richtung des ersten Endes 2 offenen Lagerschale liegen. Die Zylinderachse verläuft dann senkrecht zur Bildebene der 1.
-
Nach der gezeigten Ausführungsform ist der Entriegelungsmechanismus 9 durch innerhalb der Spannachse 1 liegende, mittels der Zugstange 10 durch Aufbringen von axial in Richtung des zweiten Endes 5 wirkenden Druckkräften F1 betätigbare Enden 6C der Sperrklinken 6A, 6B gebildet.
-
Das bedeutet, dass durch axiales Verschieben der Zugstange 10, bewirkt durch die Druckkräfte F1, das zweite Ende der Zugstange (rechts im Bild) gegen die beiden Enden 6C der Sperrklinken 6A, 6B gedrückt werden kann. Dadurch werden die beiden Sperrklinken 6A, 6B in die dafür vorgesehene Aussparung 13 eingeklappt. Mithin ist der effektive Außendurchmesser des zweiten Endes 5 der Spannachse 1 soweit reduzierbar, dass das zweite Ende 5 durch die Öffnung des zweiten Ausfallendes 8B, anschließend durch die (nicht dargestellte) Hohlachse der Nabe, und abschließend auch durch die Öffnung des zweiten Ausfallendes 8A geführt (gezogen) werden kann.
-
Es ist klar, dass nach dem initialen „Eintauchen“ der Sperrklinken 6A, 6B in die Öffnung des zweiten Ausfallendes 8B dieselben selbsttätig eingeklappt bleiben, und zwar selbst dann, wenn der Entriegelungsmechanismus 9 nicht weiter betätigt wird.
-
Allerdings kann es von Vorteil sein, wenn die Sperrklinken 6A, 6B weiterhin eingeklappt bleiben. Hierzu kann z.B. mittels zwei Fingern eine dauerhafte Entriegelung dergestalt herbeigeführt werden, dass (nach dem Einklappen der Sperrklinken 6A, 6B die Fingerspitzen des Benutzers in den Zwischenraum zwischen Druckscheibe und erstem Ende 2 der Spannachse 1 gebracht werden, so dass der Abstand gewahrt bleibt. Dies führt zu einem Beibehalten der Eingeklappten Position. Alsdann kann die Spannachse 1 aus den Öffnungen herausgezogen werden.
-
Auch für den Fall, dass die über die Druckfeder 9B selbsttätig ausklappenden Sperrklinken 6A, 6B an einem Vorsprung oder Absatz der Öffnungen, oder einem Übergang zwischen den Öffnungen und der Hohlachse der Nabe hängenbleiben, kann durch temporäres Vergrößern des vorstehend genannten Abstandes ein Einklappen der Sperrklinken 6A, 6B erreicht werden. Ein Berühren derselben ist hierzu nicht nötig und, während die Sperrklinken 6A, 6B noch nicht aus dem ersten Ausfallende 8A herausgezogen wurden, auch nicht möglich.
-
Nachfolgend wird nun eine zweite Ausprägung der Erfindung anhand der 2 und 3 beschrieben. Das erste Ende der Spannachse 1 ist dort nicht dargestellt, ist jedoch bevorzugt wie in der zuerst beschriebenen Ausprägung ausgestaltet (Klemmhebel mit Exzenter und ggf. Druckscheibe). Die in 2 gezeigte Situation entspricht einer bereits entriegelten und ein kleines Stück aus dem zweiten Ausfallende herausgezogenen Spannachse.
-
Demnach wird die dauerhafte Entriegelbarkeit durch einen mittels axialer Verschiebung alternierend eine mechanisch gesperrte entriegelnde und eine mechanisch gesperrte verriegelnde Position einnehmenden Entriegelungsmechanismus 9 erreicht.
-
Anders ausgedrückt, der Entriegelungsmechanismus 9 kann in axialer Richtung zwei unterschiedliche Positionen einnehmen. In jeder Position ist er mechanisch fixiert, verbleibt also ohne weitere Krafteinwirkung in dieser Position. In der einen Position betätigt er den Verriegelungsmechanismus 6 nicht, so dass letzterer – je nach konkreter Konstruktion – entweder in verriegelndem Eingriff mit dem Ausfallende ist, oder das Ausfallende freigibt. In der anderen Position des Entriegelungsmechanismus ist die Situation gerade umgekehrt. Der Wechsel zwischen den beiden Positionen erfolgt alternierend, d.h. von der einen Position gelangt der Entriegelungsmechanismus 9 in die andere, bei einem erneuten Betätigen wieder in die erste und so fort.
