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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gewichtsausgleicher zum Ausgleichen des Gewichts einer Traglast.
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Hintergrund
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Gewichtsausgleicher (auch Balancer genannt) werden in Werkstätten und Fertigungsanlagen häufig zum Halten von Werkzeugen eingesetzt. Dabei gleicht der Gewichtsausgleicher das Eigengewicht/die Traglast eines Werkzeugs aus, sodass die Person, die das Werkzeug beispielsweise zur Durchführung eines Bearbeitungsschrittes an einem Werkstück verwenden möchte, nicht dessen volles Eigengewicht tragen muss. Das Arbeiten mit dem Werkzeug wird dank des Gewichtsausgleichers für den Benutzer des Werkzeugs einfacher, und der Benutzer kann sich auf die feinmotorische Anwendung des Werkzeugs konzentrieren und somit genauer arbeiten.
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Gewichtsausgleicher umfassen typischerweise eine drehbare Seiltrommel mit einem von der Seiltrommel abwickelbaren Seil. Das Seil ist an einem Ende an der Seiltrommel befestigt. An dem anderen Ende des Seils ist ein Haken vorgesehen, in welchen das Werkzeug zum Arbeiten eingehängt werden kann. Im Betrieb sind Gewichtsausgleicher typischerweise an einer Decke einer Fertigungshalle oder Werkstatt aufgehängt. Dabei können die Gewichtsausgleicher verschiebbar aufgehängt sein.
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Ein Gewichtsausgleicher weist ferner eine Feder (auch Triebfeder genannt), in der Regel eine Spiralblattfeder auf, die mit einem Ende an der Seiltrommel befestigt, insbesondere eingehängt, ist. Das andere Ende der Triebfeder ist an der Welle angehängt, auf welcher die Seiltrommel drehbar gelagert ist. Die Triebfeder ist üblicherweise vorgespannt. Durch Verdrehen der Welle lässt sich die Vorspannung der Triebfeder und dadurch die Tragkraft des Gewichtsausgleichers verändern.
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Zieht der Benutzer an einem an das Seil angehängten Werkzeug, wird das Seil von der Seiltrommel abgewickelt und die Seiltrommel rotiert. Dabei wird die an der Seiltrommel befestigte Triebfeder ausgelenkt/verdreht und dadurch noch weiter gespannt. Derartige Gewichtsausgleicher sind beispielsweise in
DE 35 12 112 A1 ,
EP 3 315 266 B1 ,
DE 10 2006 057 901 B3 und
DE 10 2010 055 681 B4 beschrieben. In
DE 20 2021 102 814 U1 und
EP 3 829 822 A1 sind als Rückholer bzw. Federzüge ausgestaltete Balancer beschrieben, bei welchen die Triebfeder auf eine höhere Last als die tatsächlich zu tragende Last eingestellt wird. Lässt der Benutzer bei solch einem Rückholer das Werkstück nach Ende von dessen Benutzung wieder los, so sorgt die Rückstellkraft der Triebfeder dafür, dass das Seil und somit das an diesem hängende Werkstück wieder eingezogen werden.
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Die Vorspannung der Triebfeder wird derart eingestellt, dass das Gewicht des jeweiligen Werkzeugs, dass an dem Seil eingehängt ist, ausgeglichen wird, sodass sich das Werkzeug zum Arbeiten auf einer vorbestimmten, für den Benutzer angenehmen Höhe befindet. Die Triebfeder stellt den mechanischen Energiespeicher des Systems dar.
