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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Kabelaufroller, beispielsweise
einen Kabelaufroller für Leuchten
und andere hängende
Objekte.
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Kabelaufroller
werden in den verschiedensten Gebieten eingesetzt. Beispielsweise
sind Kabelaufroller für
Telefonkabel, Anschlusskabel für
elektrische Geräte
usw. bekannt. Sie dienen in erster Linie dazu, lange Kabel in einem
Gehäuse
zu verstauen, um ein Verschlingen, Verknoten, Verschmutzen, etc., der
Kabel zu verhindern. Grundsätzlich
arbeiten alle im Stand der Technik gezeigten Kabelaufroller entsprechend
einem von zwei bekannten Aufrollsystemen: entweder rollen sie das
eine Ende eines im Kabelaufroller endenden Kabels einseitig auf
und ab, oder sie rollen ein durch den Kabelaufroller verlaufendes
und dort fixiertes Kabel in der Kabelmitte beidseitig auf und ab.
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Einen
nach dem zweiten System arbeitenden Kabelaufroller für Datenübertragungs-
und Stromkabel zeigt beispielsweise die
DE 20 2004 018 150 U1 .
Dieser Kabelaufroller weist ein Gehäuse und ein drehbar vom Gehäuse gehaltenes
Aufrollrad auf. Das Kabel wird von einer Klemmvorrichtung am Aufrollrad
fixiert. Eine auf Antriebsfedern des Aufrollrades einwirkende Drucktaste
erlaubt das kontinuierliche oder schrittweise Aufwickeln auf das
Aufrollrad bzw. das Arretieren des Kabels.
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Auch
für Leuchten
oder andere hängende Objekte
sind dem Fachmann Kabelaufroller bekannt, welche die Höhenverstellung
des hängenden
Objekts durch einseitiges Aufrollen des im Kabelaufroller fixierten
Kabelendes ermöglichen.
Bei diesem Stand der Technik sitzt der Kabelaufroller zwingend entweder an
der Aufhängung
unter der Decke oder am Objekt, was unter Umständen außerhalb der bequemen Reichweite
des Bedieners oder gestalterisch unschön ist.
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Die
DE 295 08 039 U1 offenbart
eine fixierbare Höhenverstellung
für Hängeleuchten.
Diese Höhenverstellung
weist im Wesentlichen einen Halterahmen mit einer drehbaren Trommel
für die
Kabelaufwicklung auf. Das Kabel für die Hängeleuchte verläuft durch
eine Bohrung in der Trommel, wodurch die Trommel, wenn das Kabel
abgewickelt ist, und damit auch die Höhenverstellung frei auf dem
Kabel verschiebbar ist. Die Trommel wird durch eine Verschraubung
fixiert mit Hilfe derer der Halterahmen so zusammengedrückt wird,
dass sich die Trommel im Halterahmen fest klemmt.
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In
DE 199 30 670 A1 ist
eine Leuchtenaufhängung
offenbart, die an einer Zimmerdecke angebracht wird. Diese Leuchtenaufhängung ermöglicht eine
Höhenverstellung
einer Leuchte durch einen Kabelaufwickelmechanismus. Der Kabelaufwickelmechanismus
umfasst eine Rastvorrichtung zum ungehinderten Aufwickeln des Kabels
und eine Bremsvorrichtung, die das Kabel in jeder Stellung festhalten kann.
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Eine
Aufrolleinrichtung für
ein Anschlusskabel für
elektrische Geräte,
wie bspw. einen elektrischen Rasierapparat, ist in
DE 71 31 878 U offenbart. Die
Aufrolleinrichtung weist einen Aufwickelkörper auf, der mit einer Rückholfeder
verbunden ist, um ein selbsttätiges
Aufrollen eines ausgezogenen Anschlusskabels zu erreichen. Weiterhin
ist eine Arretiervorrichtung offenbart, die die Rückholfeder
in einer Stellung hält,
die ein ungewolltes Aufrollen des Kabels verhindert. Wenn das Kabel
vollständig
abgewickelt ist, kann die Aufrolleinrichtung entlang des Kabels
verschoben werden.
