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Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung, insbesondere eine Gurtratsche, mit einem Grundrahmen, ferner mit zumindest einer im Grundrahmen drehbar gelagerten Wickelwelle, und mit einer Handhabe zum Antrieb der Wickelwelle, wobei an den Grundrahmen und die Wickelwelle ein oder mehrere Spannmittel zur Zugübertragung angeschlossen sind.
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Spannvorrichtungen des eingangs beschriebenen Aufbaus dienen typischerweise zur Sicherung von Lasten oder Ladungen und insbesondere zum Verzurren solcher Lasten auf Transportflächen im Zusammenhang mit der Transportsicherung. Bei dem Spannmittel handelt es sich zu diesem Zweck regelmäßig um einen oder mehrere Gurte, insbesondere Kunststoffgewebegurte. Dabei wird im Allgemeinen so vorgegangen, dass ein Ende (das Festende) des Spannmittels an den Grundrahmen angeschlossen ist, während ein Losende meistens eines weiteren Spannmittels oder Gurtes um die Wickelwelle herum oder in diese eingeschlauft wird, so dass durch Drehen der Wickelwelle mit Hilfe der Handhabe die gewünschte Zugspannung im Spannmittel bzw. dem Spanngurt aufgebaut werden kann, um die gewünschte Ladungssicherung zu erreichen.
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Mit Hilfe solcher Spannvorrichtungen und insbesondere Gurtratschen lassen sich Spannkräfte von mehreren 100 daN realisieren. Heutzutage werden oftmals Spannkräfte von über 1000 und sogar von 2000 bzw. 2500 daN im Minimum gefordert. Derartige Spannkräfte müssen nicht nur von dem flexiblen und um die zu sichernde Last herumgeführten Spannmittel aufgenommen werden, sondern auch von der Spannvorrichtung. Tatsächlich werden solche Spannvorrichtungen im Allgemeinen manuell beaufschlagt, in dem ein Bediener die Handhabe zum Antrieb der Wickelwelle typischerweise hin- und herschwenkt. In Verbindung mit zumeist einem der Wickelwelle zugeordneten Klinkengesperre kann so die gewünschte Spannkraft im Spannmittel erzeugt werden. Das hat sich grundsätzlich bewährt, wozu auf den gattungsbildenden Stand der Technik nach der
DE 37 23 846 A1 oder auch gemäß der
DE 29 14 888 A1 verwiesen sei.
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Aufgrund der angesprochenen Spannkräfte von mehreren 100 daN sind die bekannten Spannvorrichtungen massiv aufgebaut und werden größtenteils aus Stahl und insbesondere hochfestem Stahl hergestellt. Als Folge hiervon verfügen solche Spannvorrichtungen und insbesondere Gurtratschen über ein erhebliches Gewicht, welches ihre Handhabung erschwert. Das heißt, die betreffende Gurtratsche muss zum Zwecke der Ladungssicherung meistens zusammen mit Spannhaken über die zu sichernde Last oder Ladung geführt und entsprechend positioniert werden. Das ist teilweise aufwendig und für Bediener beschwerlich. Hier will die Erfindung insgesamt Abhilfe schaffen.
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Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine derartige Spannvorrichtung so weiter zu entwickeln, dass die Bedienung und Handhabung vereinfacht sind.
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Zur Lösung dieser technischen Problemstellung schlägt die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Spannvorrichtung vor, dass zugbeaufschlagte Funktionselemente aus einem unterschiedlichen Werkstoff im Vergleich zu zugentkoppelten Funktionselementen hergestellt sind.
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Im Rahmen der Erfindung werden folglich die einzelnen Funktionselemente der Spannvorrichtung unterschieden. Bei den zugbeaufschlagten Funktionselementen handelt es sich um solche, die vom jeweiligen Spannmittel auf die Spannvorrichtung Zug übertragen bzw. aufnehmen. Typischerweise gehören zu diesen zugbeaufschlagten Funktionselementen wenigstens der Grundrahmen und die im Grundrahmen drehbar gelagerte Wickelwelle bzw. ein der Wickelwelle zugehöriges Klinkengesperre. Anstelle der Wickelwelle kann aber auch das Klinkengesperre - sofern vorhanden - den vom jeweiligen Spannmittel auf die Spannvorrichtung übertragenen Zug aufnehmen, wohingegen die Wickelwelle in einem solchen Fall als zugentkoppeltes Funktionselement fungiert.