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Zur Einstellung der Traglast, d.h. des Eigengewichts des jeweiligen Werkzeugs, die ein Gewichtsausgleicher ausgleichen soll, weist der Gewichtsausgleicher üblicherweise ein Schneckengetriebe mit einer Schneckenwelle (auch Schnecke genannt) und einem Schneckenrad auf, über welches die Vorspannung der Triebfeder eingestellt werden kann. Der Gewindegang/Schraubengang der Schneckenwelle greift in die Zahnlücken des Schneckenrads ein. Das Schneckenrad sitzt dabei konzentrisch auf der Welle (auch Raste genannt) der Seiltrommel und ist mit der Welle drehfest verbunden. Ein Ende der Schneckenwelle ist von außen zugänglich, sodass ein Benutzer die Schneckenwelle drehen kann. Beispielsweise weist das zugängliche Ende der Schneckenwelle an seinem äusseren Ende einen Mehrkant oder ein Gewinde auf, sodass der Benutzer die Schneckenwelle über ein entsprechendes Werkzeug drehen/rotieren kann.
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Wird die Schneckenwelle in Spannungsrichtung rotiert, werden Schneckenrad und Welle der Seiltrommel entgegen der Abwickelrichtung des Seils gedreht und die Vorspannung der Triebfeder wird erhöht, sodass höhere Traglasten ausgeglichen werden können. Dabei überträgt sich das Moment bzw. die Widerstandskraft der vorgespannten Triebfeder über Welle und Schneckenrad auf die Schneckenwelle. Die Schneckenwelle ist jedoch üblicherweise derart im Gehäuse untergebracht, dass eine durch dieses Moment/diese Widerstandskraft bewirkte translatorische Bewegung der Schneckenwelle durch eine Verrippung des Gehäuses blockiert wird. Die Widerstandskraft und somit die Vorspannung der Triebfeder werden also durch die Anlage der Schneckenwelle am Gehäuse gestützt. Wie eingangs beschrieben ist die Triebfeder im normalen Betriebsfall in der Regel vorgespannt.
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In manchen Situation kann es notwendig sein, die Triebfeder zu entspannen, beispielsweise wenn die Traglast, die der Gewichtsausgleicher ausgleichen soll, verringert werden soll, oder für Wartung oder Reparatur. Zur Entspannung der Triebfeder wird die Schneckenwelle entgegen der Spannungsrichtung rotiert. Ist die Triebfeder noch nicht vollständig entspannt, sondern ist noch eine gewisse Vorspannung der Triebfeder vorhanden, so wird die Schneckenwelle weiterhin durch das Gehäuse bzw. dessen Rippen gestützt. Ist die Triebfeder schließlich vollständig entspannt und wird die Schneckenwelle weiterhin - beispielsweise aufgrund von Unachtsamkeit oder Unwissenheit des Benutzers - in Entspannungsrichtung gedreht, so kann dies zu einer Verformung der Triebfeder führen, die eine nicht mehr einfach zu behebende Beschädigung der Feder und somit des Gewichtsausgleichers darstellen und einen Austausch der Feder erforderlich machen würde. Zwar ist für eine solche Verformung der Triebfeder eine gewisse Krafteinwirkung notwendig. Allerdings würde diese dem Benutzer gar nicht auffallen, da auch in diesem Fall eine von der Widerstandskraft bzw. dem Moment der Triebfeder bewirkte translatorische Verschiebung der Schneckenwelle vom Gehäuse aufgenommen/gestützt und somit blockiert würde.
