-
GEBIET DER
ERFINDUNG
-
Die vorliegende Erfindung betrifft
im Allgemeinen eine Handbremsvorrichtung für Eisenbahnwaggons und spezieller
betrifft diese Erfindung eine neue und einzigartige ergonomische
Handradgruppe für
die Anwendung an einem Eisenbahnwaggon mit einem herkömmlichen
Handbremssystem, welches einen mechanischen Vorteil bietet, der
eine erhebliche Reduzierung der Anstrengung oder der Kraft ermöglicht,
die zum Drehen des Handrades erforderlich ist, während gleichzeitig eine vergleichbare,
resultierende Drehkraft an der Handradnabe aufrechterhalten wird,
so dass zum Beispiel die zugeführte Drehkraft
am Handradrand von etwa 57 kg (etwa 125 Pfund) auf etwa 23 kg (etwa
50 Pfund) reduziert werden kann.
-
Hintergrund
der Erfindung
-
Wenn gewöhnlich, wie in der Eisenbahnindustrie
im Allgemeinen bekannt ist, Eisenbahnwaggons aus dem Zug genommen
und auf einem Rangiergleis oder Rangierbahnhof abgestellt werden, werden
die Handbremsen wenigstens einiger dieser Waggons vorsichtshalber
gegen unbeabsichtigtes oder unerwartetes Bewegen der Waggons angelegt. Eine
typische Handbremse eines Eisenbahnwaggons besteht normalerweise
aus einer Vorrichtung zum manuellen Anlegen eines Bremsschuhs oder von
Bremsschuhen an ein oder mehrere Räder des Eisenbahnwaggons durch
entweder Drehen eines Handrades oder Pumpen eines Ratschenhandgriffs, die
durch Zahnräder
und/oder Gestänge
mit dem Mechanismus zum Eingreifen des Bremsschuhs verbunden sind.
Es ist natürlich
wesentlich, dass die Vorrichtungen einen Mechanismus zum Lösen der Handbremse
enthalten und den Bremsschuh oder die Bremsschuhe vom Kontakt mit
den Rädern
freigeben. Eisenbahnwaggon bremsen der obigen Art werden in den Druckschriften
US-A-1 522 249 und US-A-1 505 350 erörtert.
-
Normalerweise wird ein Radgehäuse, entweder
aus Guss oder Pressmetall, an einem äußeren Wandteil des Eisenbahnwaggons
angebracht, das an einem Ende davon angrenzt. Ein solches Radgehäuse weist
darin eine drehbare Welle oder Trommel auf, an die ein Ende einer
verlängerten
Bremskette angebracht wird. Die Handrad- oder Ratschenhandgriffgruppe
wird, wenn nötig,
durch Zahnräder
gekoppelt, um bei Gebrauch einer solchen Handbremse eine Drehbewegung
auf die Welle oder Trommel zu bewirken. Die Bremskette erstreckt
sich durch den Bodenteil des Radgehäuses, wobei deren unteres,
entgegengesetztes Ende an ein geeignetes Bremsgestänge angebracht
wird, so dass das manuelle Drehen des Handrades in eine vorgegebene,
vorbestimmte Richtung (normalerweise in Uhrzeigerrichtung) oder Pumpen
des Ratschenhandgriffs bewirkt, dass das oberste Ende der Bremskette
auf die Welle oder Kettentrommel gewickelt wird, wodurch die Bremskette festgezogen
wird und der Bremsschuh oder die Bremsschuhe an Rad oder Räder durch
das Bremsgestänge
angelegt werden.
-
Obwohl das Drehen des Handrades in
die entgegengesetzte Richtung normalerweise das Lösen der
Handbremse im Verhältnis
zum Ausmaß eines
solchen Drehens bewirken wird, sind viele dieser Bremsgehäuse mit
einem schell auslösenden,
nicht drehenden Mechanismus ausgerüstet, der genutzt werden kann,
um die Handbremse sofort und vollständig zu lösen, ohne dass sich das Handrad
oder der Ratschenhandgriff drehen muss.
