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Scheibenhandrad
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Die Erfindung betrifft ein Scheibenhandrad, bestehend aus einer Radnabe,
einem Radkranz mit abgerundetem Profil, der sowohl eine einhändige als auch eine
beid-£andige Kopplung zuläßt, einem die Radnabe mit dem Radkranz verbindenden Steg,
der als mindestens teilweise kegelige Radscheibe ausgebildet ist.
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Derartige Scheibenhandräder, die meist als Stellteile =ür rotatorische
Stellaufgaben verwendet werden, sind =.B. nach DIN 956 oder DIN 3670 genormt. Diese
genormten Handräder weisen einen Radkranz von kreisförmigem Profil auf 1 mit dem
die Radscheibe etwa in seiner mittzieren Transversalebene verbunden ist. Dies hat
den Nachteil, daß die Finger der Greifhand beim Koppeln am Radkranz mit ihren Endgliedern
{Fingerspitzen) an die Radscheibe anstoßen. Dadurch ergibt sich eine nur kleine
Kopplungsfläche der Greifhand mit dem Radkranz.
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£s können deshalb auch bei hohen punktuellen Druckbelastungen der
Handfläche und der Finger keine großen betätigungsmomente auf das Handrad ausgeübt
werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannten DIN-Scheibenhandräder
so zu verbessern, daß die Druckbelastungen der Handfläche und der Finger vermindert
werden und trotzdem die Übertragung großer Betätigungs- bzw. Stellmomente auf das
Handrad ermöglicht wird.
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Ausgehend von einem Scheibenhandrad der eingangs deinerten Art geschieht
die Lösung dieser Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs
1.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, daß durch in Axialrichtung
längliche Ausbildung des Radkranzprofils, in dessen frontseitiges, abgerundetes
Ende die Radscheibe in einer stetigen, vorzugsweise kreisbogenförmigen Krümmung
übergeht, eine Kopplungsfläche gebildet wird, die einen Teil der Radscheibe einbezieht
und somit größer und flacher gewölbt ist als bei den Radkränzen der DIN-Scheibenhandräder.
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Das Umfassen des Radkranzes wird bei der Erfindung noch dadurch verbessert,
daß infolge der zum Radkranz seitlichen Anordnung des gewölbten, äußeren Scheibenteiles
auf der der Arbeitsperson abgewandten Rückseite des Handrades ein Ringhohlraum gebildet
wird, in den der Daumen oder die restlichen Finger der Greifhand tief hineinfassen
können. Auch auf dieser Seite des Radkranzes ergibt sich somit eine große-Kopplungsfläche
mit der Hand. Dies gilt insbesondere dann, wenn das Radkranzprofil etwa die Grundform
eines Ovales aufweist.
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Die Innenfläche des Radkranzes kann zur Radscheibe hin je nach den
Bedienungsverhältnissen entweder zylindrisch oder ansteigend konisch ausgebildet
sein.
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Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen
beschrieben. Es zeigen Figur 1 ein erfindungsgemäßes Scheibenhandrad im Längsschnitt
mit Maßangaben, Figur 2 einen Halbschnitt des Handrades nach Figur 1 mit gestrichelt
eingetragener Greifhand,
Figur 3 einen Halbschnitt des Handrades
nach den Figuren 1 und 2 bei anderer Stellung der Hand und Figur 4 eine andere Ausführungsform
des Scheibenhandrades mit Maßangaben im Längsschnitt.
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In den Figuren 1 und 2 ist der Radkranz eines erfindungsgemäßen Scneibenhandrades
mit 1, die auf eine Achse A - A aufgesetzte Radnabe mit 2 und die Radscheibe bzw.
der Steg insgesamt mit 3 bezeichnet.
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Die Radscheibe besteht aus einem etwa ebenen inneren Scheibenteil
3c, einem mittleren kegeligen Scheibenteil 3b und einem äußeren gewölbten Scheibenteil
3a dessen Oberfläche stetig in die abgerundete Frontseite des Radkranzes 1 übergeht
und mit dieser eine große Kopplungsfläche 4 bildet, die im Profil nach einem Kreisbogen
R verläuft. Das etwa ovale Kranzprofil ist auf seiner Innenseite abgeflacht, so
daß der Radkranz innen eine Zylinderfläche 1a aufweist, welche einen zwischen dem
Radkranz 1 und den gewölbten bzw.
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kegeligen Scheibenteilen 3a bzw. 3b gebildeten Ringhohlraum 5 außen
umgibt.