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Zur Vermeidung einer solchen Verformung der Triebfeder schlägt die
DE 10 2006 057 901 B3 vor, Schneckenwelle und Schneckenrad über einen Freilauf in Form eines Klinkengesperres zu verbinden, bei welchem in Sperrrichtung wenigstens drei oder vier Klinken gleichzeitig im Eingriff mit den aufnehmenden Sperrausnehmungen sind, die an einem zu dem Schneckenrad gehörenden Antriebsradring innenseitig angeordnet sind. Ein die Klinken lagernder, innerhalb des Antriebsradringes angeordneter Innenkörper des Klinkengesperres ist dabei gleichzeitig Teil einer Gleitlagerung für den in Freilaufrichtung drehbaren Antriebsradring. Die
DE 35 12 112 A1 sieht als Freilauf zur Verhinderung einer zu großen Spannkraft auf die Triebfeder oder einer zu starken Entspannung der Triebfeder eine Rutschkopplung vor.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Gewichtsausgleicher bereitzustellen, bei welchem die eingangs beschriebene Verformung der Triebfeder bei deren Entspannung auf konstruktiv einfache und elegante Weise vermieden werden kann. Es ist insbesondere Aufgabe der Erfindung, einen Gewichtsausgleicher mit einer Unterdrehsicherung bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch einen Gewichtsausgleicher mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Der erfindungsgemässe Gewichtsausgleicher umfasst eine drehbar auf einer Welle gelagerte Seiltrommel, ein von der Seiltrommel abwickelbaren Seil und eine Triebfeder. Die Triebfeder greift mit ihrem inneren Ende an der Welle (auch Seiltrommelwelle oder Raste genannt) an und ist mit ihrem äußeren Ende an der Seiltrommel befestigt. Zur Veränderung der Traglast ist ein Schneckengetriebe mit einer Schneckenwelle und einem drehfest mit der Welle verbundenen Schneckenrad vorgesehen. Die Schneckenwelle weist einen Verzahnungsbereich und einen sich in Längsrichtung an den Verzahnungsbereich anschließenden verzahnungsfreien Zylinderbereich auf und ist in Längsrichtung um eine vorbestimmte Strecke verschiebbar gelagert. Der Verzahnungsbereich ist vorzugsweise als Schrägverzahnungsbereich, d.h. als Bereich mit einer Schrägverzahnung, ausgeführt. Dabei bezieht sich der Begriff „Längsrichtung“ auf die Schneckenwelle. Der Verzahnungsbereich weist einen Schraubengang/Gewindegang auf, der ausgestaltet ist, kämmend in Zahnlücken des Schneckenrads einzugreifen. Der verzahnungsfreie Zylinderbereich hat eine Länge, die wenigstens dem Außendurchmesser des Schneckenrads entspricht. Vorzugsweise weist der verzahnungsfreie Zylinderbereich vollumfänglich eine glatte Oberfläche auf. Der verzahnungsfreie Zylinderbereich stellt eine Verlängerung einer typischen, bekannten Schneckenwelle dar.
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Gemäß bevorzugter Ausgestaltung sind Führungselemente, beispielsweise Führungsscheiben, vorgesehen, durch welche die Schneckenwelle in Längsrichtung verschiebbar im Gehäuse des Gewichtsausgleichers gehalten ist. Dabei verläuft die Schneckenwelle vorzugsweise mit dem verzahnungsfreien Zylinderbereich durch die Führungselemente. An ihrem äußeren Ende ist am verzahnungsfreien Zylinderbereich bevorzugt ein Sicherungselement beispielsweise in Form einer Sicherungsscheibe vorgesehen. Der Außendurchmesser des Sicherungselements ist dabei größer als der Innendurchmesser der Führungselemente. Die insbesondere als Führungsscheiben ausgeführten Führungselemente bilden ferner vorzugsweise Anlageflächen für die Schneckenwelle und/oder die Sicherungsscheibe/das Sicherungselement.
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Soll die Triebfeder beispielsweise zur Verringerung der Traglast, die der Gewichtsausgleicher ausgleichen soll, verringert werden, und wird die Schneckenwelle hierfür in die Entspannungsrichtung gedreht, so sorgt die Widerstandskraft der Triebfeder bei dem erfindungsgemäßen Gewichtsausgleicher dafür, dass die Schneckenwelle translatorisch derart verschoben wird, dass ein Schraubengang des Verzahnungsbereich aus dem Eingriffsbereich des Schneckenrads herausbewegt wird, sobald die Triebfeder vollständig entspannt ist. Dabei wird die Schneckenwelle bzw. deren verzahnungsfreier Zylinderbereich durch die Führungselemente gehalten und geführt und nach translatorischer Bewegung um eine vorbestimmte Strecke durch das Sicherungselement gestoppt, da das Sicherungselement an dem äußeren Führungselement anschlägt, sodass ein Herausfallen der Schneckenwelle aus dem Gehäuse des Gewichtsausgleichers verhindert werden kann. Die vorbestimmte Strecke, um die sich die Schneckenwelle translatorisch bewegen kann, ist dabei derart gewählt, dass nach vollständiger Entspannung der Triebfeder keine weitere Kraft von einer in Entspannungsrichtung gedrehten Schneckenwelle auf die Triebfeder ausgeübt werden kann, da deren Gewinde-/Schraubengang sich dann nicht mehr im Eingriffsbereich des Schneckenrads befindet. Eine unbeabsichtigte oder unwissentliche Verformung der Triebfeder durch übermässiges Betätigen der Schneckenwelle beim Entspannen der Triebfeder kann somit vorteilhafterweise vermieden werden.
