DE19600879C2 - Schwenkbarer Geräteträger - Google Patents
Schwenkbarer GeräteträgerInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen schwenkbaren Geräteträger mit einer Last und einem
mindestens in einer vertikalen Ebene verschwenkbaren Lastarm, einem Federarm und einer das
auf den Lastarm wirkende Drehmoment mindestens teilweise kompensierenden Feder, die am
Federarm mit einer von Ihrer Auslenkung abhängigen Kraft angreift, wobei der Winkel γ
zwischen der zu Federkraft senkrechten Ebene und dem Federarm oder der Winkel γ' zwischen
der zu Federkraft senkrechten Ebene und der Verbindung zwischen einem ortsfesten Feder
kraftangriffspunkt zum Schwenkpunkt des Federarmes einer schwenkbaren Feder dem Winkel
α zwischen dem Lastarm und der Horizontalen oder einem mit diesem Winkel α monoton
varierenden, äquivalenten Winkel α' zwischen der zur Lastkraft senkrechten Ebene und der
Verbindung von einem Lastkraftangriffspunkt zu dem Punkt, um welchen sich dieser bewegt,
um einen Winkel β nacheilt.
Ein solcher Geräteträger ist zum Beispiel aus der US 5,348,260 bekannt.
Andere Geräteträger, zum Beispiel von an Schreibtischen zu befestigenden Klemmlampen, sind
ebenfalls bekannt, zum Beispiel auch der in der DE 26 59 444 B1 beschriebene Geräteträger.
Ein Geräteträger mit einer Vorrichtung zum Gewichtsausgleich für Stative ist auch aus der DE-
37 39 080 A1 bekannt. Bei dieser Vorrichtung werden Federn über Kurvenscheiben geführt,
um trotz Verschwenkens eines Federarmes das von der Feder ausgeübte Drehmoment effektiv
nur von der Änderung der Federlänge abhängig zu machen.
Schließlich ist aus der DE 41 20 260 C1 bin Geräteträger bekannt, bei welchem der effektive
Hebelarm, an welchem eine Feder angreift, verstellbar ist, wobei dieser Federarm außerdem
über eine Rolle an einer mit einer fest ausgerichteten Feder starr verbundenen Platte abrollt.
Der eingangs genannte Geräteträger gemäß US-5,348,260 ist als Tragarm für ein Mikroskop
vorgesehen, das ein Arbeiten an sehr kleinen Objekten ermöglichen soll. Zu diesem Zweck
soll das Mikroskop am freien Ende des Tragarms befestigt werden, verschwenkbar,
höhenverstellbar und in jeder Höhe fixierbar sein.
Dies geschieht mit Hilfe einer am Tragarm vorgesehenen Klemmvorrichtung, mit der der
Tragarm relativ zu einem Federarm, mit welchem der Tragarm zu einem Parallelogramm
verbunden ist, fixiert wird. Aufgrund einer mechanisch möglichst einfachen Aufhängung eines
der Tragarme ergibt sich eher zufällig das Merkmal, daß der Winkel γ zwischen der zur
Federkraft senkrechten Ebene und dem Federarm dem Winkel α zwischen dem Lastarm und
der Horizontalen um einen Winkel β nacheilt, der allerdings deutlich größer ist als 30°. Die
Verlagerung des Drehpunktes des Lastarmes in eine Nut auf der Rückseite eines vertikalen
Ständers hat dabei lediglich den Zweck einer einfachen Montage und der oben erwähnten
Beziehung zwischen den Winkeln α und y oder irgendeiner äquivalenten Beziehung wird dabei
keine Beachtung geschenkt. Vielmehr soll der Gewichtsausgleich durch eine Verstellung der
Federspannung erfolgen und im übrigen die feste Positionierung durch das Festklemmen der
beiden Arme erreicht werden.