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Tatsächlich wird in dem beschriebenen Beispielfall die vom Spannmittel aufgebrachte Kraft von der Wickelwelle mehr oder minder umgelenkt und auf ein Sperrrad mit Zähnen übertragen, welches im Zusammenhang mit einer zugehörigen Sperrklinke das zuvor bereits angesprochene Klinkengesperre definiert. Jedenfalls dienen in einem solchen Fall primär das Sperrrad und die Sperrklinke und mithin das Klinkengesperre zur Aufnahme der Zugkräfte, sind also als zugbeaufschlagte Funktionselemente ausgebildet, wohingegen die Wickelwelle die angreifende Zugkraft oder die Zugkräfte größtenteils umlenkt, folglich als zugentkoppeltes Funktionselement fungiert.
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Hiervon zu unterscheiden sind weitere zugentkoppelte Funktionselemente, also Funktionselemente, die nicht oder nur wenig mit dem seitens der Spannmittel aufgebauten Zug beaufschlagt werden. Hierzu gehört regelmäßig zumindest die Handhabe (neben der zuvor bereits angesprochenen Wickelwelle). Solche zugentkoppelten Funktionselemente nehmen - wenn überhaupt - 10 % und weniger der Zugkraft auf. Primär greifen Betätigungskräfte an.
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Durch den erfindungsgemäß vorgenommenen Rückgriff auf unterschiedliche Werkstoffe für einerseits die zugbeaufschlagten und andererseits die zugentkoppelten Funktionselemente lässt sich das Gewicht der beanspruchten Spannvorrichtung deutlich reduzieren. Hierbei geht die Erfindung von der weitergehenden Erkenntnis aus, dass der Werkstoff für die zugbeaufschlagten Funktionselemente im Allgemeinen eine Dichte mehr als 7 g/cm3 aufweist. Demgegenüber verfügt der Werkstoff für die zugentkoppelten Funktionselemente meistens über eine Dichte von weniger als 2 g/cm3.
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Dadurch kann das Gewicht einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung im Vergleich zu einer herkömmlichen Spannvorrichtung im Allgemeinen um wenigstens 10 % verringert werden. Meistens wird sogar eine Gewichtsreduktion von 20 % und mehr beobachtet, wobei sogar Gewichtsreduktionen von bis zu in etwa 30 % gegenüber herkömmlichen Spannvorrichtungen beobachtet werden. Dadurch lässt sich die Handhabung der Spannvorrichtung bei der Ladungssicherung deutlich vereinfachen.
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Hierbei geht die Erfindung von der weiteren Erkenntnis aus, dass bei der beschriebenen Spannvorrichtung die zugbeaufschlagten Funktionselemente in etwa 60 bis 70 % des Gewichtes ausmachen und dementsprechend die zugentkoppelten Funktionselemente zu 30 bis 40 Gew.-% beitragen. Da die Dichte der zugentkoppelten Funktionselemente weniger als 1/3 der zugbeaufschlagten Funktionselemente beträgt, kann das Gewicht der zugentkoppelten Funktionselemente auf in etwa 1/3 oder noch weniger im Vergleich zu herkömmlichen Spannvorrichtungen reduziert werden. In Verbindung mit den zuvor angegebenen Abschätzungen führt dies dann auf die beschriebenen Gewichtsreduktionen von wenigstens 10 % bis zu 30 % und noch mehr im Vergleich zu einer Spannvorrichtung, welche durchgängig aus dem Werkstoff mit einer Dichte von mehr als 7 g/cm3 hergestellt ist.
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Die Erfindung berücksichtigt hierbei, dass die zugbeaufschlagten Funktionselemente im Allgemeinen aus einem Werkstoff mit einer Zugfestigkeit von mehr als 500 N/mm2 (500 MPa) hergestellt sind. Insbesondere werden an dieser Stelle Werkstoffe eingesetzt, die eine Zugfestigkeit von mehr als 1000 N/mm2 (1000 MPa) und vorzugsweise mehr als 2000 N/mm2 (2000 MPa) aufweisen. Die Zugfestigkeit wird dabei regelmäßig entsprechend DIN EN 10025 ermittelt.
