ELTER REINHOLD (DE)
DE102005031527A1 | 2007-01-04 | |||
EP1167267A2 | 2002-01-02 | |||
DE202009000715U1 | 2009-05-14 | |||
US20080164361A1 | 2008-07-10 | |||
US20020171001A1 | 2002-11-21 | |||
EP0262730A1 | 1988-04-06 | |||
FR2887865A1 | 2007-01-05 |
Auf- und Abwickelvorrichtung P a t e n t a n s p r ü c h e Auf- und Abwickelvorrichtung (1) mit einem drehbar gelagerten Wickelkörper (2) und mit einer drehbar gelagerten Bremsvorrichtung (6), wobei ein abgewickeltes, wickelfähiges Objekt durch eine Rücksteilvorrichtung selbsttätig auf den Wickelkörper (2) aufwickelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkörper (2) und die Bremsvorrichtung (6) unterschiedliche Drehachsen besitzen und dass der Wickelkörper (2) und die Bremsvorrichtung (6) über ein Getriebe miteinander in Wirkverbindung stehen. 2. Auf- und Abwickelvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch das Getriebe vorgebbares Übersetzungsverhältnis zwischen einer Drehgeschwindigkeit des Wickelkörpers (2) und einer Drehgeschwindigkeit der Bremsvorrichtung (6) mindestens 1:5, vorzugsweise mehr als 1:10 beträgt. 3. Auf- und Abwickelvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkörper (2) und die Bremsvorrichtung (6) durch ein Zahnradgetriebe miteinander verbunden sind. Auf- und Abwickelvorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Wickelkörper (2) ein Zahnring (5, 10) angebracht ist, der mit einem an der Bremsvorrichtung (6) angebrachten Zahnrad (8) in Wirkverbindung steht . Auf- und Abwickelvorrichtung gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Wickelkörper (2) ein außenverzahnter Zahnring (10) angebracht ist, der mit der Bremsvorrichtung (6) in Wirkverbindung steht. Auf- und Abwickelvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung (6) bezüglich der Drehachse der Wickelvorrichtung (2) radial beabstandet an der Auf- und Abwickelvorrichtung (1) festlegbar ist. Auf- und Abwickelvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Bremsvorrichtung (6) um eine Fliehkraftbremse handelt. Auf- und Abwickelvorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung (6) eine feststehende Bremstrommel (12) aufweist, in der eine Bremsdrehwelle (13) angeordnet ist, mit der mindestens ein Reibkörper (14) drehfest und radial verlagerbar verbunden ist, wobei der Reibkörper (14) in einem Abstand zu seinem Massenschwerpunkt mit mindestens einem Lagerelement (15) um eine zur Drehachse der Bremsdrehwelle (13) parallelen Schwenkachse schwenkbar gelagert ist und an eine Innenseite der Bremstrommel (12) anlegbar ist, um eine drehrichtungsabhängige Bremswirkung zu erzielen. 9. Auf- und Abwickelvorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Krümmung einer an die Innenseite der Bremstrommel (12) angelegten bogenförmig ausgestalteten Reibfläche des Reibkörpers (14) mindestens abschnittsweise an eine Krümmung der Innenseite der Bremstrommel (12) angepasst ist. |
B E S C H R E I B U N G
Die Erfindung betrifft eine Auf- und Abwickelvorrichtung mit einem drehbar gelagerten Wickelkörper und mit einer drehbar gelagerten Bremsvorrichtung, wobei ein
abgewickeltes, wickelfähiges Objekt durch eine
Rücksteilvorrichtung selbsttätig auf den Wickelkörper aufwickelbar ist.
Solche Auf- und Abwickelvorrichtungen werden dazu
verwendet, Garne, Seile, Drähte, Kabel, Schläuche, Ketten oder ähnliches in eine handhabbare, kompakte Form zu bringen, sie vor dem Verwirren und Verknoten zu sichern und sie bis zum weiteren Gebrauch in dieser Form zu lagern.