-
Im Fall von herkömmlichen Güterwaggons wird das Radgehäuse am häufigsten
an der äußeren Stirnwand
des Eisenbahnwaggons neben der Endleiter angebracht, so dass das
Bremspersonal zum Drehen des Handrads oder zum Bedienen des Ratschenhandgriffs
zum Anlegen der Handbremse, wenigstens einen Teil der Endleiter
hochklettern muss, um das Handrad oder den Ratschengriff zu erreichen,
wobei er dann mit der einen Hand das Handrad dreht oder den Ratschenhandgriff
pumpt, während
er sich mit der anderen Hand an der Leiter festhält.
-
Selbst wenn einige Handräder oder
Ratschenhandgriffe niedrig genug sind, dass sie leicht durch das
Bremspersonal erreicht werden können, ohne
auf die Leiter zu klettern, kann es aus Sicherheitsgründen für das Bremspersonal
dennoch ratsam sein, die Handbremse von der Leiter aus zu bedienen,
für den
Fall dass sich der Eisenbahnwaggon bewegt oder in Bewegung gesetzt
werden kann, um dabei dass Risiko zu minimieren, von so einem sich
bewegenden Waggon gestoßen
zu werden.
-
Vorschriften der amerikanischen Gesellschaft
für Eisenbahnen
(American Association of Railroads – AAR) erfordern gegenwärtig, dass
ein auf einem Eisenbahngüterwaggon
angebrachtes Handbremssystem einen minimalen Kraftaufwand von mindestens
57 kg (125 Pfund) aufweist, um die Handbremse entsprechend einzustellen.
Demzufolge ist die Radanordnung in verschiedenen Radgehäusen nach
dem Stand der Technik normalerweise so ausgelegt, dass eine Kraft
von 57 kg (125 Pfund) auf den Handradrand erforderlich ist, um die
Handbremse einzustellen.
-
Für
schwerere Güterwaggons,
wo eine erhöhte
Kraft ratsam sein kann, war es übliche
Praxis, herkömmliche
Radgehäuse
und -systeme zu nutzen, aber ein Handrad mit größerem Durchmesser einzusetzen,
so dass ein größeres Moment
wirksam wird, wodurch die gleiche Drehkraft am Handrad ermöglicht wird,
um eine größere resultierende
Kraft an der Handradnabe zu bewirken. Eine notwendige Kraft von
mindestens etwa 125 Pfund auf das Handrad kann jedoch ziemlich mühsam sein,
besonders wenn das Bremspersonal die Handbremse mit einer Hand anlegen
muss, während
man sich mit der anderen Hand am Eisenbahnwaggon halten muss.
-
Zusammenfassung
der Erfindung
-
Diese Erfindung gründet sich
auf meinen Entwurf und die Entwicklung eines neuen und einzigartigen
ergonomischen Handrads mit einem Planetenradsystem, das direkt in
das Handrad selbst eingebaut wird, welches einen mechanischen Vorteil
darin bietet, dass es eine verringerte Eingabekraft am Rand des
Handrads ermöglicht,
um die gleiche Ausgangskraft an der Nabe des Handrads zu bewirken. Im
Wesentlichen richtet sich das erfindungsgemäße Handrad auf ein neues und
einzigartiges Handrad, das an eigentlich jedes gegenwärtig bestehende Handbremssystem
angebracht werden kann, das es auf Grund des durch die interne Planetenradanordnung
bereitgestellten ergonomisch mechanischen Vorteils für das Bremspersonal
viel einfacher machen wird, das Handrad zum Anlegen der Handbremse
zu drehen und dabei den Drehvorgang des Handrades nicht nur leichter,
sondern auch bedeutend sicherer macht.
-
Zusammenfassend und im weitesten
Sinne enthält
das erfindungsgemäße ergonomische
Handrad dieser Erfindung ein manuell bedienbares Handradscheibenteil,
das für
die manuelle Drehbewegung um eine Drehachse, wie im Fall eines beliebigen
herkömmlichen
Handrades, angepasst ist. Die neue und einzigartige Planetenradanordnung
weist ein Sonnenrad auf, das starr mit dem Handradscheibenteil verbunden
ist, wobei die Achse des Sonnenrads mit der Drehachse des Handradscheibenteils übereinstimmt.
