DE9300802U1

DE9300802U1 - Gesperre

Info

Publication number: DE9300802U1
Application number: DE9300802U
Authority: DE
Original assignee: HASE GEB SCHWAGER ANKE
Current assignee: HASE GEB SCHWAGER ANKE
Priority date: 1993-01-22
Filing date: 1993-01-22
Publication date: 1994-05-26
Anticipated expiration: 2003-01-23

Description

Die Erfindung betrifft ein Gesperre zwischen einer Antriebsvorrichtung und einem angetriebenen Teil, mit einem im Sperrzustand blockierend eingreifenden federbelasteten Sperrelement.

Gesperre stellen eine besondere Art der Getriebe dar und werden beispielsweise in Handhebezeugen verwendet. Gesperre verhindern bei Unterbrechen der Antriebskraft das Absinken der Last und sind prinzipiell als Zahn-, Klinken- oder Klemmgesperre bekannt.

Beispielsweise kann ein außenverzahntes Sperrad durch eine Sperrklinke und/oder einen Sperrhaken in einer Drehrichtung blockiert sein, während der Sperrhaken oder die Sperrklinke bei Drehung des Sperrades in entgegengesetzter Richtung durchläuft. Bei Klemmgesperren wird die Klemmkraft nicht durch Blockierung eines Anschlages, sondern durch reibend in Sperrichtung anliegende Klemmbacken aufgebracht. Die Sperrbacken sind meist gegen den Innenmantel einer Welle wirkend angeordnet. Die mit dem Sperrelement verbundene Feder hat die Aufgabe, das Sperrelement bei nachlassender Drehzahl oder Geschwindigkeit des angetriebenen Teils wieder in den Sperrzustand zu führen. Darüber hinaus sind Sperrgetriebe bekannt, bei denen eine Antriebswelle in einer Richtung gesperrt ist.

Bevorzugtes Anwendungsgebiet für einfach aufgebaute Sperre sind Spannvorrichtungen für Taue, Seile, Ketten oder Drähte, insbesondere zur Verwendung auf Segelyachten als Schot- oder Ankerwinden. Diese Vorrichtung besteht aus zwei fest oder trieblich miteinander verbundenen kegeligen Scheiben mit einander zugekehrten Kegelflächen. Wird das einzuspannende Seil, Tau oder Kette in die so geschaffene umlaufende keilförmige Nut eingelegt, kann es durch Eingreifen in eine Verzahnung oder Profil auf den Kegelscheibenoberflächen oder durch Eigenreibung festgesetzt und gehalten werden. Um den Nachteil zu vermeiden, daß das Seil oder Tau mehrfach um die Trommel bzw.die kegeligen Scheiben gelegt werden muß, damit die notwendige Reibung auf-

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gebracht wird, ist bereits eine Neigung einer oder beider kegeliger Scheiben mit ihren Rotationsachsen gegenüber der Achse einer Antriebswelle vorgeschlagen worden, womit sich beim Eindrücken des Seiles oder Taues in die spitz zulaufende Nut eine größere Klemmwirkung auf einer Seite ergeben kann. Nachteilig ist bei dieser Ausführungsform, daß sich das Seil leicht verklemmen kann.

Ferner ist eine Vorrichtung zum Anziehen oder Nachlassen eines Seiles unendlicher Länge ohne Aufwicklung des Seiles auf eine Trommel, jedoch mit der Möglichkeit der Ausübung hoher Zugkräfte in zwei Aufwickeleinrichtungen ohne Gefahr eines Schlupfes bekannt geworden, bei der Mittel vorgesehen sind, die das Verziehen des Seiles in beiden Bewegungsrichtungen unabhängig von seiner Länge ermöglichen. Hierzu ist eine Laufrolle mit einer Nut vorgesehen, in welche das Seil selbsttätig durch gewegliche Backen gedrückt wird mit der Folge, das beliebige Längen des Seiles angezogen oder nachgelassen werden können. Diese Vorrichtung ist allerdings konstruktiv sehr aufwendig und speziell bei solchen Hebezeugen, bei denen eine kurzzeitige und sichere Einspannung eines Seiles oder Taues gewünscht wird, nicht einsetzbar. Insbesondere auf Segelyachten ist es nämlich erforderlich, zum Spannen oder Einholen von Segeln, Taue oder Seile schnell und sicher einspannen zu können. Jede Handhabung, die eine verlängerte Zeit in Anspruch nimmt, geht bei Wettfahrten verloren. Darüber hinaus ist bei Einrichtungen, die eine Mehrfachumwicklung des Seiles