Häufig werden zum Beispiel für DruckluftSchläuche in
Werkstätten Auf- und Abwickelvorrichtungen verwendet, bei denen der Schlauch durch Ziehen am Schlauchende gegen die Rückstellkraft einer Aufrollfeder abgerollt wird. Nach
Verwendung des Schlauchs wird dieser durch die Federkraft der gespannten Feder selbsttätig wieder auf die Auf- und Abwickelvorrichtung aufgerollt. Zu diesem Zweck werden vergleichsweise starke Federn benötigt, da die benötigte Rückstellkraft von der Länge des abgewickelten Schlauchs abhängt. Bei einem vollständig abgewickelten Schlauch werden größere Rückstellkräfte benötigt, als bei einem nur teilweise abgewickelten Schlauch. Wird von einer zumindest bereichsweise linearen Federkennlinie ausgegangen, wird ein vollständig abgewickelter Schlauch beim selbsttätigen
Aufrollen immer weiter beschleunigt. Daher können die aufzuwickelnden Objekte beim Aufrollen sehr hohe
Geschwindigkeiten erreichen.
Aus diesem Grund ist es bekannt, Auf- und
Abwickelvorrichtungen mit Bremsvorrichtungen auszustatten. Diese Bremsvorrichtungen bremsen die Auf- und
Abwickelvorrichtungen selbsttätig ab. Üblicherweise hängt die von den Bremsvorrichtungen aufgebrachte Bremskraft von der Drehgeschwindigkeit der Auf- und Abwickelvorrichtung ab .
In der Praxis werden Auf- und Abwickelvorrichtungen für unterschiedliche wickelfähige Objekte und für
unterschiedliche Längen dieser wickelfähigen Objekte benötigt. Daher unterscheiden sich üblicherweise die benötigten Rückstellkräfte der Rückstellfedern und somit auch die benötigte Bremskraft der Bremsvorrichtungen. Die Bremsvorrichtungen müssen also an den Einsatzzweck
angepasst werden. Auf Herstellerseite wird dadurch die Lagerhaltung einer Vielzahl von Einzelteilen für die unterschiedlichen Bremsvorrichtungen und eine aufwendige Anpassung der Bremsvorrichtungen im Einzelfall
erforderlich. Hierdurch werden hohe Kosten verursacht.
Daher ist es Aufgabe der Erfindung, eine Auf- und
Abwickelvorrichtung mit einer Bremsvorrichtung so
auszugestalten, dass die von der Bremsvorrichtung
aufgebrachte Bremskraft auf einfache Weise an die benötigte Bremskraft angepasst werden kann, ohne dass eine Änderung der Bremsvorrichtung notwendig ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Wickelkörper und die Bremsvorrichtung unterschiedliche Drehachsen besitzen und dass der Wickelkörper und die
Bremsvorrichtung über ein Getriebe miteinander in
Wirkverbindung stehen. Mit Hilfe des Getriebes ist es auf einfache Weise möglich, die von der Bremsvorrichtung aufgebrachte Bremskraft an die benötigte Bremskraft
anzupassen. Dies wird durch Wahl eines geeigneten
Übersetzungsverhältnisses des Getriebes ermöglicht. Durch die Wahl des Übersetzungsverhältnisses wird die
Drehgeschwindigkeit der Bremsvorrichtung so eingestellt, dass die drehwinkelgeschwindigkeitsabhängige Bremskraft der Bremsvorrichtung an die benötigte Bremskraft angepasst ist. Um eine möglichst einfache Ausgestaltung des Getriebes zu erreichen, wird die Bremsvorrichtung exzentrisch zum
Wickelkörper angeordnet. Dadurch werden zudem
unterschiedliche Einbaulagen der Bremsvorrichtung
ermöglicht .
Um möglichst kleine Bremsvorrichtungen mit optimaler
Ausnutzung der erreichbaren Bremswirkung einsetzen zu können, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass ein durch das Getriebe vorgebbares Übersetzungsverhältnis zwischen einer Drehgeschwindigkeit des Wickelkörpers und einer
Drehgeschwindigkeit der Bremsvorrichtung mindestens 1:5, vorzugsweise mehr als 1:10 beträgt.
Vorteilhafterweise sind der Wickelkörper und die
Bremsvorrichtung durch ein Zahnradgetriebe miteinander verbunden. Zahnradgetriebe stellen eine einfache und kostengünstige Möglichkeit dar, das benötigte
Übersetzungsverhältnis bereitzustellen. Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, dass an dem
Wickelkörper ein Zahnring angebracht ist der mit einem an der Bremsvorrichtung angebrachten, Zahnrad in
Wirkverbindung steht. Beispielsweise kann ein großer
Zahnring an dem Wickelkörper befestigt sein und über ein kleineres Zahnrad die Bremsvorrichtung antreiben. Durch das damit gewählte Übersetzungsverhältnis wird die
Drehgeschwindigkeit des Wickelkörpers so auf die
Bremsvorrichtung übersetzt, dass diese mit einer höheren Geschwindigkeit als der Wickelkörper dreht. Auf diese Weise wird die geschwindigkeitsabhängige Bremskraft der
Bremsvorrichtung erhöht. Die Drehgeschwindigkeit der
Bremsvorrichtung kann durch Wahl des Durchmessers der
Zahnräder beziehungsweise der Anzahl der Zähne der
Zahnräder auf einfache Weise eingestellt werden.