Ein Nabenteil, ebenfalls mit einer Drehachse, die mit der Drehachse
des Handradscheibenteils ausgerichtet ist, ist mit dem Handradscheibenteil
so verbunden, dass das Nabenteil relativ zum Handradscheibenteil über die
gleiche Drehachse unabhängig drehbar
ist, wobei sich an deren Rückseite
eine Einrichtung an der Drehachse befindet, um das Nabenteil an
eine herkömmliche,
drehbare Antriebswelle oder ein Antriebsteil des Handbremssystems
am Eisenbahnwaggon anzubringen. Am Nabenteil wird eine Vielzahl
von Planetenrädern
drehbar angebracht, die positioniert werden, um das Sonnenrad zu umschließen, und
angepasst sind, um mit dem Sonnenrad zu kuppeln und einzugreifen,
während
sich ein feststehendes Ringrad um die Vielzahl von Planetenrädern herum
befindet, das mit den Planetenrädern
kuppelt und eingreift, so dass die Drehbewegung des Handradscheibenteils
und demzufolge die Drehbewegung des Sonnenrads durch einen vorgegebenen
Rotationsbogen eine Drehbewegung der Planetenräder bewirken wird, so dass
sich die Planetenräder
im Wesentlichen zwischen dem sich drehenden Sonnenrad und dem feststehenden
Ringrad rollen lassen, wodurch den sich drehenden Planetenrädern sowie
dem Nabenteil, an dem die Planetenräder angebracht wurden, eine
kreisförmige
Bewegung verliehen wird. Die kreisförmige Drehbewegung der Planetenräder und
des Nabenteils werden sich durch einen kreisförmigen Bogen drehen, der kleiner
ist als der Rotationsbogen, den das Sonnenrad durchläuft, um
dabei einen mechanischen Vorteil zu bieten.
-
In einem spezielleren Sinn enthält ein gegenwärtig bevorzugtes
Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen, ergonomischen
Handrads dieser Erfindung drei Grundkomponenten; nämlich eine Vordergehäusegruppe,
die mit einer Hintergehäusegruppe
verbunden ist, wobei dazwischen eine feststehende interne Radgehäusegruppe
verbunden wird. Die Vordergehäusegruppe
enthält
eine feststehende Vordergehäusescheibe,
an der eine Sonnenradmontageplatte drehbar angebracht ist. An der drehbaren
Sonnenradmontageplatte werden ein Sonnenrad sowie ein Handradscheibenteil
starr befestigt, so dass das Sonnenrad bei manueller Drehbewegung
des Handradscheibenteils drehbar ist. Die Hintergehäusegruppe
enthält
eine feststehende Hintergehäusescheibe,
an der das Nabenteil drehbar angebracht wird. Das drehbare Nabenteil
enthält eine
auf der Rückseite
an dessen axialen Mitte befindliche Einrichtung, um das Nabenteil
an einer Handbremsantriebswelle eines Handbremssystems an einem
Eisenbahnwaggon anzubringen. Außerdem
ist auf dem Nabenteil eine Vielzahl von Radachsen enthalten, die
auf dem drehbaren Nabenteil in einem ausgerichteten, parallelen
und gleichmäßig beabstandeten
Verhältnis
relativ zur axialen Mitte angebracht sind. Auf jede Radachse wird
ein Planetenrad drehbar montiert, so dass die Planetenräder in einer Ebene
mit dem Sonnenrad liegen und jedes mit dem Sonnenrad kuppelt und
dann eingreift, so dass die Drehbewegung des Sonnenrades die Drehbewegung
der Planetenräder
bewirken wird. Die feststehende interne Radgruppe enthält eine
Einrichtung zum Anbringen der Gruppe an ein unabhängiges Strukturelement,
um die Gruppe relativ zu den drehbaren Komponenten der Vorder- und
Hintergehäusegruppen,
sowie ein feststehendes Ringrad mit einer Radlauffläche an der
inneren Oberfläche,
die angepasst ist, die Vielzahl von Planetenrädern zu umschließen, darin
einzugreifen und zu kuppeln, feststehend zu halten. Demzufolge wird
eine beliebige manuelle Drehbewegung des Handradscheibenteils eine
gleiche Drehbewegung des Sonnenrades und dementsprechend eine gegenwirkende
Drehbewegung der mit dem Sonnenrad gekuppelten Planetenräder bewirken.
