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Selbstsperrende Tauschnalle.
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Die Erfindung betrifft eine selbstsperrende Tauschnalle zur Verbindung
von zwei Tauenden oder andere Festmachung von einem Tauende insbesondere beim Surren
z.B. in Schiffen oder anderen Verkehrsmitteln, und insbesondere, wo zeitweilige
Festmachung eines Taues mit gewisser Spannung erfordert ist.
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Es sind Schnallen für Gürtel oder Bänder bekannt, die zwei längliche
parallellen Teile besitzen, die an ihre beiden Enden mit einander verbunden sind,
und wobei das Bandende erst um diese beiden Teile herumgelegt und dann zwischen
diesen eingesteckt wird und um den ersten Teil herumgelegt unter dem einlaufenden
Teil des Bandes, wobei die Verbindungslinie zwischen den beiden Teilen einen solchen
Winkel mit der Zugrichtung bildet, dass das Band durch Andrücken und Reibung in
Schnalle selbstsperrend ist.
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Schnallen nach diesem Prinzip sind aber bisher nicht für Taue, Seile
oder dergleichen mit kreisförmigem Querschnitt verwendet, weil hierbei die Gefahr
besteht, dass das um den ersten Teil äussere liegende Tau bei der Zugbelastung dazu
geneigt ist, sich das innenliegende Ende des Taues vorbei zu pressen, wobei die
erwünschte Selbstsperrung aufgehoben wird.
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Die Erfindung beruht auf die überraschende Erkenntnis, dass diese
Gefahr beseitigt werden kann. Allerdings ist hierbei erforderlich, dass die Dimensionierung
der Schnalle dem Ausmass des zu verwendenden Taues genau angepasst ist, was für
den angegebenen Verwendungszweck nicht besonders nachteilig ist, weil im internationalen
Verkehr, Taue für Surren gewöhnlicherweise von standardisierter einheitlichen Grösse
sind.
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Die Erfindung betrifft eine selbstsperrende Schnalle für Taue oder
dergleichen zugbeanspruchend biegsamen Komponenten mit kreisförmigem Querschnitt
und
mit einem festgelegten Durchmesser, welche Schnalle wenigstens ein paar festangebrachte
Zapfen hat mit einem solchen gegenseitigen Abstand, dss das Tauende zwischen ihnen
eingeführt werden kann, wobei die Verbindungs linie zwischen den Achsen des Zapfens
einen Winkel mit der Richtung des Taues bildet, der etwas grösser ist, als der der
bei dem vorliegenden Reibungskoeffizienten eine Selbstsperrung des Taues hervorruft,
wenn das Tau um den beiden Zapfen herumgelegt ist und mit dem Tauende zwischen den
Zapfen geführt ist und dann in entgegengesetzter Richtung zurück inwendig um die
ersten Zapfen herumgelegt ist. Erfindungsgemäss ist die Schnalle dadurch gekennzeichnet,
dass die Zapfen bei ihren Enden verbunden sind oder einen integrierenden Teil von
zwei parallellen Flächen ausmachen, deren gegenseitige Abstand etwa dem Durchmesser
des Taues, für welche die Schnalle bestimmt ist, entspricht.
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Hierdurch wird eine Schnalle erreicht, die im Gegensatz zu bisher
auf das obenerwähnte Gebiet keine beweglichen Teile enthält und deshalb betriebsicher
und billig herzustellen ist. Ferner ermöglicht diese Schnalle durch einfache Handhabung
u.z. eine kleine Drehung der Schnalle, die die erwähnte Selbstsperrung aufhebt,
eine Nachspannung oder Fieren oder vollständiges Loslassen der Verbindung zu erreichen.
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Bei der in dem folgenden beschriebenen bevorzugten Ausführungsform
ist die Schnalle an jedes Ende mit einem Zapfenpaar versehen für die Festhaltung
je ihres Zapfenendes. Es ist aber einleuchtend, dass das Prinzip der Erfindung auch
an eine Schnalle verwendet werden kann, die nur an ihr eines Ende mit einem Zapfenpaar
versehen ist, und an sein anderes Ende ein Auge oder andere drehbaren Haltevorrichtungen
hat, deren Drehungsachse mit den Achsen der Zapfen parallel ist und so im Verhältnis
zur Verbindungslinie der genannten Zapfen angebracht ist, dass diese Verbindungslinie
den obenerwähnten erforderlichen Winkel mit der Zugrichtung des festgehaltenen Taues
bildet, die wegen der freien Drchbarkeit der Schnalle durch die Umdrehungsachse
des Auges oder Haltevorrichtung geht.