Üblicherweise wird die Drehgeschwindigkeit der
Bremsvorrichtung im Vergleich zur Drehgeschwindigkeit des Wickelkörpers erhöht. Zu diesem Zweck wird an der
Bremsvorrichtung ein Zahnrad mit einem vergleichsweise kleinen Durchmesser benötigt. Die Zähne eines solchen
Zahnrads können beispielsweise am Umfang des Zahnrads bezüglich der Drehachse des Zahnrads nach außen gerichtet angeordnet sein. Durch die Wahl eines solchen
außenverzahnten Zahnrads können auch sehr kleine
Durchmesser des Zahnrads ermöglicht werden. Um eine möglichst großes Übersetzungsverhältnis zu
erreichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass an dem Wickelkörper ein außenverzahnter Zahnring angebracht ist, der mit der Bremsvorrichtung in Wirkverbindung steht. Durch den Einsatz eines außenverzahnten Zahnrings steht der volle Umfang dieses Zahnrings zur Übersetzung der
Drehgeschwindigkeit zur Verfügung.
Es kann aber auch ein Zahnring mit am Umfang des Zahnings angeordneten und zur Drehachse des Zahnrings gerichteten Zähnen an dem Wickelkörper angebracht sein. Dadurch kann das Übersetzungsverhältnis des Getriebes ohne Veränderung der Bauform der Auf- und Abwickelvorrichtung angepasst werden, in dem an Stelle des außenverzahnten Zahnrings ein innenverzahnter Zahnring an der Wickelvorrichtung
angebracht wird. Durch den Einsatz eines solchen
innenverzahnten Zahnrings wird das Übersetzungsverhältnis im Vergleich zum Einsatz eines außenverzahnten Zahnrings auf einfache Weise verringert.
Um das Übersetzungsverhältnis möglichst einfach anpassen zu können und um verschlissene Zahnräder einfach austauschen zu können, kann auch vorgesehen sein, dass der an dem
Wickelkörper angebrachte Zahnring abnehmbar ist.
Erfindungsgemäß wird weiter vorgeschlagen, dass die
Bremsvorrichtung bezüglich der Drehachse der
Wickelvorrichtung radial beabstandet an der Auf- und
Abwickelvorrichtung festlegbar ist. Die Bremsvorrichtung kann beispielsweise in an der Auf- und Abwickelvorrichtung vorgesehen Schienen bewegbar und in einer günstigen
Position kraftschlüssig befestigbar sein. Es können aber beispielsweise auch Bohrungen an verschiedenen Positionen in einem Gehäuse der Auf- und Abwickelvorrichtung
vorgesehen sein, an denen die Bremsvorrichtung befestigt werden kann. So kann die Bremsvorrichtung in verschiedenen Positionen an der Auf- und Abwickelvorrichtung angebracht werden. Auf diese Weise ist es sehr einfach möglich, den Durchmesser der Zahnräder beziehungsweise Zahnringe an die speziellen Erfordernisse anzupassen. Dadurch kann das Übersetzungsverhältnis des Getriebes schnell und auf einfache Weise beispielsweise an die benötigte Bremskraft bei einer bestimmten Schlauchlänge angepasst werden.