Da die Planetenräder
jedoch außerdem
mit dem feststehendem Ringrad gekuppelt sind, werden die Planetenräder veranlasst,
längs der
internen Radlauffläche
des Ringrades zu rollen, wodurch den Planetenrädern sowie den Radachsen, auf
denen sie um das sich drehende Sonnenrad montiert sind, eine kreisförmige Drehbewegung
verliehen wird. Da die Radachsen in eine kreisförmige Drehbewegung versetzt
wurden, wird diese Drehbewegung durch einen Rotationsbogen, der kleiner
ist als der Rotationsbogen des Sonnenrades und des Handradscheibenteils,
dem sich drehenden Nabenteil der Hintergehäusegruppe verliehen.
-
Aufgaben der
Erfindung
-
Es ist daher eine der hauptsächlichen
Aufgaben der vorliegenden Erfindung, eine ergonomische Handradgruppe
für ein
an einem Eisenbahngüterwaggon
befindliches Handbremssystem bereitzustellen, in dem eine Vorrichtung
enthalten ist, die einen Vorteil des mechanischen Drehens bietet,
um die Anstrengung und die Kraft, die normalerweise erforderlich
ist, um das Handrad zu drehen und dadurch die Handbremse anzulegen,
erheblich zu reduzieren.
-
Eine andere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist es, eine ergonomische Handradgruppe für ein an
einem Eisenbahnwaggon befindliches Handbremssystem bereitzustellen,
die für
das Bremspersonal wesentlich leichter zu drehen ist, um die Handbremse
des Eisenbahnwaggons anzulegen.
-
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist es, ein ergonomisches Handrad für ein Handbremssystem an einem
Eisenbahnwaggon bereitzustellen, das nicht nur weniger Anstrengung
erfordert, um es zu drehen, sondern auch leicht mit einer Hand gedreht
werden kann.
-
Noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, ein ergonomisches Handrad für ein Handbremssystem an einem
Eisenbahnwaggon bereitzustellen, das weniger Anstrengung zum Drehen erfordert
und ohne weiteres an jedes bestehende Handbremssystem an einem Eisenbahnwaggon ohne
erheblichen Nachrüstungsaufwand
angebracht werden kann.
-
Eine zusätzliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, ein ergonomisches Handrad für ein Handbremssystem an einem
Eisenbahnwaggon bereitzustellen, das weniger Anstrengung erfordert,
um es zu drehen und daher eine Anzahl von Sicherheitsvorteilen,
verglichen mit einem Handrad nach dem Stand der Technik, bietet.
-
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, ein ergonomisches Handrad für ein Handbremssystem an einem
Eisenbahnwaggon bereitzustellen, das die Eingabedrehkraft am Handradrand
von typischen 57 kg (125 Pfund) auf etwa 23 kg (50 Pfund) reduzieren
kann.
-
Zusätzlich zu den verschiedenen
Aufgaben und Vorteilen der oben beschriebenen Erfindung, werden
eine Anzahl zusätzlicher
Aufgaben und Vorteile des ergonomischen Handrades der vorliegenden
Erfindung für
Fachleute in der Eisenbahnbremstechnik durch die folgende ausführliche
Beschreibung der Erfindung, insbesondere wenn die Beschreibung im
Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen
und anhängigen
Ansprüchen
genommen wird, ohne weiteres deutlich.