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oder Taues erfordern, die Gefahr des Vertörnen (Überlaufens) eines Taues relativ groß.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, daß eingangs genannte Gesperre derart weiterzuentwickeln, daß es unabhängig von der Richtung, in der das Seil eingelegt wird, sicher und zuverlässig arbeitet, zu Spannen und Lösen des Spannmittels leicht handhabbar ist und konstruktiv einfach aufgebaut ist. Der Aufbau des Gesperres soll ferner so sein, daß es auch für den Handbetrieb geeignet ist, d.h., die zur Betätigung notwendigen Kräfte auch von einer Bedienungsperson aufgebracht werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird das im Anspruch 1 beschriebene Gesperre vorgeschlagen, das erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß im Ruhezustand zwei in entgegengesetzte Richtungen wirksame Sperrelemente blockierend eingreifen und daß in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Antriebsvorrichtung eines der Sperrelemente entriegelbar ist, während das andere Sperrelement die Antriebsvorrichtung mit dem antreibbaren Teil kuppelt.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 12 aufgeführt.

Der Vorteil des vorgenannten Gesperres liegt darin, daß es unabhängig von der Richtung des eingelegten Spannmittels, d.h. Seiles, Taues oder Drahtes arbeitet. Schon hierdurch können "Fehlgriffe" durch falsches Einlegen des Spannmittels vermieden werden.

Das Gesperre ist grundsätzlich für alle Kupplungen bzw. Getriebe verwendbar, insbesondere bei Zahnstangenantrieben ebenso wie bei der Kupplung zweier Wellen.

Als Sperrelement können Klinken, Zahnräder oder auch Bremsbacken dienen, wobei letztere den Vorteil einer stufenlosen Einstellmöglichkeit bieten.

Als Antriebsvorrichtung können sowohl eine handbetätigbare Kurbel als auch eine (motorangetriebene) Antriebswelle dienen.

Nach einer Ausführugnsform der Erfindung weist die Kurbel oder Welle einen mantelseitigen Nocken auf, der bei Drehung der Kurbel oder der Welle in eine Ausnehmung eines Sperrelementes eingreifend oder über ein Anschlag ein Sperrelement derart verschwenkt, daß dieses mit seinem freien Ende kraft- und/oder formschlüssig in das antreibbare Teil eingreift oder reibungsschlüssig daran zur Anlage kommt. Hierunter sind sowohl solche Gesperre zu verstehen, bei denen der besagte Nocken in Ruhestellung auf keine der Sperrklinken einwirkt, so daß sich beide aufgrund der sie verbindenden Zugkraft einer Feder im Sperrzustand befinden. Bei Drehung der Kurbel und entsprechendem Verschwenken des Nockens wird eine der Sperrklinken verschwenkt und hierbei entriegelt, während die andere Sperrklinke im Sperrzustand verbleibt und über diesen Sperrzustand eine Übertragung der Bewegung der Antriebsvorrichtung auf die Verzahnung des antreib-

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baren Teils, beispeilsweise eine Zahnstange oder ein Zahnrad mit Innenmantelverzahnung, möglich wird. Läßt die Antriebskraft nach, so wird bei Übersteigen der Lastkraft relativ zur Antriebskraft der Nocken in die Ausgangslage zurückbewegt, wodurch die zweite Sperrklinke wieder in den Sperrzustand geführt wird. Gleichermaßen kann bei einer Ausgestaltung der Sperrelemente als Bremsbacken auch eine selbsthemmende Feststellung eines eingestellten Drehwinkels erzwungen werden. In der Drehwinkelnullstellung findet sich der Nocken zwischen den als Hebel ausgebildeten Bremsbacken. Bei Linksoder Rechtsdrehung wird der Nocken an einen Arm der Bremsbacken geführt und schwenkt diesen in die Leerlaufstellung, während der andere Bremsbacken in der Sperrstellung verbleibt, so daß die über den Nocken vorgenommene Drehbewegung unmittelbar auf das antreibbare Teil übertragen wird. Diese Ausführungsform ist vorzugsweise als Ruderselbsthemmung für Segelyachten einsetzbar.

Vorzugsweise besitzt das antreibbare Teil ein hülsenförmiges Hohlprofil, dessen Innenmantel die Kupplungsstelle oder -stellen mit einem oder beiden Sperrelementen darstellt. Hierdurch ergeben sich bessere Ubertragungsverhältnisse der Klemmkraft .

Die Kupplungsstelle des antreibbaren Teils ist vorzugsweise ein Zahnprofil einer Zahnstange oder eines Zahnrades. Eine weitere Verbesserung der Übertragung der Klemmkräfte ergibt sich, wenn die

Sperrelemente zweiarmige Hebel sind, deren einer Hebelarm den Bremsbelag oder das zum Eingriff in ein Zahnprofil entsprechend ausgebildete Profil besitzt.