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Um die Grösse und Materialverbrauch der Schnalle zu begrenzen, muss
der Durchmesser der Zapfen so klein wie möglich gehalten werden, unter der Berücksichtigung
aber, dass beim Umbiegen des Taues um einen Zapfen mit sehr kleinem Durchmesser
innere Spannungen entstehen, die eine Beschädigung des Taues hervorrufen können.
Mit Rücksicht hierauf soll erfindungsgemäss der Zapfendurchmesser wenigstens 1 1/2
mal des Durchmessers des Taues sein.
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Um grossmöglichste Reibung zu erhalten, muss der Winkel, mit welchem
das Tau den zweiten Zapfen umschliesst, so gross wie möglich sein, welches dadurch
zuerreichen ist, dass dle Zapfen in einem Paar so dicht wie möglich an einander
angebracht sind. Andererseits soll aber der Abstand zwischen diesen Zapfen so gross
sein, dass das Tauende schnell und bequem zwischen diesen Zapfen eingeführt werden
kann. Zweckmässig ist mit Rücksicht hierauf erfindungsgemäss der gegenseitige Abstand
zwischen den beiden gegen'einander kehrenden Flächen in einem Zapfenpaar 1 1/2 mal
des Durchmessers des Taues.
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Wie oben erwähnt ist es notwendig, dass der Abstand zwischen den
parallellen Flächen, die die Zapfen abschliessen, gleich der Durchmesser des Taues
ist, um zu vermeiden, dass der beanspruchte Teil des Taues sich das untenliegende
Tauende vorbeipresst. Diese Erforderung soll aber nur für das Gebiet erfüllt werden,
wo das Tau aussen am Tauende um den ersten Zapfen herumläuft. Erfindungsgemäss können
die erwähnten Flächen ausserhalb diesem Gebiet einen grösseren Abstand haben. Hierdurch
wird die Einführung des Taues in der Schnalle erleichtert.
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Obwohl es mit Rücksicht auf die Festigkeit vorzuziehen ist, die zwei
parallellen Flächen, die die Lage des Taues um die Zapfen herum bestimmen, aus zwei
plattenförmigen Stücken herzustellen, zwischen welchen die Zapfen angebracht sind,
ist es auch nach der Erfindung möglich, wenn ein schnelles und bequemes Einliegen
und Ausnehmen des Taues aus der Schnalle von besonderer Bedeutung ist, die eine
der zwei parallellen Flächen mit Ausnehmungen für Einliegung des Taues zu versehen.
D.h. dass die Zapfen freitragend auf eine der Belastung übertragende Grundplatte
angebracht ist, und auf ihre freien Enden mit ausragenden Flanschen versehen sind,
die sich wenigstens über die Gebiete strecken, wo eine Steuerung der Lage des Taues
erforderlich ist. Hierbei erübrigt sich, das Tauende durch relativ enge Oeffnungen
einstecken zu müssen, und es genügt, das Tau in der erforderlichen Form zu biegen
und unmittelbar in die Schnalle einzulegen.
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Um zu vermeiden, dass die Schnalle unbeabsichtigt in der Richtung
gedraht wird, die zu einer Aufhebung der Selbstsperrung führen kann z.B.
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beim Anstoss während Bewegungen, die durch Fahrt der Verkehrsmitteln
hervorgerufen werden, können die Platten, an welche die Zapfen festgemacht sind,
einen kreisrunden Umriss haben.
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Die Schnallen können aus irgendwelchem geeigneten Material hergestellt
werden, wie z.B. Stahl oder Metal. Wegen ihrer einfachen Formgebung ist sie insbesondere
zur Herstellung von einem geeigneten Kunststoff mit grosser Festigkeit z.B.. Nylon
durch Spritzgussverfahren geeignet.
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Die Erfindung wird unten mittels einiger Ausführungsforman näher
erläutert mit Hinweis auf die Zeichnung.
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Es zeigt: Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Schnalle nach der
Erfindung vom Ende gesehen im Schnitt nach den Linien I-I in Fig. 2, Fig. 2 dasselbe
von der Fläche gesehen im Schnitt nach L nie II-II in Fig. 1 und zwei ausgespannte
Tauenden verbindend, Fig. 3, dasselbe von der Fläche gesehen während Anziehen des
Tauendes, Fig. 4 eine abgeänderte Ausführungsform der Schnalle, von der Fläche gesehen,
Fig. 5 dasselbe im Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 4, Fig. 6 eine weitere Ausführungsform
einer Schnalle nach der Erfindung von der Fläche gesehen und Fig. 7 in grösserem
Masstab eine Einzelheit im Schnitt.