-
Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
-
Es zeigen:
-
1 eine
isometrische Ansicht eines Handrades entsprechend einem gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung, die Rückseite des
erfindungsgemäßen Handrades
betrachtend;
-
2 eine
Querschnittsseitenansicht des in 1 gezeigten
Handrades, wobei der Schnitt durch die axiale Mitte des Handrades,
d. h. der Drehachse, genommen wurde;
-
3 im
Wesentlichen das Gleiche wie 2,
außer
dass es vergrößert wurde,
um die Radanordnung besser zu veranschaulichen;
-
4 eine
isometrische Ansicht der Vordergehäusegruppe, die das an einer
drehbaren Sonnenradmontageplatte befestigte Sonnenrad zeigt;
-
5 eine
Seitenansicht der in 4 gezeigten
Vordergehäusegruppe;
-
6 eine
isometrische Ansicht der Hintergehäusegruppe, die die an einem
drehbaren Nabenteil drehbar angebrachten Planetenräder zeigt;
-
7 eine
Seitenansicht der in 6 gezeigten
Hintergehäusegruppe;
-
8 eine
isometrische Ansicht des internen Radgehäuses, die das an einer Ringradmontageplatte
starr befestigte Ringrad zeigt;
-
9 eine
Seitenansicht des in 8 gezeigten
internen Radgehäuses;
-
10 eine
Draufsicht, die die Anordnung der verschiedenen Räder zeigt,
wenn das Handrad in einem fertiggestellten Zustand richtig zusammengefügt wurde;
und
-
11 eine
isometrische Ansicht eines weiteren, gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiels
der Erfindung, die im Wesentlichen wie die in 1 gezeigte ist, außer dass ein mit einer Ratsche versehener
Hebelarm anstelle eines Handrades verwendet wird.
-
Beschreibung
des bevorzugten Ausführungsbeispiels
der Erfindung
-
Bevor die ausführlichere Beschreibung der vorliegenden
Erfindung fortgeführt
wird, sollte angemerkt werden, dass der Klarheit halber identische Komponenten,
die identische Funktionen aufweisen, durch die verschiedenen in
den beigefügten
Zeichnungen veranschaulichten Ansichten hindurch mit identischen
Bezugsziffern gekennzeichnet wurden.
-
Es wird jetzt insbesondere auf 1–3 Bezug
genommen, die das gegenwärtig
bevorzugte Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung veranschaulichen. Wie gezeigt wird, umfasst das
erfindungsgemäße ergonomische
Handrad, das im Allgemeinen mit 10 bezeichnet wird, im
Wesentlichen ein Handbetätigungsteil,
wie ein Handrad scheibenteil 12 mit einem kreisförmigen äußeren Rand 14,
der für
die manuelle Bedienung um die Drehachse AX angepasst ist.
-
Das veranschaulichte Ausführungsbeispiel zeigt
ein Handradscheibenteil 12 mit einem abgeschrägten Umfangsflansch 16.
Angrenzend an den abgeschrägten
Umfangsflansch 16 und von der Drehachse AX weg beabstandet,
kann das Handradscheibenteil 12 von einer beliebigen gewünschten Form
sein, die für
eine leichte Bedienung ausgelegt ist, einschließlich eines mit einer Ratsche
versehenen Hebelarms, wie im Folgenden beschrieben wird.
-
Das Handradscheibenteil 12 ist
mit einer Vordergehäusegruppe 20 gekoppelt.
Speziell umfasst die Vordergehäusegruppe 20 (4 und 5) eine im Allgemeinen fest stehende
Vordergehäusescheibe 22 mit
einer drehbar daran befestigten Sonnenradmontageplatte 24,
wobei das Handradscheibenteil 12 direkt oder indirekt an
der Sonnenradmontageplatte 24 angebracht wird. Außerdem wird
ein Sonnenrad 26 zum Beispiel mit einer Vielzahl von Bolzen 27 an der
Sonnenradmontageplatte 24 befestigt, während ebenso ein Abstandsteil 28 an
der Sonnenradmontageplatte 24 (2 und 3)
in Öffnungen 30 (4) angebracht wird. Das
Handradscheibenteil 12 wird demzufolge am Abstandsteil 28 angebracht,
so dass die Drehbewegung der Handradscheibe 12 eine Drehbewegung
der Sonnenradmontageplatte 24 in der Vordergehäusescheibe 22,
und natürlich
eine gleiche Drehbewegung des Sonnenrades 26 bewirken wird.
-
Die Sonnenradmontageplatte 24 und
das Sonnenrad 26 sind in der Anordnung jeweils kreisförmig, wobei
sie jeweils eine axiale Mitte aufweisen, die mit der Drehachse AX
des Handradscheibenteils 12 ausgerichtet ist, so dass eine
manuelle Drehbewegung des Handradscheibenteils 12 die Sonnenradmontageplatte 24 und
das Sonnenrad 26 sich um deren axiale Mitte drehen lässt, die
der Drehachse AX entspricht.