Obwohl die Sperrelemente federbelastet sind und insofern bereits eine gerichtete Rückführung der Sperrelemente gewährleistet wird, soll nach einer Weiterbildung der Erfindung der Schwenkwinkel der Sperrelemente in der Freilaufstellung durch Anschlagelemente begrenzt sein.

Wie bereits eingangs angedeutet, eignet sich die vorliegende Erfindung, insbesondere für Spannvorrichtungen für Taue, Seile, Drähte oder Ketten, vorzugsweise eine Schot- oder Ankerwinde. Das angetriebene Teil stellt dann ein Kegelscheibenpaar mit einem Oberflächenprofil an der dem zu spannenden Seil oder Tau zugewandten Seite dar. Vorzugsweise sind die als zweiarmige Hebel ausgebildeten Sperrelemente über eine an jeweils einem freien Ende befestigte Feder miteinerander verbunden, so daß die erzwungene Bewegung auf ein Sperrelement eine Federkraftänderung und damit eine veränderte Kraft auf das andere Sperrelement ausübt. Insbesondere verschwenkt der Nocken bei Drehung durch Anschlag eine Bremsbacke, entriegelt diese hierbei und preßt die andere Bremsbacke über den Federzug auf den Bremsbelag des Innenmantels einer Hülse.

Die Erfindung wird im folgenden anhand konkreter Ausführungsbeispiele weiter erläutert. Es zeigen

F i g. 1 eine Explosionsdarstellung einer
Winsch für Segelyachten,

Fig. 2a-c eine Draufsicht auf die Winsch nach Fig.l in drei unterschiedlichen
Stellungen,

F i g. 3 das erfindungsgemäße Gesperre in

Verbindung mit einer Zahnstange, und

F i g. 4 eine Draufsicht auf ein Gesperre
mit Bremsbacken.

Die als Winsch ausgebildete Vorrichtung zum Spannen von Tauen oder Seilen ist grundsätzlich nach dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der DE 26 02 629 C3. Die Winsch weist einen Tragkörper 10 mit einer T-Nutführung 11 zum direkten Aufschieben auf eine Spi-, Baum- oder Genuaschiene auf. Der Tragkörper 10 kann auf den Schienen seitlich verschoben und über Bolzen 12 oder Schrauben 13 arretiert werden. Auf dem Tragkörper 10 befindet sich eine feststehende Welle 14, die über diverse Verbindungsmittel eine Hülse 15 trägt, in deren mantelförmigen Absatz 151 ein Bolzen eingeschraubt ist, der als Nocken 152 zur Betätigung der Sperrelemente dient. Auf einem Hohlzapfen 16 drehbar angeordnet ist ein Kegelscheibenpaar 17 mit Kegelscheiben 171 und 172, deren jeweils zueinander gewandten Kegelmäntel Profilierungen 173 und 174 aufweisen.

Diese Profilierungen können im einfachsten Fall radial auswärts laufende Nuten oder Stege sein, vorzugsweise sind die Stege und/oder Nuten jedoch bogenförmig einwärts gerichtet, wobei die obere Kegelscheibe 171 im Gegensatz zu der unteren Kegelscheibe 172 entgegengesetzt gerichtete Profilierungen aufweist. Die Kegelscheiben 171 und 172 bilden eine im wesentlichen nutförmige Ausnehmung, in die ein Seil oder ein Tau (nicht dargestellt) eingelegt werden kann. Die Hülse 15 ist über einen Antriebskopf drehbar, der mittels einer in eine dafür vorgesehene Ausnehmung steckbaren Kurbel betätigt wird. Die Kegelscheiben 171 und 172 sind über Bolzenverbindungen und/oder Mitnehmerstifte so miteinander verbunden, daß eine auf eine der Scheiben übertragene Drehbewegung die andere Scheibe schlupffrei mitführt. Die Kegelscheibe 172 besitzt an ihrem Innenmantel (siehe Figur 2) ein Zahnprofil 176, in welches entsprechend ausgebildete Sperrklinken 18 und 19 lösbar eingreifen können. Betätigt man den Nocken 152 durch Drehung der Hülse 15 aus den im Fig. 2c dargestellten Ruhezustand entgegen dem Uhrzeigersinn (Fig. 2a) wird die Sperrklinke 19 um ihre Dreh- und Befestigungsachse 191 verschwenkt. Der Nocken 152 gleitet hierbei längs einer Innenführung 192 des zweiarmigen Hebels 19, maximal bis zum Anschlag 193. Hierdurch schwenkt die Sperrklinke 194 aus der Innenverzahnung 176, so daß die Sperrwirkung der Sperrklinke 19 aufgehoben wird. Die Sperrwirkung der Sperrklinke 18 bleibt hingegen bestehen, so daß eine Drehung der Kegelscheibe 172 entgegen dem Uhrzeigersinn unter Vermittlung der Sperrklinke 18 möglich ist.

