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Die
Erfindung betrifft eine Einrichtung zum lösbaren Verbinden eines Stützelementes,
wie eines Tischbeines, mit einem zu tragenden Objekt, wie einer
Tischplatte, in Form einer Welle/Nabe-Verbindung, deren einander
zugeordnete Außen-
bzw. Innenflächen
von Wellenzapfen und Nabenhülse
von der reinen Zylinderform abweichenden Querschnitt aufweisen und
durch gegenseitiges Verdrehen der beiden Bauteile in selbsthemmenden,
spielfreien Reibschluss bringbar sind.
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Derartige
Stützelemente
dienen bspw. als Tischbeine oder als Füße von Schränken oder dergleichen. Um die
Höhenlage
dieser Objekte verändern
oder Höhenunterschiede
der Standfläche
ausgleichen zu können,
ist die Höhe
der Stützelemente in
vielen Fällen
veränderbar
oder anpassbar.
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Dieses
Verändern
der Stützhöhe wird
häufig dadurch
ermöglicht,
dass zwischen einem Fußteil
am unteren Ende des Stützelementes
oder einer Tragplatte an dessen oberem Ende und dem Stützelement
ein Schraubgewinde angeordnet ist. Durch Drehen dieses Schraubgewindes
wird es mehr oder weniger weit in das Stützelement oder in des Fußteil bzw.
die Tragplatte hineingedreht und so der Abstand zwischen Stützelement
und Fußteil
bzw. Tragplatte verändert.
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Das
Verdrehen des Schaubgewindes ist bei größerer zu verstellende Höhe jedoch
zeitraubend. Oft sind die Schraubgewinde nicht fixiert, so dass sich
die Höhe
durch unbeabsichtigtes Verdrehen des Gewindes ungewollt verändern kann.
Außerdem
ist ein Gewinde zumindest bei großer Stützhöhe und demgemäss relativ
kurzem Gewindeeingriff nicht spielfrei. Dadurch kommt es bei Querbelastung
zum Wackeln des getragenen Objektes. Häufig wird der Anblick des Schraubgewindes
am Fuß des
Stützelementes
wie eines Tisches oder eines Möbelfußes auch
als nicht ästhetisch
empfunden.
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In
der
DE 199 45 097
A1 ist ein Spannelement der eingangs definierten Bauart
offenbart, mittels dessen eine Welle und eine Nabe dreh- und schubfest
kraftschlüssig
zueinander fixierbar sind. Die Fixierung in Schubrichtung ist dabei
nicht formschlüssig
gesichert, bei sehr hoher axialer Belastung kann die Haltekraft
der Schubsicherung überschritten werden
und es kann zum Gleiten der nur kraftschlüssigen Verbindung kommen. Diese
Gefahr ist insbesondere dann gegeben, wenn die Verbindung häufigem Schub/Zug-Wechsel
etwa durch Rüttelbelastung
unterliegt.
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Die
US-PS 3,515,418 zeigt ein Teleskoprohr, dessen Abschnitte ebenfalls
mittels einer Welle/Nabe-Verbindung mit aufeinander abgestimmten
Nockenflächen
auf der Welle und einer Hülse
in der Nabe in kraftschlüssigen
Reibschluss bringbar sind. Auch hier ist jedoch keine formschlüssige Sicherung gegen
axiales Verschieben der Abschnitte vorgesehen, falls die maximale
Haltekraft des Reibschlusses hinsichtlich der Schubkraft überschritten
wird.
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Der
Erfindung war daher die Aufgabe gestellt, ein säulenförmiges Stützelement der ein gangs genannten
Art mit einer rasch verstellbaren, in der eingestellten Höhe formschlüssig fixierbaren,
also auch bei hoher Belastung nicht nachgebenden, spielfreien Höheneinstellvorrichtung
zu schaffen.
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Sie
löst diese
Aufgabe durch die im Kennzeichen der beiden Ansprüche genannten
Merkmale. Unter einer Welle/Nabeverbindung wird hier eine feste,
aber lösbare
Verbindung zwischen einer Welle und einer die Welle umgebenden Nabe
mit von der reinen Zylinderform abweichenden Lagerflächen, bspw.
im Querschnitt ellipsenförmige
Umfangs- bzw. Innenflächen,
verstanden. Die lange Achse der Ellipse der Außenfläche der Welle ist dabei etwas
länger als
die kurze Achse der Ellipse der Innenfläche der Nabe, jedoch etwas
kürzer
als deren lange Achse. Welle und Nabe lassen sich demnach ineinander
stecken, verkeilen sich aber bei gegenseitigem Verdrehen.
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Bevorzugt
ist aber vorgesehen, die Welle und die Nabe mit aufeinander abgestimmten
zylinderkeilförmigen
Nocken zu versehen, deren Steigungsrichtung entgegengesetzt ist
und die mit ihren beim Verdrehen von Welle und Nabe aneinander aufgleitenden
Rückenflächen in
selbsthemmenden Reibschluss kommen. Insbesondere wenn die Steigung
der Nocken einer logarithmischen Spirale folgt, tritt dabei nicht
nur Linienberührung
wie im Falle elliptischer Lagerflächen, sondern sehr viel wirksamere Flächenberührung auf.