-
Ungeachtet jeglicher Veränderungen
der miteinander verbundenen Teile ist es das hauptsächliche
Ziel für
die Vordergehäusegruppe 20,
wenn nötig,
eine manuelle Drehbewegung des Handradscheibenteils 12 zu
ermöglichen,
um eine identische Drehbewegung des Sonnenrades 26 zu übertragen.
-
Eine in 6 und 7 veranschaulichte
Hintergehäusegruppe 40 umfasst
eine im Allgemeinen feststehende Hintergehäusescheibe 42 mit
einem drehbar darauf angebrachten Nabenteil 44. Eine Vorrichtung,
wie ein Ansatzstück 46,
erstreckt sich von der Rückseite
des Nabenteils 44, das im Wesentlichen zum Befestigen des
ergonomischen Handrades 10 auf ein Antriebsteil (nicht
dargestellt) eines Handbremssystems an einem Eisenbahnwaggon (nicht dargestellt)
bereitgestellt wird. Die Vorderseite des drehbaren Nabenteils 44 ist
mit einer Vielzahl von parallelen Radachsen 48 ausgestattet,
die sich senkrecht vom Nabenteil 44 erstrecken und im Wesentlichen
gleichförmig
um dessen axiale Mitte herum beabstandet sind, wobei auf jede Radachse 48 ein
Planetenrad 50 drehbar montiert wird.
-
Die Anordnung der Radachsen 48 und
die Größen der
Planetenräder 50 müssen so
sein, dass die Planetenräder 50 in
der Ebene des Sonnenrades 26 liegen, um dabei in das Sonnenrad 26 einzugreifen
und zu kuppeln, so dass die Drehbewegung des Sonnenrades 26 eine
gleichmäßige Gegendrehbewegung
der Planetenräder 50 bewirkt,
die sich auf den Radachsen 48 drehen.
-
Eine interne Gehäusegruppe 60, wie
sie in 8 und 9 veranschaulicht wird, umfasst
eine im Allgemeinen feststehende, interne Gehäusescheibe 62 mit
einem drehstarr daran angebrachten Ringrad 64. Ringrad 64 ist
mit einer Radlauffläche
auf der kreisförmigen
Innenfläche
ausgestattet, die angepasst ist, alle Planetenräder 50 zu umschließen und in
die Planetenräder
einzugreifen und zu kuppeln, so dass die Drehbewegung der Planetenräder 50 sie notwendigerweise
längs der
feststehenden Radlauffläche
an Ringrad 64 rollen lässt.
-
Zusätzlich zum obigen wird an der
internen Gehäusegruppe 60 eine
Einrichtung wie ein Flansch 66 angeordnet, der dem Zweck
dient, eine Einrichtung zum Befestigen der internen Gehäusegruppe 60 an
das externe Strukturelement bereitzustellen, um dabei die Drehbewegung
der internen Gehäusescheibe 62 und
dem drehstarr daran befestigten Ringrad 64, unabhängig von
jeglicher Drehbewegung entweder der Sonnenradmontageplatte 24 oder
des Nabenteils 44, zu verhindern.
-
Die Vordergehäusegruppe 20 wird
mit der Hintergehäusegruppe 40 verbunden,
wobei sich die interne Gehäusegruppe 60 im
Verbund dazwischen befindet. Wie in den Zeichnungen zu sehen ist,
sind eine Vielzahl von gleichmäßig beabstandeten
Löchern 70 durch
die Flächen
der Vordergehäusescheibe 22,
der Hintergehäusescheibe 42 und
der internen Gehäusescheibe 62 vorgesehen,
die ausgerichtet sein müssen
und durch die Bolzen (nicht dargestellt) eingeführt werden, um die drei Gruppen
wie oben beschrieben, zusammenzufügen.