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In
DE 34 40 548 A1 ist
eine weitere Vorrichtung zum Aufwickeln eines Kabels offenbart.
Diese Aufwickelvorrichtung weist eine Rückholfeder zum selbsttätigen Aufwickeln
des Kabels auf einer Kabeltrommel auf. Zusätzlich umfasst die Vorrichtung eine
Arretierung für
die Kabeltrommel, die ein ungewolltes Abwickeln des Kabels verhindert.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Vor
diesem technischen Hintergrund befasst sich die Erfindung mit dem
Problem, einen für
den Bediener komfortablen und flexiblen Kabelaufroller bereitzustellen.
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Die
Erfindung löst
dieses Problem durch eine Vorrichtung bzw. eine Verwendung gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Die
abhängigen
Ansprüche betreffen
vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
Erfindung wird nun anhand einer Ausführungsform mit Bezug auf die
angefügten
Zeichnungen näher
erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
Explosionsdarstellung einer Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Kabelaufrollers;
und
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2 einen
Querschnitt des Aufrollrads des in 1 gezeigten
Kabelaufrollers.
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Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
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Vor
einer detaillierten Beschreibung der Zeichnungen wird zunächst die
Erfindungsidee näher erläutert.
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Die
Erfindung stellt einen Kabelaufroller bereit, durch den ein Kabel
verläuft.
Sofern das Kabel nicht aufgerollt ist, ist der erfindungsgemäße Kabelaufroller
auf diesem Kabel hin- und
herverschiebbar. Dies ermöglicht
die Platzierung des Kabelaufrollers auf dem Kabel frei nach praktischen
und/oder optischen Gesichtspunkten.
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Der
Kabelaufroller umfasst meist ein Gehäuse mit sich gegenüberliegenden Öffnungen
für das den
Kabelaufroller durchlaufende Kabel. Ist das Kabel nicht aufgerollt,
verläuft
es vorzugsweise direkt auf dem kürzesten
Weg von der einen Öffnung
durch den Kabelaufroller zur anderen Öffnung. In anderen Ausführungsformen
verläuft
das Kabel auch im "abgerollten" Zustand nicht direkt
von einer Öffnung
zur anderen, sondern wird auf einen Umweg geleitet; manchmal ist
das Kabel in diesem Zustand sogar überhaupt nicht vollständig abgewickelt.
Wichtig ist dabei jedoch, dass im abgerollten Zustand die einem Durchlauf
des Kabels durch den Kabelaufroller entgegenwirkenden Reibungskräfte etc.
relativ gering bleiben. Da das Kabel nicht im Kabelaufroller fixiert ist,
ermöglicht
dies die freie Verschiebbarkeit des Kabelaufrollers auf dem Kabel.
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Zum
Aufrollen und Verstauen des Kabels verfügt der erfindungsgemäße Kabelaufroller
normalerweise über
eine Aufrollvorrichtung, beispielsweise ein Aufrollrad. Die zum
Drehen des Aufrollrads notwendige Kraft liefert ein Antriebsmittel,
in den meisten Ausführungsformen
eine Spiralfeder. Beispielsweise ist die Spiralfeder in der Aufrollvorrichtung
gelagert, wobei ein Ende der Feder an der Aufrollvorrichtung befestigt
und das andere Ende mit einer gegenüber dem Gehäuse festlegbaren Federachse
verbunden ist. Oftmals ist eine Vorspannung der Feder zwingend notwendig,
damit ein Aufrollvorgang erfolgen kann. Zum Vorspannen der Feder
sehen einige Ausführungsformen
einen in die Federachse integrierten Sechskant, Schlitz oder ähnliches
vor. Mit der Hilfe eines zum Beispiel durch eine Öffnung im Gehäuse von
außerhalb
eingeführten
Werkzeugs kann die Federachse dann verdreht und anschließ0end gegenüber dem
Gehäuse
festgelegt werden. In einer Ausführungsform
legt eine Fixiervorrichtung die Federachse in der vorgegebenen Verdrehstellung
fest.
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Die
Aufrollvorrichtung ist normalerweise zum Aufrollen des Kabels auf
ihren Außenumfang
ausgelegt und besitzt dafür
vorzugsweise im Wesentlichen eine Ringform oder die Form einer Kreisscheibe.