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Fig. 1-3 zeigen eine Ausführungsform für eine Schnalle nach der Erfindung,
die zur Verbindung von zwei Tauenden bestimmt ist. Die Schnalle besteht aus zwei
parallellen Platten 1, die z.B. die auf die Zeichnung gezeigte längliche Form haben,
und bei jedem Ende mit einander verbunden sind durch zwei Paare von Zapfen 2,3 bzw.
2', 3'.
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Bei der Festmachung eines Taues 5 in der Schnalle wird das Tauende
6 zuerst zwischen den beiden Platten 1 und zwischen den zwei Paaren von Zapfen eingesteckt
und dann um den Zapfen 3 in der in Fig. 2 gezeigten Weise herumgelegt, wobei das
Tauende 6 zwischen den beiden Zapfen 2 und 3 eingesteckt wird. Dann wird das Tauende
6 um den Zapfen 2 herumgelegt u.z. so dass das Tauende 6 innerhalb des Taues 5 zu
liegen kommt, d.h. den Zapfen 2 am nächsten. Ein anderes Tau 5' wird mit seinem
Tauende 6' in gleicner Weise um die Zapfen 3' und 2' herumgelegt. Beim Straffen
des Taues wird sich die Schnalle so einstellen, dass die Achsen der beiden Taue,
die in Fig. 2 mit strichpunktierter Linie 7 gezeigt sind, in gegenseitiger Verlängerung
liegen.
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Die beiden Taue werden somit in der Schnalle je eine von den betreffenden
Zapfen bestimmte Krümmung bilden. Hierbei wird die im Tau auftretene Zugspannung
in der Biegung um den Zapfen 2 in einem gewissen Masse reduziert, die durch eine
exponentiale Funktion bestimmt ist, wobei der Exponent ein Produkt der Reibungskoeffizienten
zwischen den beiden gegen einander liegenden Teilen des Taues und die Grösse des
Anlagewinkels ist. Diese Zugspannung wird ferner in der gleichen Weise reduziert
in Abhängigkeit des Friktionskoeffizienten zwischen dem Tau und dem Zapfen 3 und
dem Winkel, über welchen das Tau an diesen Zapfen anliegt. Endlich wird der letzte
Teil der
Zugspannung dadurch beseitigt, dass das Tauende 6 über
den erstgenannten Anlagewinkel zwischen dem Zapfen 2 und dem einlaufenden Teil des
Taues 5 festgeklemmt wird.
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Es ist ersichtlich, dass bei einer geeigneten im Grossen und Ganzen
von den auftretenden Reibungskoeffizienten beruhenden Grösse des Winkels v zwischen
der Verbindungslinie zwischen den Zapfen 2 und 3 und der Zugrichtung 7 des Taues
wird das in die Schnalle eingesetzte Tau selbstsperrend.
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In der Praxis wird der Winkel v etwa grösser gewählt, um sicherzustellen,
dass das Tau sich nicht loslassen bei kleinen unbeabsichtigten Drehungen der Schnalle,
die z.B. durch Vibrationen oder andere zufälligen äusseren Einwirkungen hervorgebracht
werden. Dasselbe gilt für das andere in die Schnalle eingesetzte Tau 5'.
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Wenn man die in der Schnalle eingesetzten Taue loslassen oder nachspannen
will, sird eine Verminderung des Winkels v b s unter dem Selbstsperrungswert durch
Drehung der Schnalle im Verhältnis zur Zugrichtung der Taue, z.B. bis die in Fig.
3 gezeigte Stellung hervorgebracht. Dies ist in einfacher Weise durch Ziehen in
den beiden Tauenden 6 und 6' in den mit den Pfeilen gezeigten Richtungen.
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Wie oben erwähnt ist es für die Funktion der Schnalle von entscheidender
Bedeutung, dass der Teil des in die Schnalle einlaufenden Teils des Taues an die
Stelle, wo es um die Zapfen 2 und 2' herumgelegt ist, aussen an das Tauende 6 bzw.
6' liegen bleibt und sich nicht unter Einfluss der Zugbelastung die Tauenden 6 bzw.
6' vorbeipresst gegen die Zapfen hinein.