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Zur Unterstützung der Triebfeder kann auf dem verzahnungsfreien Zylinderbereich eine Druckfeder vorgesehen sein, die die Widerstandskraft der Feder verstärkt. Dies ist insbesondere bei Triebfedern mit relativ geringer Federkonstante sinnvoll.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und den anhand der Zeichnungen nachfolgend dargestellten Ausführungsformen. Es zeigen:
- 1 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gewichtsausgleichers mit teilweise freigeschnittenem Gehäuse in schematischer Darstellung, bei welcher die Schneckenwelle in Spannungsrichtung gedreht wird,
- 2 eine Draufsicht auf die in 1 gezeigte Ausführungsform, bei welcher die Schneckenwelle in Entspannungsrichtung gedreht wird, und
- 3 eine Draufsicht auf eine weitere, gegenüber der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform weitergebildete Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gewichtsausgleichers mit teilweise freigeschnittenem Gehäuse in schematischer Darstellung, bei welcher die Schneckenwelle in Entspannungsrichtung gedreht wird.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. gleich wirkende Komponenten.
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Wege zur Ausführung der Erfindung
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1 und 2 zeigen eine erste Ausführungsform eines Gewichtsausgleicher 1 der Erfindung in unterschiedlichen Zuständen. Der Gewichtsausgleicher 1 weist ein Gehäuse 2 mit mit Löchern versehenen Fortsätzen 3 auf, an welchen der Gewichtsausgleicher 1 beispielsweise an der Decke einer Fertigungshalle aufgehängt werden kann. Im Inneren des Gehäuses 2 ist eine Seiltrommel (nicht dargestellt) untergebracht. An dessen im Betrieb unterer Seite weist das Gehäuse 2 einen Auslass 6 für ein auf der Seiltrommel aufgewickeltes Seil (nicht dargestellt) auf. An das aus dem Auslass 6 herausragende Seil kann der Benutzer ein Werkzeug anhängen, dessen Traglast von dem Gewichtsausgleicher 1 ausgeglichen wird, sodass der Benutzer beim Arbeiten mit dem Werkzeug nicht durch dessen Eigengewicht behindert wird.
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Die Seiltrommel ist drehbar auf einer Welle 8 (auch Seiltrommelwelle oder Raste genannt) angeordnet. Innerhalb der Seiltrommel ist ferner eine Triebfeder (nicht dargestellt), insbesondere eine Spiralfeder wie beispielsweise eine Spiralblattfeder, vorgesehen. Mit ihrem inneren Ende greift die Triebfeder an der Welle 8 an. Die Triebfeder ist mittelbar oder unmittelbar an der Welle 8 befestigt. Mit ihrem äußeren Ende ist die Triebfeder an der Seiltrommel befestigt.