Gegen ein weiteres Verschwenken wirkt ein Sicherungsbolzen 20, an den entsprechend Fig. 2a die Sperrklinke 19 zur Anlage kommt. In entsprechender spiegelsymmetrischer Weise ist auch die Sperrklinke 18 ausgestaltet, deren Verschwenken anhand der Fig. 2b deutlich wird. Wird nämlich die Hülse 15 und damit der Nocken 152 in Gegenrichtung, d.h. im Uhrzeigersinn verdreht, verläßt der Nocken zunächst die Anlage zur Innenfläche 192 der Sperrklinke 19. Durch die Rücktriebskraft der Feder 21 wird die Sperrklinke 19 wieder in den Sperrzustand zurückgeführt, bei dem Teil 194 in die Verzahnung 176 sperrend eingreift. Befindet sich der Nocken 152 in der in Fig. 2c dargestellten Mittelstellung, sperren somit beide Sperrklinken 18 und 19 die Kegelscheiben in beiden Richtungen. Etwa in der Nut 175 eingeklemmte Seile oder Taue können die Kegelscheiben nicht drehen. Bei weiterer Bewegung des Nockens 152 im Uhrzeigersinn wird dieser entlang der inneren Anlagefläche 182 der Sperrklinke 18 geführt (siehe Fig. 2b) bis hin zum Anschlag 183. Hierbei wird die Sperrklinke 18 um die Drehachse 181 verschwenkt, so daß die Klinke 184 das Zahnprofil 176 verläßt. Bei Drehbetätigung der Hülse im Uhrzeigersinn bleibt hingegen der Eingriff des Sperrklinkenteils 194 in die Verzahnung 176 aufrechterhalten, so daß die Kegelscheibe 172 im Uhrzeigersinn verdreht wird. Läßt die Antriebskraft auf den Nocken 152 nach, so wird der Nocken 152 um 90° zurückgedreht, wobei jedoch die Sperrklinke 18 zurückschwenkt in die in Fig. 2c dargestellte Position und eine weitere Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn sperrend verhindert.

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Die Sperrklinken 18 und 19 sind zentrisch zur Drehachse 22 angeordnet, so daß die über die Feder 21 bzw. die auf die Sperrklinke 18 wirkende Feder 23 aufgebrachten Kräfte in beiden Drehrichtungen - gleiche Federkraft vorausgesetzt - gleich groß sind.

Die Innenverzahnung 176 muß jedoch keinen Kreisbogen bzw. Teilkreisbogen beschreiben. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, kann das antreibbare Teil auch eine Zahnstange 24 mit einem Zahnprofil 241 sein. Durch Drehbetätigung der Hülse 15 ergeben sich in entsprechender Weise, wie zu Fig. 2a-c beschrieben, Verschwenkungen der Sperrklinken 18 und 19, wobei die im Sperrzustand verbleibende einzige Sperrklinke (hier Sperrklinke 18) die Drehung in eine Linearbewegung (hier nach unten) in Richtung des Pfeiles Ö25 bewirkt.

Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf ein Gesperre mit Bremsbacken. Eine Antriebswelle 26 besitzt mantelseitig einen Nocken 27, der in Fig.4 in der Nullpunktstellung dargestellt ist. Anstelle der Sperrklinken 18 und 19 sind Bremsbacken 28 und 29 vorgesehen, die um Drehachsen 281 bzw. 291 schwenkbar sind. Die Bremsbacken 28 und 29 dienen zur Feststellung einer Hülse 30, die Teil einer Ruderanlage einer Segelyacht sein kann. Diese Hülse 30 besitzt auf ihrem Innenmantel einen Bremsbelag 301, in entsprechender Weise ist die dem Bremsbelag 301 jeweils zugewandte Fläche der Bremsbacken 28 und 29 ausgebildet. Die Bremsbacken 28 und 29 verbreitern sich an ihrem dem Bremsbelag 301,zugewandten Ende, um die Reibschlüssigkeit zu verbessern.