Für die
Kabelführung
verfügt
sie über
zwei (sich häufig ungefähr gegenüberliegende) Öffnungen.
Eine Ausführungsform
ordnet die Aufrollvorrichtung so an, dass die Öffnungen im abgerollten Zustand
des Kabels ungefähr
auf der Verbindungslinie zwischen den Gehäuseöffnungen liegen, durch die
das Kabel in das Gehäuse
eintritt bzw. aus ihm austritt. Dies ergibt im abgerollten Zustand
eine direkte Kabelführung durch
die Eintrittsöffnung
im Gehäuse,
die beiden Öffnungen
der Aufrollvorrichtung und die Austrittsöffnung aus dem Gehäuse.
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Weiterhin
weist die Aufrollvorrichtung meist zwei oder mehrere separate Aufrollspuren
entlang ihres Außenumfangs
auf, die jeweils einem der beiden aus den Öffnungen der Aufrollvorrichtung
aus- bzw. eintretenden Kabelenden zugeordnet sind. Sie sorgen für ein reibarmes
und geordnetes Aufrollen des Kabels.
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Um
ein scharfes Knicken und damit eine etwaige Beschädigung des
aufgerollten Kabels am Übergang
von den Öffnungen
zu den Aufrollspuren zu vermeiden, sehen einige Ausführungsformen
eine entsprechende (teilweise) Abflachung der Öffnungen und/oder das Anbringen
von Führungselementen
im Inneren der Aufrollvorrichtung vor. Die Führungselemente lenken das an
ihnen vorbei geführte
Kabel derart ab, dass der Übergang
zu den Aufrollspuren im Wesentlichen ohne Kontakt mit "scharfen" Kanten und in einer
möglichst
sanften Rundung erfolgt. Auch die Ein- und Austrittsöffnungen
des Gehäuses
können
mit Führungselementen
versehen sein, die scharfe Knicke des Kabels an den Kanten der Gehäuseöffnungen
vermeiden, wenn die Rolle des aufgewickelten Kabels einen großen Umfang
annimmt.
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Trotz
der fehlenden Fixierung des Kabels im Kabelaufroller ist der Kabelaufroller
in den meisten Ausführungsformen
für die
Höhenverstellung
von am Kabel hängenden
Objekten, wie beispielsweise Leuchten, Dekorationselemente etc.,
geeignet, d.h. er arbeitet gegen die Gewichtskraft des am Kabel hängenden
Objekts. Insbesondere löst
das Gewicht des am Kabel hängenden
Objekts bei einem Kabelaufroller in dieser Form keine ungewollten
Abrollvorgänge
aus; zusätzlich
ist der Kabelaufroller in der Regel dazu in der Lage, bei einem Aufrollvorgang
sein Eigengewicht am Kabel in die Höhe zu ziehen.
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Ein
solcher Kabelaufroller hält
das Kabel mittels einer speziellen Bremseinrichtung gegen das Gewicht
des am Kabel hängenden
Objekts aufgerollt. Diese Bremseinrichtung wirkt meist auf die Aufrollvorrichtung
des Kabelaufrollers ein, und zwar so, dass sie die Bewegung der
Aufrollvorrichtung in Aufrollrichtung ungebremst zulässt und
die Bewegung in die andere Richtung, die Abrollrichtung, bremst.
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Um
die obige einseitige Bremseinwirkung zu erzielen, setzt die Bremseinrichtung
einen Sperrmechanismus mit in Aufrollrichtung gegeneinander frei verdrehbaren,
und in Abrollrichtung eine Drehung sperrenden Elementen ein. Eins
der Elemente ist mit der Aufrollvorrichtung verdrehsicher verbunden.
Eine Bremse der Bremseinrichtung bremst die Drehbewegung des gesperrten
Sperrmechanismus gegenüber dem
Gehäuse.