-
Während 4–9 eine
jeweils unabhängige, feststehende
Vordergehäusescheibe 22,
eine feststehende Hintergehäusescheibe 42 und
eine feststehende interne Gehäusescheibe 62 veranschaulichen,
können
diese, wie gezeigt, einzelne Scheiben und wie oben angemerkt miteinander
verschraubt sein, oder können
in der Tat nur eine einzige Scheibe oder zwei Scheiben umfassen,
vorrausgesetzt, das Sonnenrad 26 ist mit Bezug auf eine
solche Scheibe oder Gruppe von Scheiben drehbar und dass das Nabenteil
mit den Planetenradachsen 48 ebenfalls mit Bezug auf eine
solche Scheibe oder Gruppe von Scheiben drehbar ist sowie mit Bezug
auf das Sonnenrad 26 unabhängig drehbar ist.
-
Bei richtigem Zusammenfügen, wie
oben beschrieben, sollte es deutlich werden, dass mit jeder manuellen
Drehbewegung des Handradscheibenteils 12, Sonnenrad 26 veranlasst
wird, sich gleichermaßen
damit zu drehen und dass die Drehbewegung des Sonnenrades 26 die
Planetenräder 50 sich
gegenwirkend auf den Radachsen 48 drehen lässt. Da Ringrad 64 jedoch
feststehend ist und mit der Vielzahl von Planetenrädern 50 kuppelt,
wird es deutlich, dass, wenn sich die Planetenräder 50 auf den Radachsen 48 drehen,
bewirkt wird, dass sie längs
der inneren Radlauffläche
von Ringrad 64 rollen. Dieses lässt die Planetenräder 50 und
die Radachsen 48 sich kreisförmig um das Sonnenrad 26 drehen,
mit einer identischen kreisförmigen
Drehbewegung des Nabenteils 44, an das die Radachsen 48 angebracht wurden.
-
Es sollte ferner deutlich werden,
dass die Drehbewegung der Planetenräder 50 auf den Radachsen 48 im
Wesentlichen bewirkt, dass sie zwischen dem sich drehendem Sonnenrad 26 und
dem feststehendem Ringrad 64 rollen, so dass die Radachsen 48 im
Wesentlichen auf halben Weg zwischen dem sich drehenden Sonnenrad 26 und dem feststehendem
Ringrad 64 kreisen. Es sollte deutlich werden, dass etwas
von der kreisförmigen
Drehbewegung dem drehbaren Nabenteil 44 übertragen wird,
an dem die Radachsen 48 angebracht wurden.
-
Es sollte jedoch ferner deutlich
werden, dass das Ausmaß der
Winkeldrehbewegung und der Winkelgrad des Nabenteils 44 etwas
kleiner sein wird als das Ausmaß der
Winkeldrehbewegung und der Winkelgrad des Sonnenrades 26,
das natürlich
für den mechanischen
Vorteil verantwortlich ist, der durch das erfindungsgemäße ergonomische
Handrad erzeugt wurde. Der Grad des mechanischen Vorteils wird natürlich von
den Vergleichsradien des Sonnenrades 26 abhängen, wobei
der Teilungsdurchmesser der Planetenräder 50 im Wesentlichen
dem Radius des Ringrades 64 entsprechen sollte.
-
In einem Versuchsmodel dieser Erfindung, das
ein Sonnenrad mit einem Durchmesser von 3,38 cm (1,33 Zoll) und
Planetenräder
mit einem Durchmesser von 2,11 cm (0,83 Zoll) verwendet, wird ein mechanischer
Vorteil von 3,25 : 1 erreicht.
-
Weil die ergonomische Handradgruppe
dieser Erfindung für
das Bremspersonal bedeutend leichter zu drehen ist und die resultierende
Drehkraft an der Nabe die manuelle Drehkraft am Handradscheibenrand
erheblich übersteigt,
ist es wünschenswert,
eine Einrichtung zum Verhindern einer übermäßigen Anwendung der Bremsanlegekraft
bereitzustellen, die das System zerstören oder die Handbremse so
fest anlegen könnte,
dass ein herkömmlicher
Schnelllösemechanismus
nicht funktionieren wird.