-
Vorzugsweise sind die Druckkräfte F1 über die Spannachse 1 (genauer: die Hohlachse 11) selber an den Entriegelungsmechanismus 9 übertragbar, welcher aus dem zweiten Ende 5 der Spannachse 1 herausragt. Eine weitere Komponente zur Kraftübertragung ist demnach nicht notwendig, die Hohlachse 11 dient selber als Vermittler der am ersten Ende einzubringenden Betätigungskräfte.
-
Vorteil dieser Ausführungsform ist der Verzicht auf die nach der ersten Ausprägung noch benötigte Zugachse 10.
-
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist der den Entriegelungsmechanismus 9 an einer den Druckkräften F1 entgegen gerichteten Innenfläche 8C des zweiten Ausfallendes 8B positionierbar. Durch axiales Verschieben der Spannachse 1 zusammen mit dem aus ihr herausragenden Entriegelungsmechanismus 9 in Richtung dieser Innenfläche 8C kommen Entriegelungsmechanismus 9 und Innenfläche 8C schließlich in mechanischen Kontakt. Durch weiteres Verschieben wird der Entriegelungsmechanismus 9 betätigt, gelangt also von der einen in die andere Position, in der er anschießend (bei Zurücknahme der Druckkräfte F1 und der damit verbundenen axialen Verschiebung) auch mechanisch gesperrt verbleibt.
-
Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass auch kein kurzzeitiges Berühren des zweiten Endes 5 nötig ist. Zudem ist im Falle eines geschlossenen Ausfallendes 8B der Entriegelungsmechanismus vor Schmutz und Beschädigungen geschützt.
-
Nach einer nicht gezeigten Ausführungsform ist das zweite Ausfallende 8B offen ausgestaltet. Dann ist es nötig, kurzzeitig mit dem Finger eine Fläche bereitzustellen, an welcher die Druckkräfte F1 in die Druckkräfte F2, die auch als „Reaktionskräfte“ bezeichnet werden können, gewandelt werden. Es sei angemerkt, dass in der Ausführungsform der 2 tatsächlich erst dann Druckkräfte F2 auf den Entriegelungsmechanismus 9 ausgeübt werden, wenn dieser in mechanischem Kontakt mit der Innenwand 8C steht (vorliegend sind diese Komponenten zur besseren Darstellung jedoch leicht beabstandet gezeichnet).
-
Nach der gezeigten Ausführungsform ist der Entriegelungsmechanismus 9 mittels einer Kulissensteuerung in den beiden Positionen fixierbar. Kulissensteuerungen sind beispielsweise aus dem Bereich von Schreibgeräten (Kugelschreibern) bekannt. Ein Zapfen wird in einer umlaufenden Bahn geführt (jeweils nicht gezeigt). Der Zapfen ist mit dem Entriegelungsmechanismus 9 verbunden. Die Bahn weist einen Abschnitt mit geringerem und einen mit größerem axialen Abstand zur ersten Klemmfläche (nicht gezeigt) auf. Durch mechanische Sperren ist der Zapfen sowohl im ersten als auch im zweiten Abschnitt, also in unterschiedlichen axialen Positionen, fixierbar. Diese beiden Positionen geben die oben genannte, mechanisch gesperrte entriegelnde und die mechanisch gesperrte verriegelnde Position vor. Durch temporäres Aufbringen von axialen Druckkräften F1 bzw. F2 überwindet der Zapfen die Sperre und gelangt in die andere Position, wo er – bis zum nächsten Betätigen – mechanisch gesperrt verbleibt.
-
Aus dem Stand der Technik sind dem Fachmann verschiedene Varianten einer solchen Kulissensteuerung mit alternierenden axialen Positionen wohlbekannt; auf eine detaillierte Beschreibung wird daher vorliegend verzichtet.
-
Vorzugsweise weist die zweite Klemmfläche 7 des Verriegelungsmechanismus 6 in der ersten Position eine Umhüllende mit größerem Umfang als in der zweiten Position auf.