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Die
Welle ist hier als Zapfen ausgebildet, der im Falle eines Tisches
an der Unterseite der Tischplatte befestigt sein kann oder das obere
Ende des Tischbeins bildet. Entsprechend kann die Nabe durch das
zumindest in seinem oberen Bereich rohrförmige Stützelement, hier dem Tischbein
gebildet bzw. an der Unterseite der Tischplatte befestigt sein.
Durch die in festen Reibschluss bringbaren, zylinderkeilförmigen Nocken
können
Tischbein und Tischplatte durch Verdrehen des Stützelementes um weniger als ein
Viertel einer Umdrehung aneinander fixiert werden.
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Die
stufenlos einstellbare und auch Überlast sicher
tragende Höheneinstellvorrichtung
wird erfindungsgemäß durch
die auf einem Gewinde laufende Mutter gebildet, die in einer ersten
Ausführungsform am
Zapfen angeordnet ist und an die sich die Stirnseite der Nabe anlegt.
In einer zweiten Ausführungsform
ist das Gewinde an einem Bolzen angebracht, der von unten her in
das hohle Tischbein ragt, wobei sich die Mutter an die untere Stirnseite
des Tischbeins anlegt.
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In
der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung am Beispiel eines Tischbeines dargestellt. Es versteht
sich, dass in aller Regel vier Stützglieder vorgesehen sind und
die Erfindung auch an anderen, durch Stützglieder getragenen Objekten wie
Stühlen,
Regalen und ähnlichen
mit Vorteil verwirklicht werden kann. Die Zeichnung zeigt in
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1 den
Längsschnitt
durch den oberen Bereich eines Tischbeines und in Ansicht einen
Teilbereich einer Tischplatte;
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2 einen
schematischen Querschnitt durch die Welle/Nabe-Verbindung in Fügestellung;
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3 einen
schematischen Querschnitt durch die Welle/Nabe-Verbindung in Reibschluss;
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4 eine
weitere Ausführungsform
der Welle/Nabe-Verbindung zwischen Stützelement und Objekt teilweise
geschnitten;
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5 eine
abgewandelte Ausführungsform des
Tischbeins, geschnitten.
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Wie
aus 1 hervorgeht, sind eine Tischplatte 1 und
ein Tischbein 2 über
eine Welle/Nabe-Verbindung 3 lösbar miteinander
verbunden. Der als Zapfen 4 ausgebildete Wellenteil der
Welle/Nabe-Verbindung 3 ist mittels einer Tragplatte 5 an
der Unterseite einer Tischplatte 1 befestigt. Der Zapfen 4 ist
in seinem oberen Bereich mit einem Außengewinde 6 versehen,
auf dem eine Mutter 7 verschraubbar ist. Der Umfang der
Mutter 5 ist vorteilhafter Weise mit Rändelung versehen. In seinem
unteren Bereich weist der Zapfen 4 als Wellenteil 6 der
Welle/Nabe-Verbindung 3 von der reinen Zylinderform abweichende,
weiter unten näher
beschriebene Außenfläche auf.
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Das
hier nur mit seinem oberen Ende dargestellte, rohrförmige Tischbein 2 endet
in einer Nabe 8. Diese Nabe 8 weist in ihrem oberen
Bereich eine Bohrung 9 auf, in die das Gewinde 6 des
Zapfens 4 mit Spiel hineinragen kann. In ihrem unteren
Bereich formt die Nabe 8 den Nabenteil der Welle/Nabe-Verbindung 3 und
weist von der reinen Zylinderform abweichende Innenfläche auf.
Die Nabe 8 kann auf ihrer Stirnseite eine Vertiefung 10 aufweisen,
in die Mutter 7 eintreten kann, um unsichtbar zu sein.
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Auf
dem Zapfen 4 als Wellenteil der Welle/Nabe-Verbindung 3 und
in der Nabe 8 als dem Nabenteil der Welle/Nabe-Verbindung
sind in 2 und 3 deutlicher erkennbare, sich
in axialer Richtung erstreckende Nocken 11 und 12 angeordnet,
die in 1 nur durch parallele gestrichelte Linien angedeutet
sind. Die in der dargestellten Ausführungsform drei, jeweils um
120° in
Umfangsrichtung gegeneinander versetzte Nocken 11 am Zapfen 4 steigen
von einer gedachten, zur Achse von Zapfen und Nabe 8 koaxialen,
zylindrischen Fläche 13 entgegen
dem Uhrzeigersinn allmählich
nach außen
an und fallen steiler wieder auf die zylindrische Fläche ab.
Entsprechend weist die Nabe 8 des Tischbeins 2 drei
von einer gedachten zylindrischen Fläche 14 allmählich im Uhrzeigersinn
nach innen ansteigende und steiler wieder auf sie abfallende Nocken 12 auf.
