EICK HENNING (DE)
US5318479A | 1994-06-07 | |||
DE1830934U | 1961-05-10 | |||
US5692534A | 1997-12-02 | |||
US5518284A | 1996-05-21 | |||
CA2633014A1 | 2009-11-23 | |||
US20100170072A1 | 2010-07-08 |
Ansprüche 1. Vorrichtung zur Verspannung eines Spanngummis, gekennzeichnet durch ein längliches Hebelteil (31) mit einem ersten Ende (32) und einem zweiten Ende (33), wobei am ersten Ende (32) ein Greifteil (34) sitzt und wobei das Greifteil (34) ausgestaltet ist, um ein an dem Spanngummi fest angebrachtes Riegelstück ergreifen und als Angelpunkt einer Hebeltätigkeit nutzen zu können. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ende (33) des Hebelelementes derart ausgestaltet ist, dass es sicher mit der Hand gefasst werden kann. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hebelelement eine Länge HL aufweist, die vorzugsweise dem 1,5-fachen bis 3-fachen, weiter vorzugsweise dem 1,7-fachen bis 2,8-fachen, weiter vorzugsweise dem 1,9-fachen bis 2,5-fachen der Länge des jeweilig zu verspannenden Abstandes A entspricht. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Greifteil (34) in einer L-Form ausgestaltet ist und im wesentlichen orthogonal von dem Hebelteil (31) absteht . 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der orthogonal vom Hebelteil (31) abstehende Teil des Greifteiles (34) derart ausgestaltet ist, dass er eine Länge hat, die dem 1,0-fachen bis 2-fachen, weiter vorzugsweise dem 1,1-fachen bis 1,5-fachen des Durchmessers des korrespondierenden Riegelstückes entspricht . 6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der wiederum orthogonal vom Greifteil (34) abstehende Teil des Greifteiles, welcher die L-Form schafft, derart ausgestaltet ist, dass er eine Länge hat, die dem 0,3- fachen bis 1-fachen, weiter vorzugsweise dem 0,5-fachen bis 0,8-fachen des Durchmessers des korrespondierenden Riegelstückes entspricht. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Greifteil (34) aus zwei parallel verlaufenden Hakenelementen (35a, 35b) besteht, wobei der maximale Abstand der Hakenelemente gemessen von den zugewandten Innenkanten kleiner ist als der Durchmesser des Riegelstückes des zu verspannenden Spanngummis. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Werkstoff Metall verwendet wird. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung aus einem einstückigen Metallrohr in die entsprechende Form gebogen wird. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass am ersten Ende (32) des Hebelteils eine Querverstrebung befestigt wird. |
Beschreibung
Gegenstand der Erfindung ist ein Werkzeug zum Verspannen von Gummibändern .
Aus vielfältiger Vorbenutzung sind elastische Bänder
vorbekannt, die zur Verbindung zweier oder mehrerer Elemente verwendet werden. Durch die Elastizität kann eine feste
Arretierung bewirkt werden, die sich variabel auf verschiedene Längen anpasst. Da derartige Gummibänder durch ihre natürliche Rückstellkraft schwierig zu verknoten sind, finden sich am Markt meist Gummibänder mit fest montierten Haken, Ösen oder anderen BefestigungsVorrichtungen .
Vorbekannt sind hierbei vor allem elastische Bänder, die an beiden Enden einen Haken aufweisen. Diese Bänder sind auch unter der Bezeichnung „Gepäckspinnen" oder „Expander" bekannt. Eine andere Ausführungsform eines Befestigungsgummis ist aus dem Camping/Outdoor-Bereich als Zeltgummi oder Spanngummi bekannt. Diese Ausführungsform besteht aus einer Schlaufe aus elastischem Material, die fest mit einem Riegelstück verbunden ist. Das Riegelstück kann beispielsweise ein Knauf oder eine Kugel, aber auch ein Knebel sein. Solche Spanngummis werden benutzt, um ein durchgehendes Element, wie beispielsweise ein Rohr oder Zeltgestänge, mit einem zu verspannenden Gegenstand zu verbinden, der zu diesem Zweck über eine Öse verfügt (z.B. eine Zeltplane) . Die Befestigung erfolgt, indem die Schlaufe des Spanngummis durch die Öse gezogen wird. Sodann wird die Schlaufe um das durchgehende Element gelegt und mit geringem Kraftaufwand über das Riegelstück gezogen.
