-
Die Erfindung bezieht sich auf ein Druckverteilungselement, das in das erste Ende einer Gurtbandschlaufe aus flexiblem, textilem Material eingebettet ist, wobei Öffnungen in den beiden Hälften der Gurtbandschlaufe angeordnet sind und jeweils Nieten oder Schrauben durch beide Öffnungen hindurch geführt sind und mit einem Stahlblechstreifen verbunden sind und wobei das zweite Ende der Gurtbandschlaufe um den Tragbügel einer Rolle oder einer anderen Baugruppe herum geführt ist.
-
Auf aktuellem Stand der Technik ist eine Gurtschlaufe als eine sehr zugfeste und zugleich flexible Anbindung von Metallteilen bekannt. Die
DE 20 2006 010 513 U1 beschreibt, dass ein Hebelspanner mit einer zu spannenden Plane eines Lkw durch zwei Schrauben verbunden werden kann, indem diese Schrauben jeweils durch eine Bohrung in einem flachen Teil des Hebelspanners und durch eine Öffnung in der Plane hindurch gesteckt und mit einer Mutter verschraubt werden. Der wesentliche Nachteil ist, dass sich die Schraube vorrangig an dem Rand der Öffnung in der Plane abstützt, obwohl dieser Bereich durch das Einbringen der Öffnung in das textile Gewebe der Plane deutlich geschwächt ist.
-
Wenn die Plane durch gelockerte und umher fliegende Ladung des Lkw stark belastet wird, denn reißt der vorgeschwächte Rand der Öffnung in der Plane weiter ein und der Hebelspanner fällt ab.
-
Als Alternative schlägt die
DE 20 2006 010 513 U1 ein Gurtband vor, das um einen Tragbügel des Hebelspanners herum geschlungen wird. Die beiden Enden des Gurtbandes bilden miteinander eine Gurtschlaufe, die auf der Plane aufgenäht wird. Durch großflächiges Vernähen verteilt sich die Zugkraft auf einen großen Bereich der Plane und ist dadurch sehr hoch belastbar.
-
Wenn eine solche Gurtschlaufe einen Tragbügel mit einem anderen Metallteil verbinden soll, ist ein großflächiges Vernähen mit dem Metallteil praktisch kaum möglich.
-
Die
DE 20 2013 004 812 U1 beschreibt stattdessen die zuvor schon genannte Schraubverbindung. Um deren Nachteil der Überlastung des Randes der Öffnung im textilen Gewebe des Gurtbandes zu vermeiden, wird in die Schlaufe des Gurtbandes eine Metallplatte eingeschoben. Durch Öffnungen in der Metallplatte sowie durch Öffnungen im Gurtband hindurch wird eine Schraube geführt und mit dem anzubindenden Metallteil verschraubt. Sie soll eine größere Belastung auf die gesamte Breite des Gurtbandes verteilen.
-
Diese Metallplatte wird jedoch nur als ein Rechteck grob skizziert. Nachteiliger Weise wird nicht weiter erläutert, wie diese Platte im Einzelnen beschaffen sein soll und wie sie im Detail mit der Gurtschlaufe zu verbinden ist, damit das Ziel einer gleichmäßigen Verteilung der Zugkraft auf das Gurtband der Schlaufe tatsächlich erreicht wird. Insbesondere bleibt offen, wie die Kante der Metallplatte gestaltet sein soll, die sich in die Gurtschlaufe einlegt.
-
Ein weiterer und wesentlicher Nachteil ist, dass diese Metallplatte ein spezielles Bauteil ist, das mit einigem Aufwand beschafft und bearbeitet werden muss, um für diese Funktion gut nutzbar zu sein. Es gibt keine andere Anwendung für diese oder eine ähnlich gestaltete Platte.
-
Auf diesem Hintergrund hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, ein Druckverteilungselement zu konfigurieren, dass aus einem standardmäßig verfügbaren Metallteil besteht und zur Anpassung an diese Aufgabe nur noch einen überschaubaren Aufwand erfordert, aber dennoch auch bei Spitzenbelastungen die Zugkräfte in der linken und in der rechten Hälfte des Gurtbandes sehr gut ausgleicht und die Zugkraft über die Breite des Gurtbandes hinweg gleichmäßig und an die Eigenschaften des Gurtbandes angepasst verteilt.