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Über die Einstellung der Vorspannung der Triebfeder wird die Traglast verändert, welche der Gewichtsausgleicher 1 ausgleichen kann. Zur Einstellung der Federspannung weist der Gewichtsausgleicher 1 ein Schneckengetriebe 10 auf, welches eine Schneckenwelle 12 (auch Schnecke genannt) und ein Schneckenrad 14 umfasst. Das Schneckenrad 14 ist drehfest mit der Welle 8 verbunden. Die Schneckenwelle 12 weist einen Verzahnungsbereich 16 mit einem Schraubengang 18 auf, welcher ausgestaltet ist, kämmend in Zahnlücken 20 des Schneckenrads 14 einzugreifen. Seitlich von dem Schraubengang 18 kann der Verzahnungsbereich 16 an seinem Außenumfang jeweils eine glatte zylindrische Oberfläche haben. Das äußere Ende 22 der Schneckenwelle 12, insbesondere von dessen Verzahnungsbereich 16, ist von außen zugänglich, sodass ein Benutzer die Schneckenwelle 12 zur Einstellung der Federvorspannung drehen kann. Beispielsweise kann das äußere Ende 22 hierfür ein Schraubengewinde oder einen Mehrkant an seinem äußeren oder inneren Umfang aufweisen, an welches/welchen der Benutzer zur Drehung der Schneckenwelle 12 mit einem entsprechenden Werkzeug angreifen kann.
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Wird die Schneckenwelle 12 in einer Spannungsrichtung gedreht, so gelangt der Schraubengang 18 von dessen Verzahnungsbereich 16 kämmend mit den Zahnlücken 20 des Schneckenrads 14 in Eingriff, sodass das Schneckenrad 14 und somit die mit diesem fest verbundene Welle 8 gedreht werden. Die Drehung der Welle 8 führt wiederum zu einer Erhöhung der Vorspannung der mit ihrem inneren Ende an der Welle 8 befestigten Triebfeder. In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Schraubengang 18 rechtssteigend und die Spannungsrichtung, in welche die Schneckenwelle 12 gedreht werden muss, um die Vorspannung der Triebfeder zu erhöhen, entspricht dem Uhrzeigersinn (d.h. einer Rechtsdrehung), was eine Rechtsdrehung des Schneckenrads 14 zur Folge hat. Zu den jeweiligen Dreh- und Verschieberichtungen siehe auch die in den Figuren angegebenen Pfeile.
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Andere Ausgestaltungen sind möglich, solange die Richtung, in welche die Schneckenwelle 12 gemäß 1 gedreht wird, zu einer Erhöhung der Vorspannung der Triebfeder führt, d.h. es sich um eine Spannungsrichtung handelt. So könnte beispielsweise eine mit einem linkssteigenden Schraubengang versehene Schneckenwelle linkerhand des Schneckenrads angeordnet sein, sodass die Spannungsrichtung auch in diesem Fall im Uhrzeigersinn (d.h. rechtsdrehend) wäre. Hierbei beziehen sich Begriffe wie „linkerhand“ und „rechterhand“ auf die Darstellungen in den 1-3.
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In Längsrichtung der Schneckenwelle 12 schließt sich an das innere Ende des Verzahnungsbereichs 16 ein verzahnungsfreier zylinderförmiger Bereich 24 (auch verzahnungsfreier Zylinderbereich genannt) an. Der Verzahnungsbereich 16 und der verzahnungsfreie Zylinderbereich 24 sind konzentrisch aufeinander ausgerichtet. Der verzahnungsfreie Zylinderbereich 24 ist derart ausgestaltet, dass er nicht in die Zahnlücken 20 des Schneckenrads 14 eingreifen kann. Hierzu weist der verzahnungsfreie Zylinderbereich 24 an seinem Außenumfang bevorzugt vollumfänglich eine im Wesentlichen glatte Oberfläche auf. Alternative Oberflächengestaltungen sind möglich. Ein Schraubengang ist am verzahnungsfreien Zylinderbereich 24 also nicht vorgesehen. Die Länge des verzahnungsfreien Zylinderbereichs 24 entspricht dabei wenigstens dem Außendurchmesser des Schneckenrads 14 (insbesondere inklusive der Zähne 20). Vorzugsweise ist der Außendurchmesser des verzahnungsfreien Zylinderbereichs 24 kleiner als der Außendurchmesser des Schraubengangs 18 des Verzahnungsbereichs 16, bevorzugt kleiner als der Kerndurchmesser des Schraubengangs 18 des Verzahnungsbereichs 16 und besonders bevorzugt kleiner als der Außendurchmesser eines sich gegebenenfalls an den Schraubengang 18 seitlich anschließenden Abschnitt glatter Umfangsoberfläche des Verzahnungsbereichs 16, sodass ein Absatz 34 zwischen dem Verzahnungsbereich 16 und dem verzahnungsfreien Zylinderbereich 24 vorgesehen ist.