Hierdurch wird das Spanngummi mit sich selbst verknöpft. Der elastische Zug der flexiblen Schlaufe ermöglicht dabei, dass die Schlaufe sich über das Riegelstück führen lässt, sich sodann aber durch die elastische Rückstellungskraft festzieht Zwar steht das Spanngummi unter Zug, wodurch das Riegelstück gegen die Schlaufe gepresst wird. Das System ist jedoch selbstarretierend: je stärker die Zugkraft auf dem Gummiband ist, desto enger wird die Schlaufe gezogen und desto sicherer Sitzt das Riegelstück.
Eine solche Befestigung ist insbesondere im Campingbereich bekannt und problemlos überall manuell - also ohne die
Verwendung von Werkzeug - einsetzbar, wo keine große
Zugspannung gehalten werden muss und die Rückstellkraft des elastischen Materials nur benutzt wird, um über die sich zusammenziehende Schlaufe eine Haltekraft auf das Riegelstück zu vermitteln.
Problematisch gestaltet sich die Montage jedoch, wenn
derartige Spanngummis unter größerer Zuglast stehen und etwa zwei Elemente über einen größeren Abstand (A) federnd
verbinden sollen, wie es beispielsweise bei einem in einem Rahmen aufgespannten Sonnensegel, einem Banner oder der
Verspannung eines Sprungtuches in einem Trampolinrahmen der Fall ist. In diesem Fall reicht die Kraft, die bei einer manuellen Montage aufgebracht werden kann, nicht aus, um das Spanngummi unter eine solch hohe Vorspannung zu setzen und gleichzeitig das Riegelstück durch die Lasche zu ziehen
(welche sich unter dem Zugdruck zudem verjüngt).
Hier muss die Schlaufe des Spanngummis nämlich zunächst stark in der Länge gedehnt werden, um die abzuspannende Distanz doppelt zu überbrücken. Dies erschwert aber zugleich die Erweiterung der Schlaufe in der Breite, um sie über das
Riegelstück zu legen. Abgesehen davon, dass der physikalische Kraftaufwand dafür je nach Anwendungszweck manuell kaum oder gar nicht aufzubringen ist, birgt das manuelle Verfahren auch durch unkontrolliert zurückschnellende Gummibänder große
Verletzungsgefahren .
Gerade im Bereich der Heimtrainingsgeräte, namentlich
Trampolinen für den Hausgebrauch, ist es jedoch im Vergleich zum bekannten Stand der Technik eine enorme Verbesserung, statt Metallfedern elastische Bänder zu verwenden. Es hat sich gezeigt, dass elastische Bänder eine linear gleichmäßigere Ausdehnung erfahren und damit bei der Nutzung des Trampolins Belastungsspitzen vermieden werden können. Auch müssen
Stahlfedern ebenfalls mittels eines Hakens oder einer Zange gespannt werden. Nicht zuletzt sind die Materialkosten für Metallfedern deutlich höher und das Gewicht des Trampolins vergrößert sich, was für den Transport eine zusätzliche
Belastung darstellt. Gerade bei Rahmenkonstruktionen ist es zudem aufgrund der sperrigen Packmaße schwierig bis unmöglich, das Element maschinell vorgespannt als Ganzes zu liefern, weshalb Alternativen, die es dem Nutzer erlauben, einen
Trampolinbausatz per Hand mit einfachem Werkzeug zu spannen, von hoher wirtschaftlicher Relevanz sind. Herkömmliche
Methoden wie die Verspannung mit einem einzelnen elastischen Seil, welches zwischen Rahmen und Ösen verflochten wird, sind in der Montage kompliziert und hinsichtlich des Austausches von gerissenen Seilen aufwendig und Materialintensiv. Gerade im Sportgerätebereich, insbesondere betreffend die Verspannung von Trampolinen, ist es daher wünschenswert, auf eine Vielzahl von elastischen Spanngummis umzustellen, da diese die oben genannten Vorteile aufweisen, geräuschärmer sind als
herkömmliche Sprungfedern und leicht einzeln austauschbar sind. Auf dem Markt vertretene Modelle, bei denen ein
Gummiband um den Rahmen herum gelegt und in zwei Haken an dem Sprungtuch eingehängt wird, teilen den Nachteil der
Sprungfedern - sie sind schwer zu montieren und weisen dennoch nicht die hohe Spannkraft auf, die es braucht, damit ein
Trampolin funktional ist und einer intensiven anhaltenden Belastung standhält - woraus letztlich auch ein
Qualitätsproblem erwachsen kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine
preisgünstige Spannvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche unter Ausnutzung von Hebelwirkung und der darauf resultierenden Kraftersparnis eine einfache Montage von Spanngummis der oben beschriebenen Art erlaubt, welche
aufgrund ihrer hohen Zugkraft per Hand nicht montierbar wären.