-
In einer weiter verfeinerten Variante soll das Druckverteilungselement so in die Gurtbandschlaufe eingefügt werden, dass bei schlagartig ansteigenden Zugkräften die entsprechende Gegenkraft nicht ruckartig, sondern zeitverzögert und stetig aufgebaut wird.
-
Als Lösung lehrt die Erfindung, dass das Druckverteilungselement ein stabförmiger Abschnitt eines Metallprofils ist, das zwischen den Schrauben und dem ersten Ende der Gurtbandschlaufe angeordnet ist und dessen Kante, die sich in das erste Ende der Gurtbandschlaufe einschmiegt, eine konvex geformte und stetig verlaufende Oberfläche aufweist.
-
Es ist seit Jahrhunderten bekannt, dass in einem Riemen, der über eine drehbar gelagerte Rollen umgelenkt wird, in den beiden Teilen des Riemens zu beiden Seiten der Rolle die Zugkraft nahezu gleich ist. Lediglich der Widerstand der Rolle macht eine geringe Differenz aus.
-
Diese Erfahrung überträgt die Erfindung auf die Aufgabe der gleichmäßigen Verteilung der Zugkraft in einer Gurtbandschlaufe. Wenn die Umlenkung des Gurtbandes so um die untere Kante des Druckverteilungselements herum läuft wie ein Flachriemen auf seiner Umlenkrolle, dann ist die Zugkraft in beiden Hälften der Gurtbandschlaufe praktisch gleich. Um den Reibungswiderstand des Gurtbandes auf der Kante möglichst gering zu halten, fordert die Erfindung, dass die Oberfläche dieser Kante frei von Knicken, Stufen oder Rissen sein soll. Ausgeschlossen ist, dass die Flächen durch Rinnen, Gruben oder Grate unterbrochen wird, die z.B. beim Ausschneiden des Druckverteilungselementes aus einer größeren Platte durch Brennschneiden oder Sägen entstehen.
-
Die entsprechende geometrische Definition ist ein „stetiger Verlauf“ einer konvex geformten Oberfläche. Die Eigenschaft „konvex“ beschreibt, dass das Profil der Kante „bucklig“ geformt ist, also nach außen hin gewölbt ist.
-
Die Beweglichkeit des Gurtbandes wird durch ein elliptisches oder ovales Profil der Kante weiter gesteigert. Aber die ideale Form dieser Kante ist ein halbkreisförmiges Profil, weil dann die innere Reibung des Gurtbandes bei seinem Übergang von einer Graden in die Krümmung um die Kante herum am geringsten ist. Ein gut geeignetes Profil des Druckverteilungselementes ist also U-förmig. Derartige Profile sind auf aktuellem Stand der industriellen Stahlverarbeitung auch als Meterware erhältlich.
-
Ein noch sehr viel häufiger produziertes und eingesetztes Metallprofil ist jedoch ein Rundstab, also ein Profil mit kreisförmigem Querschnitt. Die Stahlqualität und die Oberfläche kann aus vielen Varianten ausgewählt werden. Für eine Minimierung der Reibungsverluste des Gurtbandes vorteilhaft ist eine geglättete Oberfläche. Eine Politur wäre ideal.
-
Die Bearbeitung eines solchen Rundstabes für die Verwendung in einer erfindungsgemäßen Gurtschlaufe beschränkt sich auf das Ablängen, also auf einen einzigen Vorgang.
-
Zu den Randbedingungen der Aufgabenstellung gehört, dass auf der der Außenseite einer der beiden Hälften der Gurtbandschlaufe ein Stahlblechstreifen aufliegt. Er ist gelocht, damit die Schrauben hindurchgesteckt und auf der Außenseite des Stahlblechstreifens mit einer Mutter gesichert werden können. Das andere Ende der Schraube bildet deren Kopf, der auf der anderen Hälfte der Gurtbandschlaufe aufliegt.
-
Der Kopf standardmäßig erhältlicher Schrauben ist etwa drei bis viermal so breit wie deren Schaft. Bei der Ableitung von relativ sehr großen Zugkräften über den Schraubenkopf auf das textile und daher flexible Gurtband drängt der Kopf das Gewebe des Gurtbandes zur Seite. Die Öffnung im Gurtband wird dadurch vergrößert und kann im Extremfall so groß werden, dass der Schraubenkopf hindurch gleitet. Die Schraubverbindung wird funktionslos.