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Der Schneckenwelle 12 sind vorzugsweise Führungselemente, insbesondere Führungsscheiben 26, zugeordnet, durch welche die Schneckenwelle 12 in Längsrichtung, d.h. translatorisch, beweglich ist und verschoben werden kann, während eine Bewegung in Querrichtung, beispielsweise ein seitliches Kippen, verhindert wird. Zusätzlich oder alternativ kann die Führung der Schneckenwelle 11 durch eine Bohrung/ein Loch in einer oder mehreren Rippen 28 des Gehäuses 2 erfolgen. Die Führungsscheiben 26 können an einer Innenseite des Gehäuses 2 befestigt werden. Beispielsweise kann jede der Führungsscheiben 26 an einer Seite einer Rippe 28 einer an der Innenseite des Gehäuses 2 vorgesehenen Verrippung befestigt werden (bzw. die Führungsscheiben 26 können die Rippe 28 zwischen sich einklemmen), um die Schneckenwelle 12 in Querrichtung in ihrer Position zu halten. Dabei umschließen die Führungsscheiben 26 bevorzugt den verzahnungsfreien Zylinderbereich 24 der Schneckenwelle 12, um ein Zusammenwirken von Verzahnungsbereich 16 und Schneckenrad 14 nicht zu behindern. Die insbesondere als Führungsscheiben 26 ausgeführten Führungselemente können ferner Anlageflächen für die Schneckenwelle 11 und/oder die weiter unten beschriebene Sicherungsscheibe 30/das weiter unten beschriebene Sicherungselement sein.
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Der Innendurchmesser der Führungsscheiben 26 ist dabei dergestalt, dass zumindest der verzahnungsfreie Zylinderbereich 24 in Längsrichtung durch die Führungsscheiben 26 hindurchgleiten bzw. sich hindurchbewegen kann, während eine Querbewegung des verzahnungsfreien Zylinderbereichs 24 durch die im Gehäuse 2 befestigten Führungsscheiben 26 verhindert wird. Alternativ Ausgestaltungen sind möglich. So können statt der oder zusätzlich zu den Führungsscheiben 26 auch Führungsröhren vorgesehen sein, durch welche zumindest der verzahnungsfreie Zylinderbereich 24 hindurchverlaufen kann.
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An seinem äußeren, vom Verzahnungsbereich 16 entfernten Ende weist der verzahnungsfreie Zylinderbereich 24 ein Sicherungselement auf, dessen Außendurchmesser breiter als der Innendurchmesser der Führungselemente/Führungsscheiben 26 ist. Bevorzugt ist das Sicherungselement als Sicherungsscheibe 30 ausgeführt, welche konzentrisch an dem dem Verzahnungsbereich 16 fernen Ende des verzahnungsfreien Zylinderbereichs 24 befestigt ist. Das Sicherungselement/die Sicherungsscheibe 30 ist dabei in Längsrichtung weiter von dem Verzahnungsbereich 16 entfernt als die Führungselemente/Führungsscheiben 26.