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Dies ist gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass der Abstand zwischen
den Platten wenigstens auf dieses Gebiet dem Durchmesser des Taues entspricht.
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Ausserhalb dieses Gebieten dagegen ist es zweckmässig um die Einführung
des Tauendes in die Schnalle zu erleichtern, den Abstand zwischen den Platten etwas
grösser zu machen. Für diesen Zweck können die Platten 1 innerhalb des erwähnten
Gebietes in der Nähe der Zapfen 2, 2' auf die gegen einander kehrenden Flächen mit
Verdichtungen 4 versehen werden.
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Um die Möglichkeit der obenerwähnten unerwünschten Drehungen der
Schnalle bei zufälligen äusseren Einwirkungen zu vermindern, können die Platten
anstatt des auf die Zeichnung gezeigten polygonalen Umrisses einen kreisrunden Umriss
haben.
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Fig. 4 und 5 zeigen eine geänderte Ausführungsform, bei welcher die
Zapfen 2,3, 2', 3' freitragend auf eine einzelne etwas stärkere Grundplatte angebracht
sind, und auf ihre freien Enden mit ausragenden Flanschen bzw. 11,12,11',12' versehen
sind, die die Gebiete decken, wo eine Steuerung der um die Zapfen hereumgelegten
Teile des Taues erforderlich ist. Hierbei entstehen zwischen den einzelnen Zapfen
Oeffnungen, durch welche die gewundeten Teile des Taues unmittelbar eingelegt werden
können, wobei die lästige Arbeit mit Einstecken der Tauenden durch die relative
enge Oeffnungen zwischen den Platten 1 bei der zuerst beschriebenen Ausführungsform
entfällt.
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Es ist nicht notwendig, das erfinderische Prinzip an jedes zu verbindende
Tauende zu vermeiden, und die Schnalle kann erfindungsgemäss auch so ausgeführt
werden, dass nur das eine Tauende in erfindungsgemässer Weise in der Schnalle festgemacht
wird. Eine solche Ausführungsform der Schnalle ist in Fig. 6 gezeigt, wo eine Schnalle
13 an sein eines Ende zwei zwischen parallellen Begrenzungsflächen angebrachte Zapfen
2 und 3 hat, und bei seinem anderen Ende ein Auge oder andere Haltevorrichtung 14
hat. Diese Haltevorrichtung kann wie erwähnt ein Auge sein, wobei die Schnalle an
einen Haken eingehängt wird, oder es kann ein Tau mi tels Augensplitzen und Kausche
oder einen Bolzen hier eingesetzt werden. Entscheidend ist, dass das Auge 14 eine
freie Drehung der Schnalle erlaubt, sodass die Zugrichtung des im anderen Ende der
Schnalle festgemachten Taues durch die Drehungsachse der Haltevorrichtung 13 geht,
zum Erreichen des erwünschten Winkels v zwischen der Verbindungslinie zwischen den
Zapfen 2 und 3 und der Zugrichtung.
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Zweckmässig kann zur Erhöhung der Reibung zwischen Tau und Zapfen
letztgenannter wenigstens auf einen Teil ihrer Oberfläche, an welche das Tau anliegt,
mit Rillen oder Verzahnung versehen werden. Auch an die den Zapfen 2 am nächsten
liegenden Steuerflächen können mit einer solchen Verzahnung versehen werden. Vorzugsweise
ist diese Verzahnung der Zugrichtung des Taues enthegen schräggestellt, wie in Fig.
7 gezeigt, wo der Zapfen 2 mit einer solchen schräggestellten Verzahnung 15 versehen
ist, die entgegen der mit dem Pfeilen 16 angegebenen Zugrichtung des gegen den Zapfen
anliegenden Tauendes 6 zeigt. Bei dieser Schrägstellung wird erreicht, dass die
Reibung bei Zug in entgegengesetzter Richtung etwa herabgesetzt wird, wobei ein
Straffen des Taues erleichtert wird.
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Es ist ersichtlich, dass die oben beschriebenen Ausführungsformen
nur zur Veranschaulichung der Erfindung dienen, und dass verschiedene Aenderungen
innerhalb der Rahmen der Erfindung möglich ist, z.B. bei Kombination
der
Ausführungsform nach Fig. 6 mit der in Fig. 4 und 5 gezeigten. Ferner können die
Zapfen 2 und 3 anstatt der erwähnten zylindrischen Fo7rm auch konkav sein, d.h.
etwa die Form einer Umdrehungs-Hyperboloid.