Zunächst seien einige im Rahmen der Erfindung verwendete
Begriffe erläutert.
Spanngummis sind aus allgegenwärtiger Vorbenutzung bekannt. Der Begriff „Spanngummi" meint im Rahmen dieser Erfindung ein geschlossenes Band, dass wenigstens teilweise aus elastischem Material besteht und welches fest mit mindestens einem
Riegelstück verbunden ist. Der Begriff „Gummi" wird in diesem Zusammenhang synonym für alle elastischen Materialien genutzt. Das Riegelstück kann ein T-Stück oder Knebel sein, aber auch eine Kugel, durch die das elastische Band hindurchgeführt wird. In einer besonders geeigneten Ausführungsform ist das elastische Band eine verknotete Schlaufe, auf die ein
kugelförmiges Riegelstück aufgefädelt ist, welches zugleich den Knoten sichert.
Im Rahmen dieser Erfindung ist ein „durchgehendes Element" ein Rahmen, ein Rohr oder eine Stange, also ein Gegenstand, der mangels Durchbrüchen oder ausgeformten Halterungen
üblicherweise schwer mit anliegenden Elementen zu verbinden ist. Die Anwendung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, da es mit den vorbekannten Spanngummis ebenso gut möglich ist, zwei Gegenstände mit Ösen miteinander zu verbinden. Für die Lösung des oben beschriebenen Problems der Verbindung zweier Elemente unter erhöhter elastischer Kraft schlägt die vorliegende Erfindung eine Spannvorrichtung vor, welche in einer bevorzugten Ausführungsform aus einem Metallbügel mit einem doppelt abgeknickten Doppelhaken besteht, der in der Lage ist, durch Vermittlung von Hebelkraft mit dem Riegelstück als Angelpunkt eine leichte Montage des Spanngummis ohne großen Kraftaufwand zu ermöglichen.
Das erfindungsgemäße Werkzeug besteht aus einem die
Hebelwirkung vermittelnden Hebelteil sowie einem Greifteil, welcher ausgestaltet ist, um das Riegelstück dergestalt zu fassen, dass es als Angelpunkt der Hebeltätigkeit dient und auch bei Ausführung einer Halbkreisbewegung um das Riegelstück stets in sicherem Kontakt zum Riegelstück als Angelpunkt bleibt .
Der Hebelteil des erfindungsgemäßen Werkzeuges hat ein erstes Ende und ein zweites Ende und eine Hebellänge (HL) , wobei das erste Ende in einen Greifteil (Haken) mündet und das zweite Ende als Griffstück zur manuellen Kraftvermittlung dient.
Es hat sich bei Tests gezeigt, dass unter identischen
Bedingungen ein manuell um ein Rohr gezogenes Spanngummi einen Kraftaufwand von ca. 80 Nm (Newtonmeter) erfordert, um es auf Höhe des Riegelstückes zu ziehen. Unter Zuhilfenahme des erfindungsgemäßen Werkzeuges, bei dem die Hebellänge (HL) das doppelte des zu verspannenden Abstandes (A) zwischen Öse und Rahmen beträgt, reduziert sich der maximal erforderliche
Kraftaufwand bei der Hebelbetätigung auf 23 Nm. Die
erforderliche Kraftaufbringung wird damit auf weniger als ein Drittel reduziert.
Der Hebelteil kann massiv ausgestaltet sein oder als
Rohrkonstruktion. Bei Rohrkonstruktion erscheint es hierbei sinnvoll, wenigstens am ersten Ende eine Querverstrebung einzufügen, damit sich das Werkzeug auch bei Kraftaufbringung nicht deformiert und dadurch das Riegelstück nicht mehr ausreichend in der richtigen Position halten kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das zweite Ende des Hebelteils geschlossen und abgerundet, damit es leichter zu ergreifen ist und ohne Verletzungsgefahr verwendet werden kann. Im Hinblick auf die Funktionalität und die physikalisch optimalste Kraftentfaltung ist es für den Nutzer vorteilhaft, den Hebelteil möglichst weit entfernt vom Angelpunkt am äußersten Ende zu fassen um die Kraft durch die Verlängerung des Hebelweges zu maximieren.
