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Gesperre mit einem gesperrten Abtriebsorgan,
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das mittels der Antriebskraft lösbar ist Die Erfindung betrifft ein
Gesperre mit einem Gehäuse, einem Antriebsorgan, einem von diesem antreibbaren Abtriebsorgan
und einer Sperrvorrichtung, welche in der Ruhestellung jede Bewegung des Abtriebsorgans
bezüglich des Gehäuses sperrt, jedoch unter der Wirkung einer am Antriebsorgan angreifenden
Kraft das Abtriebsorgan freigibt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches, zuverlässig
wirksames und als kompakte, geschlossene Baueinheit ausführbares Gesperre insbesondere
für solche Maschinenteile vorzuschlagen, die mittels eines Handhebels verstellt
zu werden pflegen und in der jeweils eingenommenen Stellung selbsttätig festgehalten
werden müssen.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Gesperre der einleitend näher
bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sperrvorrichtung zwei Klemmrollen
umfaßt, die in jeweils klemmendem Sinne in entgegengesetzten Bewegungsrichtungen
des Abtriebsorgans unter Federkraft stehen, daß das Antriebsorgan gegenüber dem
Abtriebsorgan Spiel hat und daß am Antriebsorgan Drücker angebracht sind, welche
im Verlauf der durch das Spiel ermöglichten Relativbewegung die in der jeweiligen
Bewegungsrichtung des Antriebsorgans das Abtriebsorgan sperrende Klemmrolle unter
Uberwindung der Federkraft löst. Wird also das Antriebsorgan bewegt, so wirkt es
zunächst in entsperredem Sinne auf eine Klemmrolle und kommt dann im weiteren Verlauf
seiner Bewegung in kraftschlüssigen Anschlag mit dem Antriebsorgan, das sich nunmehr
in der gleichen Richtung mitbewegt. Läßt man das Antriebsorgan los, so nimmt die
zuvor entsperrte Klemmrolle unter der Wirkung ihrer Federkraft wieder ihre Klemmstellung
ein, wobei das Antriebsorgan ein wenig zurück bewegt und das Antriebsorgan in der
erreichten Stellung festgehalten wird. Bei entgegengesetzter Bewegungsrichtung des
Antriebsorgans verlaufen die Vorgänge entsprechend.
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Klemmrollen, die zwischen zwei einen Hohlkeil bildenden Flächen eingeklemmt
werden, sind zwar bei Freiläufen und Uberholkupplungen, ferner bei Klemmvorrichtungen
aus dem Werkzeugbau bekannt.
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Sie haben hierbei jedoch stets die Aufgabe, eine Bewegung nur in einer
Richtung zu hemmen und in der entgegengesetzten Richtung zuzulassen. Nach der Erfindung
wirken jedoch zwei Klemmrollen gegeneinander, so daß das betreffende Organ in der
Ruhestellung nach allen seinen möglichen Bewegungsrichtungen hin festgehalten wird.
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Eine wesentliche Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß eine
Rastvorrichtung vorgesehen ist, welche das Antriebsorgan in einer Mittelstellung
festhält, in der es auf keine der beiden Klemmrollen Einfluß nimmt. Dadurch wird
eine sichere Klemmwirkung auch dann erreicht, wenn am Antriebsorgan Kräfte wirken,
die geringer als die zum Entrasten notwendige Kraft sind, wenn also beispielsweise
ein Antriebsorgan in Gestalt eines Handhebels unwillkürlich leicht berührt wird
oder wenn das Gesperre Vibrationen oder Stößen unterworfen ist, die Beschleunigungskräfte
am Antriebsorgan entstehen lassen.