Vorteilhafterweise handelt es sich bei der Bremsvorrichtung um eine Fliehkraftbremse. Fliehkraftbremsen stellen
kostengünstige selbsttätige Bremsvorrichtungen dar.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die
Bremsvorrichtung eine feststehende Bremstrommel aufweist, in der eine Bremsdrehwelle angeordnet ist, mit der
mindestens ein Reibkörper drehfest und radial verlagerbar verbunden ist, wobei der Reibkörper in einem Abstand zu seinem Massenschwerpunkt mit mindestens einem Lagerelement um eine zur Drehachse der Bremsdrehwelle parallelen
Schwenkachse schwenkbar gelagert ist und an einer
Innenseite der Bremstrommel anlegbar ist, um eine
drehrichtungsabhängige Bremswirkung zu erzielen. Durch Drehung der Bremsdrehwelle wirkt eine Fliehkraft auf den mindestens einen Reibkörper in Richtung der Bremstrommel. Dadurch schwenkt der Reibkörper in Richtung der
Bremstrommel und legt sich an die Bremstrommel an. Dadurch wird die Bremsdrehwelle abgebremst. Die aufgebrachte Bremskraft hängt von der aufgebrachten Fliehkraft und somit von der Drehwinkelgeschwindigkeit der Bremsdrehwelle ab.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass eine Krümmung einer an die Innenseite der Bremstrommel angelegten bogenförmig ausgestalteten Reibfläche des Reibkörpers mindestens abschnittsweise an eine Krümmung der Innenseite der
Bremstrommel angepasst ist. Dadurch wird die Kontaktfläche zwischen Reibkörper und Bremstrommel und somit die
aufbringbare Bremskraft groß.
Durch diese Ausgestaltung wirkt die an der Kontaktfläche zwischen der Bremstrommel und des Reibkörpers auftretende Reibkraft bei Bewegung in der einen Richtung selbsthemmend auf die Position des Reibkörpers. Das heißt, dass in der einen Drehrichtung der Reibkörper durch die Reibkraft noch weiter an die Bremstrommel gepresst wird. In der anderen Drehrichtung wirkt die Reibkraft entgegen der, durch die Fliehkraft ausgelösten, Schwenkrichtung des Reibkörpers, wodurch die aufgebrachte Bremskraft verringert wird.
Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Bremswirkung der Bremsvorrichtung beim Aufrollen größer als beim
Abrollen ist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematisch dargestellten Ausführungsform beschrieben .
Hierbei zeigt: Fig. 1 eine Auf- und Abwickelvorrichtung mit einem
Zahnradgetriebe mit einem innenverzahnten Zahnring, der an dem Wickelkörper angebracht ist, Fig. 2 eine Auf- und Abwickelvorrichtung mit einem
außenverzahnten an dem Wickelkörper befestigten Zahnring und einer höhenverstellbaren Bremsvorrichtung,
Fig. 3 ein Querschnitt einer Fliehkraftbremse mit drei Reibkörpern, und
Fig. 4 die Verbindung des Wickelkörpers und der
Bremsvorrichtung mittels eines Zahnradgetriebes. Fig. 1 zeigt die Ansicht einer Auf- und Abwickelvorrichtung 1. Auf den Wickelkörper 2 ist ein Schlauch 3 teilweise aufgewickelt. An einer Seite 4 des Wickelkörpers 2 ist ein innenverzahnter Zahnring 5 angebracht. An der
Bremsdrehwelle 7 der Bremsvorrichtung 6 ist ein
außenverzahntes Zahnrad 8 angeordnet. Dieses außenverzahnte Zahnrad 8 steht mit dem innenverzahnten Zahnring 5 in
Wirkverbindung. In der Mitte des Wickelkörpers 2 ist eine Wickeldrehwelle 9 angeordnet. Um diese Wickeldrehwelle 9 dreht sich der Wickelkörper 2 beim Auf- und Abrollen.
Innerhalb der Wickeldrehwelle 9 befinden sich die nicht dargestellten Rückstellfedern, gegen deren Rückstellkraft der Schlauch 3 abgewickelt werden muss und durch deren Rückstellkraft die Wickeldrehwelle 9 beim Aufrollen
angetrieben wird.
Der am Wickelkörper 2 angebrachte innenverzahnte Zahnring 5 und das an der Bremsdrehwelle 7 angebrachte außenverzahnte Zahnrad 8 bilden das Getriebe. Da der am Wickelkörper 2 angebrachte innenverzahnte Zahnring 5 einen deutlich größeren Umfang beziehungsweise deutlich mehr Zähne
aufweist als das an der Bremsdrehwelle 7 angebrachte außenverzahnte Zahnrad 8, ist die Drehgeschwindigkeit der Bremsdrehwelle 7 erheblich höher als die
Drehgeschwindigkeit des Wickelkörpers 2. Daher greifen an den nicht dargestellten Reibkörpern innerhalb der
Bremsvorrichtung 6 deutlich höhere Fliehkräfte an, als bei einem direkten Antrieb der Bremsvorrichtung 6 durch die Wickeldrehwelle 9. Auf diese Weise kann die erzielbare Bremskraft der Bremsvorrichtung 6 optimal ausgenutzt werden und so eine kleinere und leichtere Bremsvorrichtung 6 eingesetzt werden.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist die
Bremsvorrichtung 6 außerhalb des Wickelkörpers 2
angebracht. Es ist aber auch möglich, die Bremsvorrichtung 6 innerhalb des Wickelkörpers 2 anzuordnen, um dadurch Bauraum einzusparen. Zudem ist es möglich, die Auf- und
Abrollvorrichtung 1 mindestens teilweise mit einem Gehäuse zu umgeben.