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Soll die Traglast, die der Gewichtsausgleicher 1 ausgleichen soll, verringert werden, so muss die Triebfeder hierzu entspannt werden, d.h. die Federspannung verringert werden. Entsprechendes gilt im Falle einer Wartung oder Reparatur des Gewichtsausgleichers, für welche die Triebfeder vollständig entspannt sein sollte. Zur Entspannung der Triebfeder wird die Schneckenwelle 12 in eine Entspannungsrichtung gedreht, welche die Gegenrichtung der in 1 gezeigten Spannungsrichtung darstellt. Dies ist in den 2 und 3 gezeigt. Die in 2 rechterhand des Schneckenrads 14 angeordnete Schneckenwelle 12 mit rechtssteigendem Schraubengang 18 wird somit entgegen dem Uhrzeigersinn (d.h. linksdrehend) gedreht. Steht der Schraubengang 18 mit den Zahnlücken 20 des Schneckenrads 14 in Eingriff, so führt die Drehung der Schneckenwelle 12 in die Entspannungsrichtung dazu, dass sich das Schneckenrad 14 und die fest mit diesem verbundene Welle 8 ebenfalls drehen und zwar in der in 2 gezeigten Ausführungsform linksdrehend. Da die Triebfeder mit ihrem inneren Ende an der Welle 8 befestigt ist, führt diese Drehung der Welle 8 zu einer Entspannung der Triebfeder. Die Widerstandskraft der Triebfeder wird wiederum über die Welle 8 und das Schneckenrad 14 auf die Schneckenwelle 12 übertragen und verursacht eine translatorische Bewegung der Schneckenwelle 12 (d.h. eine Bewegung in Längsrichtung) von dem Schneckenrad 14 und den Führungsscheiben 26 weg nach unten. Dabei gleitet der verzahnungsfreie Zylinderbereich 24 durch die Führungsscheiben 26 hindurch. Erst wenn die Sicherungsscheibe 30 auf der weiter vom Verzahnungsbereich 16 entfernten Führungsscheibe 26 zum Aufliegen kommt, wird die translatorische Bewegung der Schneckenwelle 12 gestoppt. Bezüglich der jeweiligen Bewegungsrichtungen siehe auch die Pfeile in den 2 und 3. Die Begriffe „unten“ und „oben“ beziehen sich auf die Darstellungen in den 1-3. Für andere Ausgestaltungen, z.B. linkssteigende Schneckenwellen und/oder linkerhand des Schneckenrads 14 angeordnete Schneckenwellen gelten jeweils die Gegenrichtungen zu den für diese Ausgestaltungen oben genannten Richtungen bei Spannung der Triebfeder.
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Die Schneckenwelle 2 wird also bei Drehung der Schneckenwelle 12 in die Entspannungsrichtung in Längsrichtung um eine vorbestimmte Strecke nach unten verschoben. Dabei entspricht die vorbestimmte Strecke der Länge zwischen der Sicherungsscheibe 30 und der am nächsten zu dieser angeordneten (oberen) Führungsscheibe 26 im maximal gespannten Zustand der Triebfeder. Im maximal gespannten Zustand der Triebfeder liegt der Verzahnungsbereich 16 mit seinem dem verzahnungsfreien Zylinderbereich 24 nahen Ende an der unteren Führungsscheibe 26 an (vgl. 1). Die vorbestimmte Länge entspricht also der Länge des verzahnungsfreien Zylinderbereichs 24 abzüglich des Abstands zwischen den Führungsscheiben 26, der Dicke der oberen Führungsscheibe 26, der Dicke der Sicherungsscheibe 30 und eines etwaigen relativ kleinen Abstands zwischen dem äußeren Ende des verzahnungsfreien Zylinderbereichs 24 und der Sicherungsscheibe 30. Die Länge des verzahnungsfreien Zylinderbereichs 24 entspricht dabei wenigstens dem Außendurchmesser des Schneckenrads 14. Die vorbestimmte Strecke, um die die Schneckenwelle 12 translatorisch nach unten bewegt werden kann, ist somit (nur) geringfügig geringer als der Außendurchmesser des Schneckenrads 14.