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Das erfindungsgemäße Gesperre eignet sich grundsätzlich für lineare,
rotierende oder gemischte Bewegungsformen. Als bevorzugte, weil besonders einfach
zu fertigende Ausführungsform wird vorgeschlagen, daß das Gehäuse eine Trommel ist,
in der das Antriebs- und das Abtriebsorgan in koaxialer Anordnung drehbar gelagert
sind
und daß die Klemmrollen zwischen der zylindrischen Trommel innenfläche und achsparallelen
ebenen Außenflächen des Abtriebsorgans angeordnet sind. Von entscheidendem Einfluß
ist hierbei jeweils die Neigung der ebenen Fläche zu der Tangentialebene der Trommelfläche
an der Stelle, an der die Klemmrolle beide Flächen berührt. Je mehr sich diese Flächenbereiche
der Parallelität nähern, desto größer ist der Klemmdruck, der bis zum Preßsitz der
Klemmrolle gehen kann.
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Ferner wird vorgeschlagen, daß die Klemmrollen mittels zweier gefederter
Stößel gegeneinander gedrückt sind und das Antriebsorgan als Drücker eine Klaue
aufweist, welche axial zwischen die Klemmrollen hineinragt und mit ihren Flanken
an diese anlegbar ist. Selbstverständlich könnten auch die Klemmrollen mittels der
Federn bzw. Stößel voneinander weg gedrückt werden, wobei dann der Drücker eine
gabelförmige, die Klemmrollen umgreifende Gestalt haben müßte.
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Die Anordnung kann so getroffen sein, daß die Antriebskraft vom Antriebsorgan
über die jeweils entsperrte Klemmrolle auf das Abtriebsorgan übertragen wird. Es
kann jedoch für diese Kraft-Übertragung auch ein zusätzlicher Anschlag vorgesehen
sein. Ferner ist es zweckmäßig, wenn die Klaue mittels einer radial beweglichen,
unter Federkraft stehenden Rastkugel in der Mitte zwischen den Klemmrollen lösbar
festgehalten ist.
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Entsprechend den vielfältigen möglichen Ausführungsformen der Erfindung
ist auch ihr Anwendungsgebiet sehr groß. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet sind handbetätigte
Stellglieder, wobei das Antriebsorgan des Gesperres mit dem Handhebel und das Abtriebsorgan
mit dem zu bewegenden Maschinenteil verbunden wird. Es ist jedoch auch möglich,
das Gesperre bei einem Eelktromotorantrieb anstelle einer magnetisch lüftbaren Reibungsbremse
zu verwenden.
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Das Gehäuse muß auch nicht notwendigerweise feststehen, es kann vielmehr
einer von der Antriebsbewegung unabhängigen Bewegung unterworfen sein, wobei das
Abtriebsorgan dann bei Abwesenheit einer Antriebskraft bzw. eines Antriebsmoments
diese Gehäusebewegung mitmacht.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der
Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigt Fig. 1 einen Querschnitt I-I und Fig.
2 einen Axialschnitt eines Handhebel-Gesperres.
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Das dargestellte Gesperre weist ein trommelförmiges Gehäuse 1, ein
Antriebsorgan 2 und ein Abtriebsorgan 3 auf. Das Abtriebsorgan hat im wesentlichen
die Form einer kreisrunden Scheibe mit einem Lageransatz, welcher in einem Hals
1a des Gehäuses drehbar gelagert ist. Der Lageransatz des Abtriebsorgans 3 endet
in einem Vierkant 4, auf den ein Abtriebshebel 5 aufgesteckt und
mittels
einer Schraube 6 befestigt ist. Der scheibenförmige Teil des Abtriebsorgans zeigt
eine Randaussparung mit zwei achsparallelen, etwa rechtwinklig zueinander stehenden
Flächen 7 und 8, welche mit der Innenfläche des Gehäuses 1 keilförmige Hohlräume
bilden, in denen zwei Klemmrollen 9 und 10 angeordnet sind. Die Klemmrollen stehen
mittels zweier in dem Abtriebsorgan geführter Stößel 11 unter der Wirkung zweier
Druckfedern 12 und werden so in den engen Teil des jeweiligen Keilraumes hineingedrückt.