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in
der Zeichnung ist die Steigung der Nocken 11 und 12 der
deutlichen Erkennbarkeit halber stark überhöht dargestellt, sie beträgt tatsächlich etwa 1:20
bis 1:50. Der Radius der gedachten zylindrischen Fläche 14 in
der Nabe 8 ist geringfügig
größer als
der der gedachten zylindrischen Fläche 13 auf dem Zapfen 4,
so dass die Nabe und der Zapfen in der in 2 dargestellten
Fügestellung
ineinander gesteckt werden können.
Beim Verdrehen des Tischbeins gleiten die Rückenflächen der Nocken 11 und 12 aneinander
auf und kommen dadurch wie in 3 dargestellt
in zunehmenden, selbsthemmenden Reibschluss, der eine drehfeste
und schiebefeste, aber auch wieder lösbare Verbindung zwischen dem Zapfen 4 als
Welle und der Nabe 8 des Tischbeins 2 bewirkt.
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In 1 ist
das Tischbein 2 in seiner an der Tischplatte 1 befestigten
Stellung dargestellt. Wenn das Tischbein abgenommen werden soll,
wird es im Uhrzeigersinn gedreht, wobei die Rückenflächen der Nocken 11 und 12 aus
ihrem Reibschluss kommen und die Nabe 8 des Tischbeins
vom Zapfen 4 abgezogen werden kann. Die Mutter 7 verbleibt
auf dem Gewinde 6 des Zapfens 4. Zum Befestigen
des Tischbeins 2 an der Tischplatte 1 wird es
bis zur Anlage der Stirnfläche
seiner Nabe 8 bzw. seiner Vertiefung 10 an der
Mutter 7 auf den Zapfen 4 aufgeschoben und dann
entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht, um die Nocken 11, 12 der
Welle/Nabe-Verbindung in Reibschluss zu bringen.
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Wenn
die Höhenstellung
der Tischplatte 1 verändert
werden soll, ist ebenfalls der Reibschluss der Welle/Nabe-Verbindung
zu lösen
und das Tischbein so weit nach unten zu ziehen, bis die Mutter 7 zugänglich und
frei drehbar ist, so dass sie auf dem Gewinde 6 nach oben
oder unten geschraubt werden kann. Dann wird das Tischbein 2 wieder
bis zur Anlage der Stirnseite seiner Nabe 8 an der Mutter 7 auf den
Zapfen 4 aufgeschoben und der Reibschluss wieder herbei
geführt.
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Die
Breite der Nocken 11, 12 in axialer Richtung soll
etwa dem Doppelten des Durchmessers des Zapfens 4 entsprechen.
Die Länge
des Gewindes 6 hängt
davon ab, in welchem Bereich die Höhe der Tischplatte 1 verstellbar
sein soll. Wenn nur beabsichtigt ist, eine stabile Stellung des
Tisches zu erreichen, genügen
hierfür
in der Regel 10 mm bis 20 mm. Wenn dagegen die Höhe der Tischplatte um bspw.
20 cm verstellbar sein soll, muss das Gewinde so lang sein.
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Es
versteht sich, dass die erfindungsgemäße Welle/Nabe-Verbindung 3 gemäß 4 auch
in kinematischer Umkehr verwirklicht werden kann. Hier ist die Nabe 8' mittels der
Tragplatte 5 an der Tischplatte 1 befestigt. Das
Tischbein 2' trägt an seinem
oberen Ende den Zapfen 4' als
den Wellenteil mit den Nocken 11 und darunter das Gewinde 6 mit
der Mutter 7. Die Funktion dieser Elemente entspricht derjenigen
der oben beschriebenen.
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In 5 ist
eine Abwandlung des erfindungsgemäßen Tischbeins 2' dargestellt,
bei der ähnlich
wie in 1 der Zapfen 4 an der Tischplatte 1 sitzt.
Das Gewinde 6' ist
hier jedoch an einem Bolzen 15 angeordnet, der ihm hohlen
Tischbein 2' verschiebbar
ist und aus diesem nach unten herausragt. Er bildet den Fuß 16 des
Tischbeins 2'.
Eine wendelförmige
Druckfeder 17, die sich oben an einem Bund 18 des
Bolzens und unten an einem Absatz 19 des Tischbeins abstützt, ist
bestrebt, den Bolzen in das Tischbein hineinzuziehen. Dadurch wird
die Mutter 7' an
das untere Ende des Tischbeins angelegt.
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Durch
Verdrehen der Mutter 7' kann
der Bolzen 15 weiter aus dem Tischbein 2' heraus gezogen oder
durch die Druckfeder hinein gezogen und das Tischbein so verlängert werden
oder verkürzt
und die Höhenlage
der Tischplatte 1 verändert
werden.
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- 1
- Tischplatte
- 2
- Tischbein
- 3
- Welle/Nabe-Verbindung
- 4
- Zapfen
- 5
- Tragplatte
- 6
- Außengewinde
- 7
- Mutter
- 8
- Nabe
- 9
- Bohrung
- 10
- Vertiefung
- 11
- (Wellen-)Nocken
- 12
- (Naben-)Nocken
- 13
- gedachte
Zylinderfläche
auf der Welle
- 14
- gedachte
Zylinderfläche
auf der Nabe
- 15
- Bolzen
- 16
- Fuß
- 17
- Druckfeder
- 18
- Bund
- 19
- Absatz