-
Um dem aufgabengemäß mit standardmäßig verfügbarem Material entgegen zu wirken, schlägt die Erfindung vor, dass ein kurzer Abschnitt von der Art des sowieso schon verwendeten, gelochten Stahlstreifens zwischen Schraubenkopf und Gurtband eingefügt wird. Wie eine sehr große Unterlegscheibe verteilt er dann den Druck des Schraubenkopfes auf einen größeren Bereich des Gurtbandes.
-
Dieser Druck ist dann besonders hoch, wenn das Druckverteilungselement ein Rundstab mit einem großzügig bemessenen Querschnitt ist. Entsprechend dem Durchmesser dieses Querschnitts muss auch die Länge der Schraube gewählt werden. Weil sie „quer“ auf dem Rundstab aufliegt, ragt sie über die Außenkante des Rundstabes hinaus und durch das Gurtband und den Stahlblechstreifen hindurch bis zur Mutter der Verschraubung.
-
Diese Länge wirkt als ein Hebelarm, der bei hohen Zugkräften im Blechstreifen die Schraube gegenüber dem Rundstab verschwenkt. Die Schraube wälzt sich dabei auf der Oberfläche des Rundstabes ab und ist dann nicht mehr senkrecht zu den Zugkräften im Blechstreifen, sondern „schräg“ dazu ausgerichtet. Dadurch wirkt in der Schraube eine Kraftkomponente in deren Längsrichtung, die den Kopf in den frei gespannten Abschnitt des Gurtbandes hineindrückt. Die zuvor genannte, gelochte Stahlblechplatte zwischen Kopf und Gurtband verhindert, dass der Kopf durch das Gurtband hindurch rutscht.
-
In einer alternativen Ausführung werden die Öffnungen im Gurtband in einem so großen Abstand vom Rundstab angeordnet, dass die Schrauben nicht auf dem Rundstab aufliegen. Dann presst eine relativ kurze Verschraubung die beiden Hälften der Gurtbandschlaufe aufeinander. Auf wenigstens eine, besser noch auf beiden Seiten des Gurtbandes werden mehrere, gelochte Stahlblechplatten oder jeweils eine einzige Stahlplatte von größerer Dicke aufgelegt und in die Verschraubung mit einbezogen. Die Unterkanten dieser Platten stützen sich dann auf der Oberfläche des fast vollständig um den Rundstab herumgeführten Gurtbandes ab. Bei Zugbelastung der Schrauben leiten sie die Kräfte in den Rundstab ab.
-
Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass die verlängerte Gurtschlaufe um den Rundstab herum als teilelastischer Ruckdämpfer wirkt.
-
Einschränkend ist, dass die zusätzliche Vielzahl der außen auf das Gurtband aufzubringenden, gelochten Stahlblechplatten oder Stahlplatten eigentlich nicht der Aufgabenstellung dieser Erfindung entspricht.
-
Für die Ausführungsvariante mit nur einer einzigen äußeren, gelochten Stahlblechplatte und auf dem Rundstab aufliegender Schraube wird vorgeschlagen, eine Schraube mit einem Senkkopf zu wählen. Bei einer sehr hohen Zugkraft und daraus resultierendem hohen Druck des Schraubenkopfes auf die gelochte Blechplatte verformt der Kegel des Senkkopfes diese flexible Blechplatte zu einer Rinne. Das verzögert in willkommener Weise den Aufbau der Gegenkraft. In der Folge wird die Blechplatte zu einem rinnenförmigen Profil geformt, das steifer gegenüber einer Biegung quer zu dieser Rinne ist. Das bewirkt wiederum, dass die Zugkraft besser auf die Breite des Gurtbandes verteilt wird.
-
Zu einer noch weiter optimierten Verteilung der Zugkraft über die Breite des Gurtbandes hinweg können die Bereiche des Gurtbandes, die durch das Einbringen der Öffnungen geschwächt sind, dadurch entlastet werden, dass das Druckverteilungselement ein grade verlaufendes Profil ist, das nur im Bereich der Öffnungen mit einem wellenförmigen Verlauf im Durchmesser verkleinert ist. Die Länge dieses wellenförmigen Verlaufs ist vorzugsweise etwa das Doppelte des Durchmessers der Schrauben.