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Da die Bewegungstendenzen der beiden Klemmrollen bezogen auf die Umfangsrichtung
einander entgegengesetzt sind, wird das Abtriebsorgan 3 am Gehäuse 1 festgeklemmt.
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Das Antriebsorgan 2 hat einen ebenfalls scheibenförmigen Mittelteil,einen
Lagerzapfen 2a an der einen Seite und einen Lagerbund 2b sowie einen Vierkant 2c
an der anderen Seite. Der Lagerzapfen 2a steckt in einer entsprechenden Lagerbohrung
des Abtriebsorgans 3, während der Lagerbund 2b passend in eine Bohrung einer Lagerscheibe
13 eingreift, welche mit Hilfe von Schrauben 14 am Gehäuse 1 befestigt ist. Auf
den Vierkant 2c ist das Mittelstück eines gegossenen, formschön gestalteten Handhebels
15 aufgesteckt und mittels einer Schraube 16 befestigt. Ein Zapfen 1Sa des Handhebels
greift in einen bogenförmigen Schlitz der Lagerscheibe 13 ein, der sich über einen
Winkel von etwa 200° erstreckt und ausgehend von der in Fig. 2 gezeigten Mittelstellung
des Handhebels 15 dessen Schwenkbewegung nach jeder Seite auf etwa 1000
begrenzt.
Die Lagerscheibe 13 dient zur Befestigung des ganzen Gesperres an einem Maschinengehäuse
17 mit Hilfe von Schrauben 18. Dabei wird die Lagerscheibe von dem Handhebel 15
abgedeckt.
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Eine Klaue 2d des Antreibsorgans 2 greift zwischen den beiden Klemmrollen
9 und 10 in die Aussparung des Abtriebsorgans 3 hinein. Die etwas angeschrägten
Flanken 2e dieser Klaue können mit den Klemmrollen in Berührung gebracht werden.
Eine radiale Bohrung 2f durchsetzt die Klaue und ist mit etwas größerem Durchmesser
in dem Abtriebsorgan 3 weitergeführt. In dieser weitergeführungen Bohrung 3a des
Abtriebsorgans befindet sich eine Durckfeder 19, welche eine Rastkugel 20 gegen
den Rand der Bohrung 2f drückt und das Antriebsorgan und damit den Handhebel 15
in der gezeigten Mittelstellung festhält.
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Wird der Handhebel 15 beispielsweise gemäß Fig. 1 nach links gedreht,
so wird die Rastung aufgehoben und die betreffende Flanke 2e der Klaue 2d legt sich
auf die Klemmrolle 10. Diese wird entgegen der betreffenden Druckfeder 12 in entsperrendem
Sinne zurückgedrückt, bis der Stößel 11 mit seinem inneren Ende am Grunde seiner
Führungsbohrung in dem Abtriebsorgan 3 aufsteht. Von diesem Augenblick an nimmt
die Klaue 2d das Abtriebsorgan 3 mit, so daß der Abtriebshebel 5 geschwenkt wird.
Sobald man den Handhebel 15 losläßt, schnappt die Klemmrolle 10 in ihre ursprüngliche
Stellung zurück, wobei auch der Handhebel 15 um
einen kleinen Winkel
zurückgeschwenkt wird. Dabei schnappt die Rastkugel 20 schon wieder über den Rand
der Bohrung 2f der Klaue, so daß sich diese unter der Wirkung der Rastkugel und
ihrer Feder 19 unter Ablösung von der Klemmrolle 10 in ihre verrastete Mittelstellung
zurückbewegt. Damit ist die volle Klemmwirkung der beiden Klemmrollen zwischen Abtriebsorgan
3 und Gehäuse 1 wieder hergestellt. Bei einer Bewegung des Handhebels 15 nach der
anderen Richtung verlaufen die Vorgänge entsprechend. Der Abtriebshebel 5, an dem
im Beispiel Kräfte unterschiedlicher Größe und Richtung angreifen können, ist somit
unter normalerweise ständig aufrecht erhaltener Klemmung sehr feinfühlig verstellbar.