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In
einer Ausführungsform
umfasst der Sperrmechanismus einen verdrehsicher mit der Aufrollvorrichtung
verbundenen Freilaufkulissenring. Im Freilaufkulissenring gelagert
ist ein Freilaufkulissenrad, das in Freilaufrichtung gegen den Freilaufkulissenring
verdreht werden kann, in Sperrrichtung nicht. Auf dieses Freilaufkulissenrad
bringen zum Beispiel eine oder mehrere Bremsscheiben oder -folien,
die von Bremsbacken axial an eine oder beide Seiten des Freilaufkulissenrads
gepresst werden, eine Bremskraft auf. Die so ausgestaltete Bremseinrichtung
entfaltet eine Bremswirkung in der Sperrichtung, die der Abrollrichtung
entspricht, ohne Bewegungen der Aufrollvorrichtung in die Aufrollrichtung,
die der Freilaufrichtung entspricht, zu beeinträchtigen.
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Die
Bremswirkung ist vorzugsweise einstellbar, zum Beispiel durch einfaches
Zusammenpressen der auf das Freiluftkulissenrad einwirkenden Bremsanordnung
mittels einer an einer Druckfeder angreifenden Stellschraube. Eine
derartige Einstellmöglichkeit
erlaubt eine Anpassung der Bremskraft an das Gewicht des hängenden
Objekts und ist daher meist zugänglich,
ohne das Gehäuse
auseinandernehmen zu müssen.
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Hebt
der Bediener nun das am Kabel hängende
Objekt an und befreit den vorausgehend beschriebenen Kabelaufroller
dadurch von dessen gegen die Federkraft der Spiralfeder wirkenden
Gewichtskraft, rollt sich die Spiralfeder auf und wickelt das Kabel
auf die Aufrollvorrichtung auf. Diese Aufrollbewegung dreht das
mit der Aufrollvorrichtung verbundene Element des Sperrmechanismus
mit; da die Bewegung in Freilaufrichtung stattfindet, setzen der
Sperrmechanismus und die Bremse dem keinen Widerstand entgegen.
Während
des Aufrollvorgangs zieht sich der Kabelaufroller sozusagen selbst
am Kabel nach oben. Die Feder ist in Anpassung an diese Anforderungen
zu wählen
oder deren Federkraft einzustellen.
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Durch
Loslassen des hängenden
Objekts, wodurch die Gewichtskraft wieder auf den Kabelaufroller
wirkt, stoppt der Bediener den Aufrollvorgang.
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Zum
Abwickeln des aufgerollten Kabels zieht der Bediener am hängenden
Objekt und vergrößert so
die auf den Kabelaufroller wirkende Gewichtskraft. Je nach Einstellung
der Bremseinrichtung genügt eine
sehr kleine zusätzliche
Krafteinwirkung, um die Bremskraft zu überwinden, welche die Bremsscheiben
auf das Freilaufkulissenrad aufbringen. Bei Ausüben einer diese Bremskraft überschreitenden
Kraft drehen sich die sperrenden Elemente des Sperrmechanismus gemeinsam
mit der Aufrollvorrichtung und lassen so den Abrollvorgang zu: die
Aufrollvorrichtung wickelt das aufgerollte Kabel nach unten ab.
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Trägt das Kabel
kein Gewicht, muss die Federvorspannung bzw. die Einstellung der
Bremseinrichtung entsprechend verändert werden.
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Um
keine allzu große
Federkraft erforderlich zu machen, ist der Kabelaufroller in einer
Ausführungsform
aus möglichst
leichten Materialien hergestellt. Vorzugsweise wird jedoch trotz
der Gewichtsoptimierung darauf geachtet, alle oder einige derjenigen
Einzelteile aus einem reibarmen Material zu fertigen, die direkt
mit dem Kabel in Berührung
kommen. Dies reduziert die zum Auf- und Abrollen aufzuwendende Arbeit
und die Verlustleistung und verlängert
sowohl die Lebensdauer der Einzelteile selbst als auch die des darübergeführten Kabels.
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Die
Anforderungen an das den Kabelaufroller durchlaufende Kabel sind
gering. So ist der Kabelaufroller auch zum Aufrollen von Seilen,
Schnüren und
Fäden aller
Art einsetzbar, solange deren Biegsamkeit zum Aufrollen ausreicht.