Der Hebelteil ist bevorzugt so auszulegen, dass er über eine ausreichende Länge verfügt, um die für die Verspannung des Spanngummis notwendige Hebelkraft zu vermitteln. Die
Spannvorrichtung funktioniert zwar auch bei abweichenden
Maßen, es hat sich jedoch als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Länge HL des Hebelteils mindestens dem Doppelten des Abstandes zwischen den abzuspannenden Elementen entspricht. In dieser Ausführungsform rutscht die Schlaufe besonders leicht am Hebelteil hinunter zum Greifteil hin. Es hat sich daher gezeigt, dass die Hebellänge vorzugsweise in einem Bereich liegen sollte, der in etwa dem doppelten des Abstandes A entspricht. Ein deutlich längerer Hebel verringert zwar die erforderliche Zugkraft, bereitet aber ab einem gewissen Punkt in der Handhabung Probleme, wenn etwa der zur Verfügung stehende Raum nicht mehr für die volle Hebelbewegung
ausreicht. In diesem Zusammenhang ist auch eine
Ausführungsform denkbar, bei der das Hebelteil teleskopartig ausziehbar ist oder durch ein eingeschobenes Verlängerungsteil verfügt. Auch aufsteckbare oder aufschraubbare Verlängerungen sind denkbar. Der Greifteil ist als Doppelhaken ausgestaltet, der in einer bevorzugten Ausführungsform orthogonal vom Hebelteil abknickt und weiter bevorzugt in L-Form oder Haken-Form ausgestaltet ist, sodass während der Hebelbewegung eine gleichmäßige
Kraftausübung auf das Riegelstück als Angelpunkt gewährleistet ist und das Riegelstück sicher gehalten wird.
Vorteilhafterweise entspricht die Länge der Kopfseite des Greifteils in etwa den Maßen des Riegelstückes. Es hat sich insbesondere als Vorteilhaft erwiesen, wenn das Riegelstück mit etwas Spiel im Greifteil sitzt, um sich nicht zu
verkanten. Ein zu großes Greifteil hingegen wird unfunktional, sobald es die Hebelbewegung behindert.
Von der Form des Greifteiles her ist Alternativ auch eine halbkreisförmige oder unregelmäßig gerundete Ausgestaltung oder eine Kombination all dessen denkbar. Im Sinne dieser Erfindung machen alle Formen Sinn, die in der Lage sind, das Riegelstück sicher zu halten.
Der Doppelhaken selbst besteht vorzugsweise aus zwei parallel verlaufenden Haken der oben beschriebenen Form, wobei der Abstand der beiden Hakenelemente zueinander von den
Innenseiten aus gemessen kleiner sein muss als das
Riegelstück. Bei einem kugelförmigen Riegelstück ist hierfür der Durchmesser maßgeblich, bei einem knebeiförmigen
Riegelstück die Breite des Knebels. Für alternative
Ausführungsformen von Riegelstücken ist der Abstand analog so zu wählen, dass das Riegelstück sicher von dem Doppelhaken gehalten werden kann. In jedem Falle soll der Innenabstand der beiden Hakenelemente dabei mindestens so groß gewählt werden, dass das elastische Band ohne zu verklemmen zwischen den Haken geführt werden kann.
Bei einer alternativen Ausführungsvariante besitzt der
Doppelhaken des Greifteils eine V-Form, wobei der maximale Abstand zwischen den Hakenelementen auch hier so gewählt werden muss, dass er das jeweilige Riegelstück noch sicher hält. Auch eine Ausführungsvariante mit eher flächigen
Elementen, die z.B. eine annähernde Halbkugelform bilden, ist als Hakenelementen denkbar.
Das Material des erfindungsgemäßen Werkzeuges ist so zu wählen, dass es dem Hebeldruck bestmöglich standhält und sich nicht während des Spannvorganges deformiert oder bricht. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform besteht daher aus einem Metallrohr mit einer Verstrebung am ersten Ende des
Hebelteils. Es ist aber auch eine Ausführungsform denkbar, bei der der Hebelteil wie ein Schuhlöffel oder als Flacheisen gestaltet ist. Auch Materialien wie Hartholz oder Hartplastik kommen grundsätzlich in Frage.
Mit einer erfindungsgemäß ausgestalteten Spannvorrichtung ist es daher möglich, mit verhältnismäßig geringem Kraftaufwand ein geeignetes Spanngummi mit hohem Zug auch zwischen
beabstandeten Elementen unter hoher Zugkraft zu verspannen. Für die nachfolgende Erklärung wird beispielhaft unterstellt, dass ein mit einer Öse versehener Gegenstand mit einem
Rohrrahmen verspannt werden soll.