Fig. 2 zeigt eine Auf- und Abwickelvorrichtung 1 an dessen Wickelkörper 2 ein außenverzahnter Zahnring 10 angeordnet ist. Die Bremsvorrichtung 6 wird kraftschlüssig mit dem Schienenständer 11 verbunden. Dadurch kann die Höhe der Bremsvorrichtung 6 eingestellt werden. Der am Wickelkörper 2 angeordnete außenverzahnte Zahnring 10 ist abnehmbar.
Um die durch die Bremsvorrichtung 6 aufbringbare Bremskraft an die benötigte Bremskraft anzupassen, wird zunächst die kraftschlüssige Verbindung der Bremsvorrichtung 6 mit dem Schienenständer 11 gelöst und die Wirkverbindung des an der Bremsdrehwelle 7 der Bremsvorrichtung 6 angebrachten und durch die Bremsvorrichtung 6 in der Figur verdeckten außenverzahnten Zahnrads 8 und des am Wickelkörper 2 angeordneten außenverzahnten Zahnrings 10 getrennt. Sodann kann der am Wickelkörper 2 angeordnete, außenverzahnte Zahnring 10 abgenommen und beispielsweise gegen einen größeren außenverzahnten Zahnring ausgetauscht werden.
Anschließend wird die Bremsvorrichtung 6 so mit dem
Schienenständer 11 kraftschlüssig verbunden, dass der größere außenverzahnte Zahnring und das an der
Bremsdrehwelle 7 angeordnete außenverzahnte Zahnrad 8 in Wirkverbindung zueinander stehen. So kann die von der Bremsvorrichtung 6 aufgebrachte Bremskraft sehr einfach und kostengünstig an die gewünschte Bremskraft angepasst werden. Auf die gleiche Weise können verschlissene
Zahnringe einfach ausgetauscht werden.
In Fig. 3 ist ein Querschnitt einer Bremsvorrichtung 6 dargestellt. Die Bremsvorrichtung 6 besteht aus einer feststehenden Bremstrommel 12, einer Bremsdrehwelle 13, mit der drei Reibkörper 14 drehfest verbunden sind, die mit einem Lagerelement 15 um eine zur Drehachse der
Bremsdrehwelle 13 parallele Schwenkachse schwenkbar
gelagert sind. Die Reibkörper 14 werden durch Federn 16 in einem Abstand zur Innenseite der Bremstrommel 12 gehalten. Bei einer Drehung der Bremsdrehwelle 13 wirken auf die Reibkörper 14 Fliehkräfte. Durch diese Fliehkräfte werden die Reibkörper 14 entgegen der Federkräfte der Federn 16 in Richtung der Innenseite der Bremstrommel 12 bewegt. Ab einer bestimmten Drehgeschwindigkeit legen sich die Reibkörper 14 an die Innenseite der Bremstrommel 12 an. Dadurch wird die Bremsdrehwelle 13 abgebremst. Die Richtung der an den Kontaktflächen zwischen den Reibkörpern 14 und der Innenseite der Bremstrommel 12 auftretenden Reibkräfte ist drehrichtungsabhängig . Bei einer Drehung in die eine Richtung verstärkt die auftretende Reibkraft den
Anpressdruck der Reibkörper 14. In dieser Richtung wirken die Reibkörper 14 selbsthemmend. Bei einer Drehung in die entgegengesetzte Richtung verringert die Reibkraft den Anpressdruck .
Fig. 4 zeigt eine Vorderansicht einer Bremsvorrichtung 6 mit einem Ausschnitt eines innenverzahnten Zahnrings 5. An der Drehwelle 7 der Bremsvorrichtung 6 ist ein
außenverzahntes Zahnrad 8 angebracht. Dieses außenverzahnte Zahnrad 8 steht in Wirkverbindung mit dem innenverzahnten Zahnring 5.
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