-
Eine gegenwärtig bevorzugte. Einrichtung zum
Verhindern so einer übermäßigen Anwendung der
Handbremse in dem hier veranschaulichten Ausführungsbeispiel enthält einen
mehr oder weniger herkömmlichen
Drehmomentminderer, der ein wärmeausgehärtetes Laminat
und eine gewellte Feder 80 umfasst, die sich zwischen dem
Ringrad 64 und einem beliebigen feststehenden Teil befinden,
um das Ringrad 64 in einer feststehenden Position zu halten.
-
Wie sowohl in 2 als auch in 3 gezeigt wird, befindet sich ein solcher
Drehmomentminderer, der ein wärmeausgehärtetes Laminat
und eine gewellte Feder 80 umfasst, im Verbund zwischen
der Vorderfläche
des Ringrades 64 und der Vordergehäusescheibe 22. In
dieser besonderen Anordnung werden die Vordergehäusescheibe 22 und
die Hintergehäusescheibe 42 durch
die Löcher 70 entweder mit
oder ohne eine interne Gehäusescheibe 62 zusammengeschraubt.
-
In diesem besonderen Ausführungsbeispiel wird
die feststehende Position des Ringrades 64 durch die Reibungsdruckkraft
an der Zwischenfläche zwischen
Ringrad 64 und Vordergehäusescheibe 22 aufrechterhalten,
und zwar so, dass Ringrad 64 ansonsten relativ zur internen
Gehäusescheibe 62 und zur
Hintergehäusescheibe 42 drehbar
ist. In diesem besonderen Ausführungsbeispiel
sind das wärmeausgehärtete Laminat
und die gewellte Feder 80 in der Form rund, so dass sie
zwischen Ringrad 64 und Vordergehäusescheibe 22 so angeordnet
werden können,
dass der Reibungskontakt der Zwischenfläche die einzige Kraft ist,
die Ringrad 64 in einer feststehenden Position mit der
Vordergehäusescheibe 22,
der Hintergehäusescheibe 42 und
einer internen Gehäusescheibe 62 hält, wenn
sie genutzt wird.
-
Das kombinierte wärmeausgehärtete Laminat und die gewellte
Feder werden dementsprechend so ausgeführt, dass die Reibungskraft überwunden wird,
wenn ein vorbestimmtes „Abbrems-" Drehmoment erreicht
wird, wodurch es dem Ringrad 64 ermöglicht wird, mit dem Planetenrädern 50 zu
kreisen. Durch das Erreichen eines solchen Abbremsens und dem Ermöglichen,
dass Ringrad 64 sich mit den Planetenrädern 50 dreht, sollte
es für
Fachleute deutlich werden, dass sich Ringrad 64 sowie die
Planetenräder 50 auf
der Stelle drehen, so dass keine kreisförmige Drehbewegung auf die
Radachsen 48 oder das Nabenteil 44 übertragen
wird.
-
Wie oben angemerkt und als alternatives Ausführungsbeispiel
könnte
zum Beispiel das Handrad 12 in praktisch jeder gewünschten
Form hergestellt werden. In dieser Hinsicht sollte es ferner deutlich
werden, dass ein Hebelarm 12a, mit oder ohne einem herkömmlichen
Ratschenmechanismus 13, gegen das Handradscheibenteil 12 ausgetauscht werden
könnte,
wie in 11 veranschaulicht
wird. In diesem Ausführungsbeispiel
müssten
keine besonderen Modifikationen vorgenommen werden, au ßer den
Hebelarm 12a anzupassen, um das Sonnenrad 26 im
Wesentlichen wirksam zu drehen, wie oben beschrieben wurde. Zusätzlich und
wie in der Beschreibung angemerkt, könnte die Einrichtung zum Unterbringen
der verschiedenen Radteile und drehbaren Teile eine Vielzahl unterschiedlicher
Formen aufweisen, mit oder ohne einen oder mehreren feststehenden
Scheibenteilen, wie veranschaulicht wurde.
-
Angesichts der obigen ausführlichen
Beschreibung des erfindungsgemäßen, ergonomischen Handrades
dieser Erfindung sollte es deutlich werden, dass zahlreiche Modifikationen
vorgenommen und unterschiedliche Ausführungsbeispiele genutzt werden
könnten,
ohne vom Rahmen der anhängigen Ansprüche abzuweichen.