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Demgegenüber reicht für die zugentkoppelten Funktionselemente ein Werkstoff aus, der mit einer Zugfestigkeit von mehr als 100 N/mm2 (100 MPa) hergestellt wird. Vorzugsweise beträgt die Zugfestigkeit für die zugentkoppelten Funktionselemente 500 N/mm2 (500 MPa), wobei die Zugfestigkeit ähnlich wie zuvor gemessen werden kann. Aufgrund der unterschiedlichen Anforderungen an die Zugfestigkeit erklärt sich auch, dass an dieser Stelle Werkstoffe mit verschiedener Dichte zum Einsatz kommen können und folglich das Gesamtgewicht der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung gegenüber herkömmlichen Spannvorrichtungen wie skizziert reduziert werden kann.
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Tatsächlich hat sich als Werkstoff für die zugentkoppelten Funktionselemente insbesondere Kunststoff, gegebenenfalls mit Zusätzen bzw. Einlagerungen, als besonders günstig erwiesen. Das heißt, der eingesetzte Kunststoff kann mit einer Armierung ausgerüstet werden, bei der es sich um eingelegten Stahl, eine Stahlmatte etc. handeln kann. Aus Gründen einer einfachen Fertigung greift man an dieser Stelle jedoch im Allgemeinen auf faserverstärken Kunststoff zurück, d. h. der Kunststoff weist eingelagerte Fasern auf.
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Bei den Fasern handelt es sich meistens um Kurzfasern mit einer Faserlänge von weniger als 10 mm und vorzugsweise mit einer Faserlänge von 5 mm und ganz bevorzugt mit einer Faserlänge von 1 mm und weniger. Denn solche Kurzfasern lassen sich problemlos in Kunststoffgranulat einbringen und zusammen mit dem Granulat durch Extrusion verarbeiten, so dass die zugentkoppelten Funktionselemente erfindungsgemäß besonders vorteilhaft im Zuge eines Extrusionsverfahrens hergestellt werden können. Das verringert die Produktionskosten.
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Jedenfalls verfügen solche faserverstärkten Kunststoffe problemlos über Zugfestigkeiten von mehr als 100 N/mm2 (100 MPa), wobei sogar Zugfestigkeiten von 1000 N/mm2 (1000 MPa) erreicht werden können. Das hängt vom Anteil und der Auslegung der eingebrachten Fasern ab. Tatsächlich hat es sich an dieser Stelle bewährt, wenn als Fasern Glasfasern, Carbonfasern, Aramidfasern oder vergleichbare künstliche Fasern zum Einsatz kommen, die selbstverständlich auch untereinander gemischt werden können. Alternativ oder zusätzlich können aber auch Naturfasern eingesetzt werden. Bei diesen Naturfasern kann es sich um Flachs, Hanf, Sisal, Jute oder dergleichen handeln. Der Gewichtsanteil der Fasern im faserverstärkten Kunststoff zur Herstellung der zugentkoppelten Funktionselemente beträgt im Allgemeinen weniger als 50 Gew.-% bezogen auf die Kunststoffmasse. Im Regelfall werden sogar Gewichtsanteile für die Fasern von weniger als 25 Gew.-% bezogen auf die Kunststoffmasse beobachtet und eingestellt. Dadurch lassen sich einerseits Zugfestigkeiten von mehreren 100 N/mm2 (100 MPa) darstellen und werden andererseits Dichten für solche faserverstärkten Kunststoffe beobachtet, die deutlich unterhalb von 2 g/cm3 angesiedelt sind, meistens sogar weniger als 1,5 g/cm3 betragen. Dadurch wird das Dichteverhältnis im Vergleich zum Werkstoff für die zugbeaufschlagten Funktionselemente noch einmal deutlich verbessert.