-
Die Situation mit einer Umhüllenden geringen Umfangs ist in 2 und 3 dargestellt. Wie ersichtlich entspricht der Durchmesser D des Verriegelungsmechanismus 6 dem Außendurchmesser der Hohlachse 11 Somit ragt der Verriegelungsmechanismus 6 nicht über die Mantelfläche der Spannachse 1 heraus, die Spannachse 1 kann leicht montiert oder demontiert werden. Durch Betätigen des Verriegelungsmechanismus 6 (nicht gezeigt) wird dessen Umhüllende (genauer: die Umhüllende seiner zweiten Klemmfläche 7) vergrößert, so dass er den Außendurchmesser der Hohlachse 11 überragt. Dann kann er in mechanischem Eingriff mit einer Auflagefläche 8D sein, wodurch die axiale Bewegung der Spannachse 1 in Richtung des ersten Endes verhindert wird.
-
In der 2 hat der Verriegelungsmechanismus 6 jedoch bereits die Auflagefläche 8D passiert und befindet sich teilweise in der Öffnung des zweiten Ausfallendes 8B.
-
Nach der gezeigten Ausführungsform umfasst der Verriegelungsmechanismus 6 eine Mehrzahl von Sperrklinken 6’, welche kranzförmig angeordnet und radial bewegbar sind. Diese Sperrklinken 6’ können eine in Richtung des ersten Endes weisende Fase aufweisen. Sie können mittels eines einfachen O-Rings elastisch zusammengehalten werden, der die einzelnen Sperrklinken 6’ zu einem Paket verbindet. Die radiale Bewegbarkeit wird durch die Elastizität des O-Rings ermöglicht. Zugleich zieht der O-Ring den Kranz wieder zusammen, wenn dieser nicht vom Entriegelungsmechanismus 9 betätigt (in die Verriegelungsposition gebracht) wird.
-
Vorliegend wird die radiale Bewegung durch axiales Eintauchen eines in Richtung des ersten Endes (im Bild nach links) weisenden kegelförmigen Absatzes des Entriegelungsmechanismus 9 erzeugt. Die Innenseiten der Sperrklinken 6’ werden durch axiale Bewegung des Entriegelungsmechanismus 9 in Richtung der ersten Klemmfläche auseinander gedrückt. Somit vergrößert sich die Umhüllende der zweiten Klemmfläche aufgrund des Ausübens axialer Druckkräfte F1 bzw. F2 auf den Entriegelungsmechanismus 9. Dieser ist vorliegend als Druckkopf ausgebildet.
-
Nach der gezeigten Ausführungsform weist die Spannachse 1 im Bereich ihres zweiten Endes 5 für die Sperrklinken 6’ vorgesehene Fenster 12 am Umfang auf. Durch diese Fenster 12 können die einzelnen Sperrklinken 6’ hindurchtreten, wenn sie durch den Entriegelungsmechanismus 9 betätigt werden.
-
Es ist klar, dass auch alternative Konstruktionen möglich sind, beispielsweise solche mit herausklappbaren Sperrklinken, wie sie in der ersten Ausprägung vorgeschlagen wurden.
-
Wie dargelegt löst ein erfindungsgemäßes Schnellspannsystem die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme. Das Schnellspannsystem ist leicht und sicher zu bedienen, benötigt keine Rotation zur Herstellung einer dauerhaften Ver- oder Entriegelung, und die zum Entriegeln bereitgestellten Kräfte sind situationsbedingt wählbar. Es ist außerdem unempfindlich gegen Verschmutzung, und weist zudem reduzierte Herstell- und Montagekosten einerseits sowie geringeres Gewicht andererseits auf.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Spannachse
- 2
- erstes Ende
- 3
- Vorrichtung zum Aufbringen von axialen Druckkräften
- 4
- erste Klemmfläche
- 5
- zweites Ende
- 6
- Verriegelungsmechanismus
- 6’, 6A, 6B
- Sperrklinke
- 7
- zweite Klemmfläche
- 8A
- erstes Ausfallende
- 8B
- zweites Ausfallende
- 8C
- Innenfläche
- 8D
- Auflagefläche
- 9
- Entriegelungsmechanismus
- 9B
- Druckfeder
- 9C
- kegelförmiger Absatz
- 10
- Zugstange
- 10A
- Verbreiterung
- 10B
- Andruckfläche
- 11
- Hohlachse
- 12
- Fenster
- 13
- Aussparung
- 13B
- Endanschlag
- 14
- Drehgelenk
- 15
- O-Ring
- D
- Durchmesser
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- GB 2414971 A [0008]
- AU 2014271226 A1 [0008]
- WO 2009153038 A1 [0009]
- US 2005/0110335 A1 [0009]
- US 2009/140571 A1 [0010]