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In die Figur 2 ist gestrichelt die Greifhand G einer Arbeitsperson
in einer Position eingetragen, in welcher der Daumen D die Frontseite des Radkranzes
1 und den gewölbten Teil 3a der Radscheibe umfaßt, während die restlichen Finger
F über das abgerundete rückseitige Ende des Radkranzes 1 tief in den Ringhohlraum
5 zwischen der Innenfläche 1a des Radkranzes und den Radscheibenteilen 3a und 3b
hineinfassen. Diese Stellung der Greifhand ergibt sich, wenn das Handrad mit waagerechter
Achse in der Medianebene vor oder
mit senkrechter Achse über der
Arbeitsperson angeordnet ist. Die Figur 2 läßt deutlich erkennen, daß insbesondere
zwischen dem Daumen, der Handfläche einerseits sowie der Außenseite des gekrümmten
Scheibenteiles 3a und dem Radkranz 1 andererseits eine große schwach gekrümmte Kopplungsfläche
4 vorhanden ist, welche durch die an der Zylinderfläche 1a gut anliegenden Finger
F fest unter Anpreßdruck gehalten werden kann.
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Die Figur 3 zeigt die Stellung der Greifhand G für den Fall, daß sich
die Scheibenhandradachse über oder quer vor der Arbeitsperson befindet und das Handrad
einhändig betätigt wird. Dabei greift der Daumen D über die abgerundete Rückseite
6 des Radkranzes in den Ringhohlraum 5, während die restlichen Finger F die von
der abgerundeten Vorderseite des Radkranzes'und dem gewölbten Scheibenteil 3a gebildete
Kopplungs- -fläche 4 übergreifen und auch noch ein Stück über den kegeligen Scheibenteil
3b fassen. Dadurch ergibt sich ein sehr guter Kontakt zwischen Hand und Handrad,
was eine große Kopplungskraft zuläßt.
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In der Figur 4 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt,
die sich von dem Scheibenhandrad nach den Figuren 1 und 3 hauptsächlich dadurch
unterscheidet, daß die Innenfläche 1b des Radkranzes und die gesamte Radscheibe
3 konisch ausgebildet sind. Diese Handradform ist bezüglich ihrer ergonomischen
Vorteile nur wenig ungünstiger als die in Figur 1 dargestellte Form.
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In der Herstellung ist sie aber einfacher und billiger, besonders
wenn das Handrad als Guß- oder Kunststoffteil gefertigt wird.
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Eingehende Versuche haben ergeben, daß sich der Erfindungsgedanke
für Handräder mit 200 mm Außendurchmesser durch die in die Figuren 1 und 4 eingetragenen
Abmessungen gut verwirklichen läßt. Zur Anwendung der Erfindung auf Scheibenhandräder
mit größerem Außendurchmesser bleiben die Abmessungen des Radkranzprofiles und dessen
gewölbter Übergang zum kegeligen Radscheibenteil im wesentlichen unverändert. Bei
vergrößerter Ausführung des Handrades nach Figur 1 erhält der ebene, innere Scheibenteil
3c einen entsprechend größeren Außendurchmesser und geht dann in den kegeligen Scheibenteil
3b mit dem dargestellten Profil über.
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Soll das Scheibenhandrad gemäß der Figur 4 größer ausgeführt werden,
so muß der Konuswinkel a der kegeligen Radscheibe 3 meist etwas größer ausgeführt
werden, damit die axia-le Gesamtlänge des Handrades- nicht zu groß wird. Die Form
des Radkranzes und der Übergang zur Radscheibe sollen dabei nicht verändert werden,
damit die Kopplung nicht beeinträchtigt wird.
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Die in den Figuren 1 und 4 angegebenen Maße haben nur orientierenden
Charakter, da sich die in den Patentansprüchen 1 bis 6 definierten Profilformen
auch durch die Kombination anderer Kreisbögen oder Kurven zumindest annähernd gleichwertig
verwirklichen lassen.
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Durch die mit der Erfindung erreichte Einbeziehung eines Teiles der
Radscheibe in die gewölbte Kopplungsfläche können unabhängig vom Einbauort und Achsrichtung
des Scheibenhandrades hohe Betätigungsmomente erzielt werden, ohne daß zu große
Beanspruchungen der Greifhand
oder punktuelle Belastungen der Finger
auftreten.
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Außerdem ist durch die neuartige Form sichergestellt, daß in jeder
Einbaulage des Handrades Ablagerungen von Schmutz oder Kühlmittel an der Kopplungsfläche
vermieden werden.
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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Scheibenhandrades besteht
darin, daß trotz der asymmetrischen Profilform das Handrad bei wechselnden Positionen
der Arbeitsperson auf der zu betätigenden Stellachse nicht gewendet werden muß,
sondern die Teile 3c und 6 stets dem System (Konsole) zugewandt bleiben. Dies ist
besonders wichtig an technischen Systemen, z.B. an Werkzeugmaschinen, bei denen
die Stellung der Arbeitsperson sich häufig ändert.
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