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Denn bei dem Werkstoff für die zugbeaufschlagten Funktionselemente handelt es sich meistens um Stahl und insbesondere hochfesten Stahl, welcher eine Dichte von nahezu 8 g/cm3 aufweist, so dass sich Dichteverhältnisse zwischen dem Werkstoff für die zugbeaufschlagten Funktionselemente und demjenigen für die zugentkoppelten Funktionselemente von typischerweise 3 : 1 bis 5 : 1 und mehr realisieren lassen.
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Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung ist folglich insgesamt als Hybrid-Spannvorrichtung ausgebildet, weil an dieser Stelle je nach Zugbeaufschlagung unterschiedliche Werkstoffe zum Einsatz kommen. Tatsächlich wird man meistens so vorgehen, dass wenigstens der Grundrahmen und gegebenenfalls die Wickelwelle bzw. das Klinkengesperre als zugbeaufschlagte Funktionselemente aus Stahl hergestellt sind. Demgegenüber wird man zur Herstellung der Handhabe und gegebenenfalls der Wickelwelle als zugentkoppelte Funktionselemente im Allgemeinen auf Kunststoff und insbesondere faserverstärkten Kunststoff zurückgreifen. Dadurch kann das Gewicht der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung gegenüber herkömmlichen Spannvorrichtungen deutlich reduziert werden, die insgesamt aus Stahl produziert werden. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
- 1 die erfindungsgemäße Spannvorrichtung in Gestalt einer Gurtratsche perspektivisch und
- 2 eine Draufsicht auf die Gurtratsche nach 1
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In den Figuren ist eine Spannvorrichtung dargestellt, bei der es sich nach dem Ausführungsbeispiel um eine Gurtratsche handelt, also eine Spannvorrichtung für lediglich angedeutete Spannmittel bzw. Kunststoffgurte 1. Bei den Kunststoffgurten 1 handelt es sich um Kunststoffgewebegurte. Tatsächlich sind an dieser Stelle zwei Kunststoffgurte 1 realisiert, wobei ein Kunststoffgurt 1a mit seinem Festende direkt an einen Grundrahmen 2 angeschlossen ist. Ein weiterer zweiter Kunststoffgurt 1b wird mit seinem Losende in eine im Grundrahmen 2 drehbar gelagerte Wickelwelle 3 eingeschlauft. Die Wickelwelle 3 ist mit einem Klinkengesperre 4, 5 ausgerüstet, welches sich aus zwei Sperrrädern 4 mit Zähnen beidseitig der Wickelwelle 3 einerseits und einer Sperrklinke 5 andererseits zusammensetzt.
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Bei der Sperrklinke 5 handelt es sich ausweislich der Draufsicht nach 2 um einen Sperrschieber, welcher gegen Federkraft in Längsrichtung gegenüber einer Handhabe 6 verschoben werden kann. Die Handhabe 6 ist achsgleich zur Wickelwelle 3 drehbar am Grundrahmen 2 gehalten bzw. an den Grundrahmen 2 angeschlossen. Mit Hilfe der Handhabe 6 kann die Wickelwelle 3 angetrieben werden.
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Zu diesem Zweck lässt sich die Handhabe 6 drehend und manuell um ihre gemeinsame Achse mit der Wickelwelle 3 beaufschlagen. Sobald in diesem Fall die Sperrklinke 5 bzw. der Sperrschieber mit den Zähnen des betreffenden Sperrrades 4 in Eingriff ist, wird hierdurch die Wickelwelle 3 gedreht, so dass das hierin eingeschlaufte Losende des Kunststoffgurtes 1b zunehmend gespannt wird. Zum Lösen der Spannvorrichtung bzw. Gurtratsche muss lediglich die Sperrklinke 5 bzw. der Sperrschieber von einer Bedienperson gegen die Kraft einer Feder von seinem Eingriff mit den Zähnen des zugehörigen Sperrrades 4 entfernt werden.
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Jedenfalls kann durch eine entsprechende Beaufschlagung der Handhabe 6 das betreffende Spannmittel bzw. der zugehörige Kunststoffgurt 1 zur Zugübertragung beaufschlagt werden. Dadurch lässt sich mit Hilfe der Spannvorrichtung beispielsweise eine Last oder Ladung auf einer Ladefläche lösbar fixieren. Bei diesem Vorgang werden entsprechende Spannkräfte bzw. Zugkräfte auf die Spannvorrichtung respektive Gurtratsche übertragen.