-
Im Folgenden sollen weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung anhand eines Beispiels näher erläutert werden. Dieses soll die Erfindung jedoch nicht einschränken, sondern nur erläutern. Es zeigt in schematischer Darstellung:
- 1: Schnitte durch eine Gurtbandschlaufe 2, die einen Tragbügel 5 mit einem Stahlblechstreifen 3 und einer Plane 6 verbindet, die z.B. ein Side-Curtain im Aufbau eines Lkws ist.
-
In der 1 wird die Erfindung anhand einer Sicherheits-konstruktion an der seitlichen Plane 6 eines Lkw-Aufbaus erläutert. Diese Konstruktion soll eine sich lösende Ladung auf dem Lkw zurück halten, die - noch während der Fahrt - auf die Plane 6 und den zur Verstärkung damit verbundenen Stahlblechstreifen 3 auf-prallt. Die Kraft dieses Aufpralls wird vom Stahlblechstreifen 3 und der Plane 6 an ihrem jeweils unteren Ende über - hier nicht dargestellte - Spannhebel in den Aufbau des Lkws abgeleitet. Die oberen Enden des Stahlblechstreifens 3 und der Plane 6 sind über die Schrauben 4 mit der Gurtbandschlaufe 2 verschraubt, in die ein Druckverteilungselement 1 eingefügt ist. Das letztere ist hier als Rundstab ausgeführt, der sich in die Innenseite des zweiten Endes 23 der Gurtbandschlaufe 2 schmiegt. Die Gurtbandschlaufe 2 überträgt mit ihrem oberen, zweiten Ende 23 die Zugkraft Fz des Aufpralls auf den Tragbügel 5, welcher der untere Teil eines - hier ebenfalls nicht weiter dargestellten - Rollwagens ist, der in eine Schiene an der Oberkante des Lkw-Aufbaus eingehängt ist.
-
Alle hier genannten Elemente sind also kettenartig miteinander verbunden, um die Aufprallkraft der im Unfall sich lösenden Ladung in den Aufbau des Lkw abzuleiten und so zu verhindern, dass die Ladung auf die Straße stürzt und sekundäre Unfälle verursacht.
-
Die 1 zeigt die Gurtbandschlaufe 2 in dreidimensionaler Darstellung mit mehrfachen zeichnerischen Einschnitten. Mit zwei horizontalen Zeichnungsschnitten sind große Teile aus der Mitte der Gurtbandschlaufe 2 heraus geschnitten. Dadurch können das erste Ende 21 und das zweite Ende 23 der in der Praxis meist viel längeren Gurtbandschlaufe 2 zeichnerisch sehr nahe aneinander gerückt werden, so dass gut sichtbar ist, wie das Gurtband in einer Schlaufe oben um den Tragbügel 5 und unten um das stabförmige Druckverteilungselement 1 herum läuft.
-
Mit einem weiteren, zeichnerischen Schnitt in Längsrichtung der Gurtbandschlaufe 2 durch eine Schraube 4 hindurch werden die Öffnungen 22 sichtbar, durch welche die Schrauben 4 durch die Gurtbandschleife 2 hindurch geführt werden. Ebenfalls gut zu erkennen ist, dass die Schraube 4 auch durch die Löcher in den Stahlblechplatten 41 sowie durch Löcher im Stahlblechstreifen 3 und der Plane 6 hindurch geführt ist.
-
Mit weißen Pfeilen ist in 1 die Zugkraft Fz gekennzeichnet, die durch unfallmäßig umher fliegende Ladung auf den Tragbügel 5 und den Stahlblechstreifen 3 ausgeübt wird. Die obere Komponente der Zugkraft Fz pflanzt sich über die Gurtbandschlaufe 2 auf das Druckverteilungselement 1 fort und hebt es an. Zu dieser Bewegung entgegen gerichtet ist die untere Komponente der Zugkraft Fz, die den Stahlblechstreifen 3 absenkt.
-
In 1 ist klar erkennbar, das die Wirkungsrichtungen der oberen und der unteren Komponente der Zugkraft Fz nicht miteinander fluchten, sondern gegeneinander versetzt sind. Und zwar um den Betrag, mit dem die Schraube 4 von ihrem Auflagepunkt auf dem Druckverteilungselement 1 aus nach rechts hin heraus ragt, bis sie in das Loch des Stahlblechstreifens 3 eintritt. Weil diese Verbindung - in kleinen Winkeln - wie ein Gelenk wirkt, führt das zu einer Verschwenkung der Schraube 4 im Uhrzeigersinn. Was in 1 durch kleine weiße gekrümmte Pfeile symbolisiert ist.