Dabei wird das Spanngummi durch die Öse gezogen, die Schlaufe sodann um das zu verspannende Element (Rohr) gelegt, die
Spannvorrichtung durch die Schlaufe geschoben, um mit dem Greifstück (dem Doppelhaken) das Riegelstück des Spanngummis zu fassen. Sodann wird die Spannvorrichtung mit dem
Riegelstück als Angelpunkt unter Ausnutzung der Hebelkraft des Hebelteiles in einem Halbkreisförmigen Bogen in Richtung des Riegelstücks in einer Flucht mit der zu spannenden Schlaufe geführt .
Die Schlaufe rutscht dabei an dem Hebelteil hinab und
letztlich über das Riegelstück, woraufhin man die Doppelhaken von dem Riegelstück und dadurch die gesamte Spannvorrichtung leicht lösen und entfernen kann. Ausführungsbeispiele der Erfindung und zum Verständnis
notwendiger Stand der Technik werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen ein Spanngummi mit einem kugelförmigen Riegelstück (Stand der Technik) ; ein Spanngummi mit einem Knebeiförmigen Riegelstück (Stand der Technik);
Figur 3: ein Spanngummi mit kugelförmigen Riegelstück, welches bestimmungsgemäß montiert wurde, um ein Rohr (Schraffiert) mit einer Öse zu verbinden (Stand der Technik) ;
Figur 4: eine Ansicht einer bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Spannwerkzeuges.
Figur 5 bis 10: Verschiedene schematische Darstellungen zur
Veranschaulichung der Montageschritte mittels des erfindungsgemäßen Werkzeuges.
Figur 1 zeigt ein dem Stand der Technik entsprechendes
Spanngummi (11) bestehend aus einer Schlaufe aus elastischem Material (10) und einem kugelförmigen Riegelstück (12).
Figur 2 zeigt ein dem Stand der Technik entsprechendes
Spanngummi (13) bestehend aus einer Schlaufe aus elastischem Material (10) und einem knebeiförmigen Riegelstück (14).
Figur 3 gibt eine Ansicht wieder, in welcher ein Spanngummi (11) bestimmungsgemäß um ein im Querschnitt abgebildetes Rohr (20) angelegt ist um eine Öse (21) zu befestigen. Dies ist die übliche Verwendungsmethode, bei der zwischen der Öse (21) und dem Rohr (20) kein zu überbrückender Verspannungsabstand (A) besteht .
Figur 4 zeigt die Erfindungsgemäße Spannvorrichtung (30) bestehend aus Hebelteil (31) mit einem ersten Ende (32) und einem zweiten Ende (33) sowie einem Greifteil (34). Das
Griffteil besteht aus zwei Hakenelementen (35a, 35b) .
In den Figuren 5-10 ist schematisch ein möglicher Ablauf zu sehen, wie die Erfindungsgemäße Spannvorrichtung zu gebrauchen ist .
Figur 5 zeigt einen Aufbau bestehend aus einem im Querschnitt dargestellten Rohr (21) , einer dazu im Abstand A befindlichen Öse (21) sowie einem Spanngummi (11) und der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung (30) in einer vereinfachten Seitenaufsicht. Figur 6 gibt wieder, wie die Schlaufe des Spanngummis (10) um das Rohr gezogen und auf die Spannvorrichtung aufgezogen ist. Das Greifteil (34) umfasst das kugelförmige Riegelstück (12) des Spanngummis.
Figur 7 verdeutlicht, wie mit durchgeführter Hebelbewegung um das Riegelstück (12) als Angelpunkt das bereits unter
Zugspannung stehende elastische Band (10) gelängt wird und den Hebelteil (31) der Spannvorrichtung entlang in Richtung des Angelpunktes herunterrutscht.
Wird die Hebelbewegung wie in Figur 8 gezeigt ausgeführt, bis der Hebel „überstreckt" ist, springt das elastische Gummi über das erste Ende (32) des Hebelstückes von der Spannvorrichtung herunter und arretiert sogleich das Riegelstück durch die materialeigene Rückstellkraft.
Wie aus Figur 9 ersichtlich kann die Spannvorrichtung sodann einfach zurückbewegt und vom Riegelstück gelöst werden. Nach Entfernung der Spannvorrichtung ist das Spanngummi (11) wie in Figur 10 ersichtlich über den Abstand A hinweg zugfest über das Rohr (20) und durch die Öse (21) verspannt. Diese Befestigungsmethode dient nur der Veranschaulichung eines möglichen Vorgehens. Andere Varianten wie etwa eine Verspannung mit anderen Ausrichtungen der Spannvorrichtung sind möglich.
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