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Die einzelnen Funktionselemente der Spannvorrichtung lassen sich in zugbeaufschlagte Funktionselemente 2, 4, 5 und zugentkoppelte Funktionselemente 3, 6 unterscheiden. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels und nicht einschränkend handelt es sich bei den zugbeaufschlagten Funktionselementen 2, 4, 5 um einerseits den Grundrahmen 2 und andererseits das Klinkengesperre 4, 5 bzw. das Sperrrad 4 und die Sperrklinke 5. Demgegenüber gehören zu den zugentkoppelten Funktionselementen 3, 6 im Ausführungsbeispiel die Wickelwelle 3 und die Handhabe 6. Erfindungsgemäß sind nun die zugbeaufschlagten Funktionselemente 2, 4, 5 aus einem unterschiedlichen Werkstoff im Vergleich zu den zugentkoppelten Funktionselementen 3, 6 hergestellt. Tatsächlich kommt nach dem Ausführungsbeispiel für die zugbeaufschlagten Funktionselemente 2, 4, 5 Stahl bzw. hochfester Stahl zum Einsatz, wohingegen die zugentkoppelten Funktionselemente 3, 6 aus Kunststoff und insbesondere einem faserverstärkten Kunststoff hergestellt sind.
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Als Folge hiervon verfügen die zugbeaufschlagten Funktionselemente 2, 4, 5 über eine Dichte von mehr als 7 g/cm3, wohingegen für die zugentkoppelten Funktionselemente 3, 6 eine Dichte von weniger als 2 g/cm3 und insbesondere sogar von 1,5 g/cm3 und weniger beobachtet wird. Dadurch stellt sich zwischen den zugbeaufschlagten und den zugentkoppelten Funktionselementen 2, 4, 5; 3, 6 ein Dichteverhältnis von ca. 3 : 1 bzw. 4 : 1 und mehr ein.
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Die zugbeaufschlagten Funktionselemente 2, 4, 5 bzw. der eingesetzte Stahl verfügt typischerweise über eine Zugfestigkeit von mehr als 1000 N/mm2 (1000 MPa). Demgegenüber beobachtet man für die zugentkoppelten Funktionselemente 3, 6 und den hier eingesetzten faserverstärkten Kunststoff eine Zugfestigkeit von mehr als 100 N/mm2 (100 MPa). Meistens beträgt die Zugfestigkeit sogar mehr als 500 N/mm2 (500 MPa).
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Der Kunststoff zur Herstellung der zugentkoppelten Funktionselemente 3, 6 ist mit eingelagerten Fasern in Gestalt von Glasfasern, Carbonfasern und/oder Aramidfasern ausgelegt. Der Gewichtsanteil der fraglichen Fasern liegt unterhalb von 50 Gew.-%. Außerdem werden in diesem Zusammenhang meistens Kurzfasern mit einer Faserlänge von weniger als 5 mm und insbesondere solche mit einer Faserlänge von weniger als 1 mm eingesetzt, so dass sich die fraglichen Fasern problemlos mit Kunststoffgranulat mischen lassen und gemeinsam extrudiert werden können, um die zugentkoppelten Funktionselemente 3, 6 und konkret einerseits die Wickelwelle 3 und andererseits die Handhabe 6 durch Extrusion und insbesondere Spritzgießen herstellen zu können.
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Als geeignete Kunststoffe für die Herstellung der zugentkoppelten Funktionselemente 3, 6 empfiehlt die Erfindung thermoplastische Kunststoffe und hier insbesondere Polyamid (PA), Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET) oder auch Polyoxymethylen (POM). Die fraglichen Kunststoffe können einzeln oder sogar auch in Mischungen realisiert werden. Dabei sind jeweils Glasfasern oder auch Carbonfasern in den fraglichen Kunststoff eingebracht worden, um auf diese Weise durch Spritzgießen das betreffende zugentkoppelte Funktionselement 3, 6 herstellen zu können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3723846 A1 [0003]
- DE 2914888 A1 [0003]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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