An ihrem entgegengesetzten Ende 282 und 283 sind die als zweiarmige Hebel ausgebildeten Bremsbacken

28 und 29 über eine Zugfeder 31 miteinander verbunden. Die Federkraft ist so groß, daß in dem dargestellten Zustand beide Bremsbacken 28 und 29 im Eingriff sind, d.h., die Hülse 30 ist in (^-Stellung fixiert. Bewegt man den Nocken 27 beispielsweise im Uhrzeigersinn, so stößt dieser auf die Innenfläche 292 der Bremsbacke 29, die bei Weiterbewegung des Nockens 27 um die Drehachse 291 verschwenkt wird. Hierdurch löst sich die Bremsbacke

29 vom Bremsbelag 301. Gleichzeitig wird durch Verschwenken der Bremsbacke 29 die Zugkraft der Feder 31 erhöht, die als erhöhte Druckkraft unter Vermittlung der Bremsbacke 28 auf den Reibungsbelag 301 (rechte Seite der Zeichnung) übertragen wird. Eine (weitere) Drehung des Nockens 27 im Uhrzeigersinn hat somit zur Folge, daß die Bremsbacke 28 entsprechend verschwenkt und die Hülse 30 im Uhrzeigersinn mitgeführt wird. Zur Begrenzung der Schwenkwinkel der Hülse 30 bzw. der Schwenkung der Bremsbacken 28 und 29 dienen Anschlagstifte 32 und 33. Der Nocken 27 kann auch als Rolle ausgeführt sein.

Claims

Ansprüche:

1. Gesperre zwischen einer Antriebsvorrichtung (15,26) und einem angetriebenen Teil (172;24,30) mit einem im Sperrzustand blockierend eingreifenden federbelasteten Sperrelement (18,19; 28,29),

dadurch gekennzeichnet,

daß im Ruhezustand zwei in entgegengesetzte Richtungen wirksame Sperrelemente (18,19;28,29) blockierend eingreifen und daß in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Antriebsvorrichtung (15,26) eines der Sperrelemente (18,19;28,29) entriegelbar ist, während das andere Sperrelement (18,19; 28,27) die Antriebsvorrichtung (15,30) mit dem antreibbaren Teil (172;24,30) kuppelt.

2. Gesperre nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Sperrelement eine Klinke (18,19), ein Zahnrad, Zahnsegment oder eine Bremsbacke (28, 29) ist.

3. Gesperre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Antriebsvorrichtung eine handbetätigbare Kurbel oder eine Antriebswelle (15,26) ist.

4. Gesperre nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Kurbel oder Welle (15,26) einen mantelseitigen Nocken (152;27) aufweist, der bei Dre-

hung der Kurbel oder Welle (15,26) in eine Ausnehmung (182,192;292) eines Sperrelementes eingreifend oder über einen Anschlag (183,193) ein Sperrelement derart verschwenkt, daß dieses mit seinem freien Ende (184,194), kraft- und/oder formschlüssig in das antreibbare Teil (176;241) eingreift oder reibungsschlüssig (301) daran zur Anlage kommt.

5. Gesperre nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß das antreibbare Teil (172;30) ein hülsenförmiges Hohlprofil aufweist, dessen Innenmantel (176;301) die Kupplungsstelle (n) mit einem oder beiden Sperrelementen (184,194;28,29) darstellt .

6. Gesperre nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

daß die Kupplungsstelle des antreibbaren Teils ein Zahnprofil (241;176) einer Zahnstange (24) oder eines Zahnrades (172) ist.

7. Gesperre nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

daß die Sperrelemente (18,19;28,29) zweiarmige Hebel sind.

8. Gesperre nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

daß Anschlagelemente (20;32,33) den Schwenkwinkel der Sperrelemente (18,19 ; 28,29) in der Freilaufstellung begrenzen.

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9. Gesperre nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,

daß das bewegbare Teil (172) eine Spannvorrichtung für Taue, Seile oder Drähte ist, vorzugsweise eine Schot- oder Ankerwinde.

10. Gesperre nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,

daß das angetriebene Teil ein Kegelscheibenpaar (171,172) mit einem Oberflächenprofil (174) an der dem zu spannenden Seil oder Tau zugewandten Seite ist.

11. Gesperre nach einem der Ansprüche 7 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,

daß die als zweiarmige Hebel ausgebildeten Sperrelemente (28,29) über eine an jeweils einem freien Ende befestigte Feder (31) miteinander verbunden sind.

12. Gesperre nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Nocken (27) bei Drehung durch Anschlag eine Bremsbacke (28,29) verschwenkt und hierbei entriegelt und daß die andere Bremsbacke (28,29) über den Federzug auf den Bremsbelag (301) des Innenmantels eine Hülse (30) preßt.