Bei Leuchten wird der Kabelaufroller vor allem in Verbindung mit
stromführenden
Kabeln Verwendung finden. Als besonders geeignet hierfür haben
sich aufgrund ihrer relativen Biegsamkeit Koaxialkabel erwiesen.
Vorzugsweise wird das Kabel extra in Abstimmung auf die Verwendung
in einem Kabelaufwickler hergestellt; zum Beispiel eignet sich bei
Koaxialkabeln eine Isolation zwischen Innen- und Außenleiter
aus Silikon oder einer Silikon enthaltenden Mischung aufgrund der
Biegsamkeit und Hitzebeständigkeit
besonders gut für
diesen Zweck.
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Nun
zurück
zu 1, ist die Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Kabelaufrollers
gezeigt.
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Diesen
Kabelaufroller durchläuft
ein speziell dafür
angepasstes Koaxialkabel, das mit einer Silikonmischung isoliert
ist. Je nach Bedienerwunsch ist das Kabel 3 in einigen
Ausführungsformen
optisch besonders ansprechend ausgestaltet.
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Das
Kabel 3 tritt durch eine kanalartige Öffnung 38 in das aus
zwei über
eine Nut- und Federverbindung gekoppelte Gehäusehälften gebildete Gehäuse 18 ein. Über die Öffnungen 38 gepresste
Abdeckringe 36 verriegeln die beiden Gehäusehälften mechanisch.
Das Gehäuse 18 ist
aus einem leichten Material wie PC (Polycarbonat) gefertigt. Innerhalb des
Gehäuses 18 befinden
sich direkt bei den Öffnungen
trichterförmige
Führungselemente 24,
welche wie die meisten Elemente, die das Kabel 3 direkt berührt, aus
einem reibarmen Material wie beispielsweise POM (Polyoxymethylen)
hergestellt sind. Diese Führungselemente 24 verhindern
ein scharfes Abknicken des Kabels 3 an einer Kante der Öffnung 38 für den Fall,
dass eine große
Rolle Kabels 3 im Gehäuse 18 aufgewickelt
ist, indem sie das Kabel 3 in einem sanften Bogen zur Öffnung 38 hin
bzw. von ihr weg leiten.
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Der
Kabelaufroller umfasst ein Aufrollrad 1, beispielsweise
aus POM, welches im Wesentlichen eine Ringform um die Achse A herum
aufweist. Durch zwei in 1 nicht sichtbare, sich ungefähr gegenüberliegende Öffnungen,
die in einer Kabelaufnahmespur 4 angeordnet sind, verläuft das
Kabel 3. Die 1 und 2 stellen
den nicht aufgerollten Zustand dar: das Kabel 3 ist nicht
auf das Aufrollrad 1 gewickelt, sondern durchquert es lediglich.
Für den Aufrollvorgang
gewährleisten
die auf der Außenseite des
Aufrollrades 1 ausgebildeten Kabelaufnahmespuren 4 einen
geordneten und reibungsarmen Ablauf. Um ein scharfes Abknicken des
Kabels 3 beim Aufrollen zu verhindern, sind Leitbolzen 22 in
das Aufrollrad 1, die in geeignete Halterungen 23 eingefügt sind.
Ihre Wirkung zeigt 2 detaillierter. In dem in dieser
Figur dargestellten Querschnitt des Aufrollrads 1 sind
auch die Öffnungen 20 im
Aufrollrad 1 zu sehen. Die Leitbolzen 22 sind
so angeordnet, dass sie jeweils die mit dem Kabel 3 in
Berührung
kommende Seite der Öffnung 20 bilden.
Dies bewirkt eine einigermaßen "sanfte", knickfreie Führung des
Kabels 3 beim Aufrollen. Es sei angemerkt, dass die Leitbolzen 22 das
Kabel 3 etwas vom direkten Weg von einer Öffnung 20 zur
anderen ablenken. In diesem geringen Umfang beeinträchtigt dies
die Verschiebbarkeit des Aufrollrades kaum, zeigt aber einen deutlichen
Schonungseffekt für
das Kabel.
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Das
dargestellte Aufrollrad 1 weist an seiner Außenkante
eine Aufnahmevorrichtung 6 zum Aufnehmen und Festhalten
eines Endes einer als Aufrollantrieb verwendeten Spiralfeder 5 auf.