Die oben bereits erwähnte DE- 26 59 444 B1 befaßt sich mit dem Problem, einen Geräteträger
zu definieren, bei welchem in jeder Schwenkstellung des Lastarmes ein vollkommener
Gewichtsausgleich zu erzielen ist, wobei die dafür zu treffenden Maßnahmen zu keiner
nennenswerten baulichen Vergrößerung der Konstruktion des Geräteträgers führen sollen. Zu
diesem Zweck wird eine Feder zwischen zwei Abstützglieder mit Vorspannung eingespannt,
wobei eines der Abstützglieder längs des Federweges der Feder bewegbar ist und wobei Mittel
vorgesehen sind, die eine selbsttätige Verstellung dieses Abstützgliedes zur Kompensation des
beim Verschwenken des Lastarmes ändernden Lastmomentes bewirken. Hierzu weist der
betreffende Tragarm in seinem Inneren eine relativ aufwendige Hebelmechanik auf. Die
bekannte Konstruktion ist jedoch nicht nur hinsichtlich der sehr aufwendigen Hebelmechanik
nachteilig, sondern auch im Hinblick darauf, daß die gewünschte vollständige Kraft
kompensation bei einer gegebenen Feder nur für ein ganz bestimmtes Gewicht zu erzielen ist,
wobei eine Änderung der Federvorspannung nur eine geringfügige Variationsbreite der zu
verwendenden Gewichte ermöglicht. Eine Änderung des Gerätegewichts kann dabei nur in
einem relativ begrenzten Bereich durch Änderung der Federvorspannung aufgefangen werden.
Für verschiedene Geräte mit deutlich unterschiedlichen Gewichten müßte jeweils die die
Gegenkraft aufbringende Feder ausgetauscht werden.
Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
einen Geräteträger zu schaffen, bei welchem der Kräfte- bzw. Drehmomentausgleich mit
wesentlich einfacheren Mitteln und ebenfalls nahezu vollständig über einen großen
Schwenkbereich des Geräteträgers hinweg erfolgen kann, wobei die einfachere Konstruktion
zusätzlich auch die Möglichkeit eröffnen soll, eine einfachere Anpassung an unterschiedliche
Lasten vornehmen zu können.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Geräteträger dadurch gelöst, daß der Winkel β zwischen 5 und 30° beträgt und daß
der horizontale und/oder vertikale Abstand des Federkraftangriffspunktes vom
Lastarmschwenkpunkt verstellbar ist.
Vorzugsweise liegt entsprechend Anspruch 2 und 3 der Winkel β zwischen 15° und 25° und insbesondere bei etwa 20°.
Die oben aufgelisteten Alternativen in der Definition der Winkel γ bzw. γ' sowie der Winkel α
und α' tragen der Tatsache Rechnung, daß die konkrete Federanordnung prinzipiell sehr
unterschiedlich sein kann. Zum einen kann die Feder so angeordnet werden, daß sie im
wesentlichen ortsfest bleibt und allenfalls um sehr kleine Winkel verschwenkt, sie kann aber
auch so angeordnet werden, daß sie sich zusammen mit dem Lastarm in gleicher oder in
nahezu gleicher Weise wie der Lastarm verschwenkt. Darüberhinaus ist es selbstverständlich
möglich, die Last über Hebel, Seilzüge oder sonstige Getriebe umzulenken, so daß sie an
entsprechenden, sekundären Lastarmen nicht in vertikaler Richtung, sondern beispielsweise in
horizontaler Richtung oder unter einem beliebig wählbaren Winkel
angreift, der sich mit dem Bewegen des primären Lastarmes mehr oder weniger stark ändert.
Gemeinsam ist jedoch allen Varianten, daß der effektive Hebelarm, an weichem die Feder
angreift, gerade dann maximal ist, wenn der Winkel α den Betrag des Winkels β hat, während
der effektive Hebelarm des Lastarmes gerade dann maximal ist, wenn der Winkel α gleich Null
ist, was gleichbedeutend damit ist, daß auch der Winkel α', sofern definiert, im wesentlichen
gleich Null ist. Dabei wird der Winkel α entsprechend der üblichen mathematischen Konven
tion, ausgehend von einer Horizontalen entgegen dem Uhrzeigersinn gemessen. Konkret be
deutet dann ein Verschwenken nach oben einen positiven Winkel α und ein Verschwenken
nach unten, jeweils ausgehend von der Horizontalen, einen negativen Winkel α.
Beim Verschwenken einer sich nicht ändernden Last von oben nach unten ändert sich dem
entsprechend das vom Lastarm bezüglich des Schwenkpunktes ausgeübte Drehmoment pro
portional zu der effektiven Hebellänge, d. h. zu der Projektion des Lastarmes auf die
Horizontale und damit proportional zum Kosinus des Winkels α. Bei einem Schwenkbereich des
Lastarmes bezüglich der Horizontalen von z. B. ± 45° folgt daher das Drehmoment dem Aus
schnitt einer entsprechenden Kosinusfunktion im Wertebereich zwischen etwa 0,7 und 1.