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Dadurch dass die Schneckenwelle 12 durch die Widerstandskraft der Triebfeder um die vorbestimmte Strecke nach unten bewegt wird, kann der Gewindegang 18 der Schneckenwelle 12 aus dem Eingriffsbereich des Schneckenrads 14 herausbewegt werden. Dadurch wird die Wirkverbindung zwischen Schneckenwelle 12 und Triebfeder getrennt, und eine Drehbewegung der Schneckenwelle 12 kann nicht mehr als Zugkraft an die Triebfeder übertragen werden. Eine Verformung der Triebfeder beispielsweise aufgrund einer Unachtsamkeit oder Unwissenheit eines Benutzers, der die Schneckenwelle 12 trotz vollständiger Entspannung der Triebfeder in die Entspannungsrichtung weiterdreht, kann daher vorteilhafterweise vermieden werden.
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3 zeigt eine besonders bevorzugte Ausführungsform 1' der Erfindung, bei welcher auf dem verzahnungsfreien Zylinderbereich 24 eine Druckfeder 32 angeordnet ist. Die Druckfeder 32 ist derart ausgebildet, dass sie sich an der dem Verzahnungsbereich 16 am nächsten liegenden Führungsscheibe 26 und an dem Absatz 34 des Verzahnungsbereichs 24 abstützt. Hierzu ist der Außendurchmesser des Verzahnungsbereichs 16 größer als der Außendurchmesser des verzahnungsfreien Zylinderbereichs 24.
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Für die im Zusammenhang mit 2 beschriebene translatorische Bewegung der Schneckenwelle 12 aus dem Eingriffsbereich des Schneckenrads 14 heraus ist die Widerstandskraft der Triebfeder ausschlaggebend. Weist die Triebfeder nur eine relativ geringe Federkraft/Federkonstante auf, so kann die während der Entspannung der Feder verursachte Widerstandskraft der Triebfeder zu gering sein, um den Schraubengang 18 bzw. den Verzahnungsbereich 16 aus dem Eingriffsbereich des Schneckenrads 14 herauszubewegen, und es kann zu einer Verformung der Triebfeder kommen, wenn der Benutzer die Widerstandskraft beim Drehen der Schneckenwelle 12 nicht bemerkt und die Schneckenwelle 12 weiterhin in die Entspannungsrichtung bewegt.
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In der in 3 gezeigten bevorzugten Ausführungsform des Gewichtsausgleichers 1' ist daher zusätzlich zu der in den 1 und 2 gezeigten Ausgestaltung eine Druckfeder 32 vorgesehen, welche die Verschiebung der Schneckenwelle 32 aus dem Eingriffsbereich des Schneckenrads 14 heraus unterstützt. In Abhängigkeit von der Federkonstanten der Triebfeder kann eine Druckfeder 32 mit passender, die Widerstandskraft der Triebfeder verstärkender Federkonstante gewählt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1'
- Gewichtsausgleicher
- 2
- Gehäuse
- 4
- Fortsätze zur Aufhängung
- 6
- Auslass; Seilauslass
- 8
- Welle; Seiltrommelwelle
- 10
- Schneckengetriebe
- 12
- Schnecke; Schneckenwelle
- 14
- Schneckenrad
- 16
- Verzahnungsbereich der Schneckenwelle
- 18
- Schraubengang des Verzahnungsbereichs
- 20
- Zahnlücken des Schneckenrads
- 22
- äußeres Ende der Schneckenwelle
- 24
- Zylinderbereich der Schneckenwelle
- 26
- Führungsscheiben
- 28
- Rippe
- 30
- Sicherungsscheibe
- 32
- Druckfeder
- 34
- Absatz am inneren Ende des Verzahnungsbereichs
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3512112 A1 [0005, 0010]
- EP 3315266 B1 [0005]
- DE 102006057901 B3 [0005, 0010]
- DE 102010055681 B4 [0005]
- DE 202021102814 U1 [0005]
- EP 3829822 A1 [0005]