Das andere Ende der Spiralfeder 5 ist an einer gegenüber dem Gehäuse 18 wahlweise
verdreh- und festlegbaren Federachse 7 befestigt.
Im zusammengebauten Zustand ist die Spiralfeder 5 im Aufrollrad 1 aufgenommen;
die Abdeckscheibe 26 schließt vorzugsweise mit der Außenkante
des Aufrollrads 1 ab. Durch eine Öffnung 34 im Gehäuse 18 kann
eine fest mit der Federachse 7 verbundene Stellschraube 28 von
außen gedreht
werden; ihre Drehstellung legt die Verdrehstellung der Federachse 7 und
damit die Vorspannung der Spiralfeder 5 fest. Fest mit
der Federachse 7 verbundene Stifte 30 können in
entsprechende Löcher
im Gehäuse 18 eingreifen
und dabei die Federachse 7 in ihrer Verdrehstellung festlegen.
Die Stellschraube 28 wird zum Verdrehen leicht gegen die auch
in Axialrichtung wirkende Federkraft der Spiralfeder 5 in
das Gehäuse 18 eingedrückt, bis
die Stifte 30 aus dem Gehäuse 18 freikommen.
Eine Schließscheibe 32 verschließt, z.B.
aus optischen Gründen, oder
um das Eindringen von Staub zu verhindern, die Öffnung 34 von außen.
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Auf
der axial anderen Seite des Aufrollrads 1 ist die Bremseinrichtung 15 angeordnet.
Sie umfasst eine Freilaufmechanik aus einem Freilaufkulissenring 9 und
einem drehbar im Freilaufkulissenring 9 gelagerten Freilaufkulissenrad 11.
Der Freilaufkulissenring 9 ist über eine Nut 44 am
Aufrollrad 1 und eine Feder 46 an seiner Außenseite
mit dem Aufrollrad 1 verdrehsicher verbunden. Der Freilaufkulissenring 9 weist
eine Verzahnung 40 mit einer speziellen in der 1 dargestellten
Ausformung auf, in die Klinken 42 des Freilaufkulissenrads 11 bei
einer Drehung in die Sperrrichtung eingreifen. Dementsprechend blockiert
die Freilaufmechanik in Sperrrichtung, die der Abrollrichtung für das Kabel 3 entspricht.
Da die Klinken 42 jeweils am Ende von in Umfangsrichtung
abstehenden flexiblen Armen angeordnet sind, können sie bei einer Drehung
in Freilaufrichtung aus der Verzahnung freikommen, so dass die Freilaufmechanik
Bewegungen in dieser Richtung, die der Aufrollrichtung des Kabels
entspricht, zulässt.
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Das
Freilaufkulissenrad 11 ist in axialer Richtung von einem
auf einer Bremsachse 10 angeordneten Bremsflansch 12 und
einer Bremsachse 10, die gleichzeitig ein Bremswiderlager
bildet, umschlossen. Zwischen dem Freilaufkulissenrad 11 und
einerseits dem Bremsflansch 12 und andererseits der Bremsachse 10 ist
je eine Bremsfolie 13 angeordnet. Zwei Stifte 30 sorgen
für eine
verdrehsichere Verbindung der Bremsachse 10 und des Bremsflansches 12 mit
dem Gehäuse 18.
Der Druck, mit dem die Bremsachse 10 und der Bremsflansch 12 auf
das Freilaufkulissenrad 11 pressen, bestimmt die Bremskraft,
mit der eine Drehbewegung des Freilaufkulissenrades 11 gebremst
wird, also die Bremswirkung der Bremseinrichtung 15 für den Abrollvorgang.
Dieser Druck kann mittels einer Stellschraube 14, die auf eine
zwischen dem Gehäuse 18 und
der Bremsachse 10 in Axialrichtung wirkenden Druckfeder 16 eingreift,
eingestellt und damit die Bremskraft an das Gewicht des hängenden
Objekts angepasst werden. Auch hier ist eine Bedienung der Stellschraube 14 von
außerhalb
des Gehäuses 18 durch
die verschließbare Öffnung 34 vorgesehen.