-
Der Betrachter kann sich in 1 sehr schön vergegenwärtigen, wie durch das Verschwenken der Schraube 4 deren Kopf angehoben wird. Bei sehr hohen Zugkräften Fz so weit, dass der Kopf der Schraube 4 fast senkrecht auf der linken, gelochten Stahlblechplatte 41 steht. Weil die letztere flexibel ist, krümmt sie sich unter dem Druck des Senkkopfes der Schraube 4 im Extremfall so weit, dass die beiden Flanken des Senkkopfes auf der Stahlblechplatte 41 aufliegen. Dadurch wird das Gurtband 2 näher an das Druckverteilungselement 1 heran gedrückt. Weil sich die Stahlblechplatte 41 unter dem Druck des Senkkopfes nicht nur in der Nähe des Loches für die Schraube 4 verformt, sondern über die gesamte Breite des Gurtbandes 2 hinweg, wird dadurch auch zwischen den beiden Verschraubungen 4 das Gurtband 2 mit einem größeren Umschlingungswinkel an das Druckverteilungselement 1 heran gedrückt. Was die Wirkungen der Zugkraft Fz noch gleichmäßiger über die Breite des Gurtbandes 2 hinweg verteilt.
-
Als eine weitere Ausführungsvariante wird in 1 je eine wellenförmige Einbuchtung 11 der Kante 12 am Druckverteilungselement 1 gezeigt, jeweils korrespondierend zu den beiden dargestellten Schrauben 4.
-
Diese Einbuchtungen 11 sind in 1 nicht direkt sichtbar, sondern nur durch die flexible und deshalb ebenfalls eingebuchtete Gurtbandschlaufe 2 erkennbar. Unter dem Schnitt durch die linke Schraube 4 ist nur der aufwärts weisende Teil der linken Einbuchtung 11 sichtbar. Die andere Einbuchtung 11, die der rechten Schraube 4 zugeordnet ist, wäre bei einer senkrechten Blickrichtung auf die Plane 6 senkrecht unterhalb der rechten Schraube 4 zu sehen. Aber wegen der dreidimensionalen Darstellung hat sie in 1 den scheinbar gleichen Abstand zu den beiden Enden der Schraube 4.
-
Wenn der Querschnitt eines Rundstabs als Druckverteilungselement 1 sehr großzügig gewählt ist und wenn dieser Rundstab mit dem Ziel einer glatten Oberfläche seiner kreisförmigen Stirnfläche auf einer Drehbank abgelängt wird, dann ist es ein vertretbarer Mehraufwand im Sinne der Aufgabenstellung dieser Erfindung, wenn die Einbuchtung 11 als eine rundum verlaufende Einschnürung des Rundstabes ebenfalls auf der Drehbank eingebracht wird.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Druckverteilungselement
- 11
- Wellenförmige Einbuchtung in Kante 12
- 12
- Kante des Druckverteilungselements 1
- 2
- Gurtbandschlaufe, umschlingt das Druckverteilungselement 1
- 21
- erstes Ende der Gurtbandschlaufe 2
- 22
- Öffnung in der Gurtbandschlaufe 2
- 23
- zweites Ende der Gurtbandschlaufe 2
- 3
- Stahlblechstreifen, mit Gurtbandschlaufe 2 verschraubt
- 4
- Schrauben, durch gelochte Stahlblechplatten 41, durch Öffnungen 22 und durch Stahlblechstreifen 3 hindurch geführt
- 41
- gelochte Stahlblechplatten, auf Schraube 4
- 42
- Mutter, auf Schraube 4
- 5
- Tragbügel, von Gurtbandschlaufe 2 umschlossen
- 6
- Plane, durch Schraube 4 mit Gurtbandschlaufe 2 und Stahlblechstreifen 3 verbunden
- Fz
- Zugkraft, die durch unfallmäßig umher fliegende Ladung auf den Tragbügel 5 und den Stahlblechstreifen 3 ausgeübt wird.
-
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
-
- DE 202006010513 U1 [0002, 0004]
- DE 202013004812 U1 [0006]