Dagegen ist die von der Feder ausgeübte Gegenkraft nicht konstant, sondern ändert sich bei
einem Verschwenken des Federarmes relativ zur Feder, ausgehend von einer konstanten Kraft
entsprechend der Vorspannung, proportional zu -sin α. Dies bedeutet, daß, ausgehend von α
= 0°, die durch die Feder ausgeübte Rückstellkraft beim Verschwenken nach unten zunimmt,
während sie beim Verschwenken nach oben abnimmt, wogegen das von der Last hervorgeru
fene Drehmoment, wiederum ausgehend von α = 0, in beiden Richtungen entsprechend der
Kosinusfunktion abnimmt.
Dies wird erfindungsgemäß durch eine entsprechend verschobene Winkelstellung zwischen
Federkraft und Federarm bzw. durch eine entsprechende Verkürzung oder Verlängerung des
effektiven Federarmes wieder kompensiert, indem der effektive Hebelarm mit einem Faktor
cos (α - β) variiert. Diese Kosinusfunktion ist gegenüber dem von der Last hervorgerufenen
Drehmoment in Richtung positiver Winkel α verschoben, wobei jedoch diese Verschiebung,
abgesehen von unwesentlichen Abweichungen, die Änderung der Federkraft in der Weise
kompensiert, daß das von der Feder hervorgerufene, resultierende Drehmoment denselben
Verlauf in Abhängigkeit vom Schwenkwinkel α hat wie das Lastmoment. Bei der Berechnung
des Drehmomentes als Produkt aus effektivem Federarm und der von der Feder ausgeübten
Kraft, sind (bis auf Konstanten) die den Drehmomentverlauf bestimmenden Faktoren der
erwähnte Faktor cos (α - β) sowie ein Faktor (1 - c . sin α), wobei c eine Konstante ist. Dies
bedeutet, daß die verschobene Kosinusfunktion für Winkel α < 0 mit einem Faktor größer als
1 multipliziert wird, während sie für Winkel < 0 mit einem Faktor kleiner als 1 multipliziert
wird. Im Ergebnis erhält man wieder einen Verlauf, der bei passender Wahl von β (und gegebe
nenfalls auch von c) näherungsweise einer Kosinusfunktion mit einem Maximum bei 0° ent
spricht. Dabei ist c proportional zur Federkonstanten. Dies bedeutet, daß mit einem solchen
Verlauf auch das von der Last hervorgerufene Drehmoment über den gesamten Winkelbereich
hinweg kompensiert werden kann, in welchem die Momentenfunktion für die Federn mit der
Momentenfunktion der Last in etwa übereinstimmt.
Dies erreicht man mit vergleichsweise einfachen Mitteln grundsätzlich ohne Hinzufügen
zusätzlicher Getriebeelemente oder Hebel, welche die Momentenfunktion der Last abbilden,
sondern einfach durch geschickte Auswahl der Federanordnung und der Lage ihrer
Angriffspunkte.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung entsprechend Anspruch 4 ist die Feder derart angeordnet, daß
sie sich entlang des Lastarmes erstreckt, wobei ein Schlitten unter der Vorspannung der Feder
am Lastarm bzw. parallel zu diesem geführt ist und ein Kraftübertragungsarm sich quer von
dem Lastarm wegerstreckt und sich an einem Federkraftangriffspunkt abstützt, der, ausgehend
von einer Vertikalen durch den Schwenkpunkt des Lastarmes, in der Lastarmebene zur Seite
des Lastarmes hin versetzt ist, so daß das resultierende, von der Feder am Federarm hevor
gerufene Drehmoment der folgenden Gleichung genügt:
MF = F . (l . cos α + d . sin α),
wobei
α der Winkel zwischen dem Lastarm und einer Horizontalen ist,
l der vertikale Abstand des Federkraftangriffspunktes vom Schwenkpunkt des Lastarmes ist,
und d der horizontale Abstand des Federkraftangriffspunktes vom Schwenkpunkt des Last armes ist.
α der Winkel zwischen dem Lastarm und einer Horizontalen ist,
l der vertikale Abstand des Federkraftangriffspunktes vom Schwenkpunkt des Lastarmes ist,
und d der horizontale Abstand des Federkraftangriffspunktes vom Schwenkpunkt des Last armes ist.
Diese Variante hat den Vorteil, daß die Feder keinen oder nur einen geringen Platz bean
sprucht, wobei eine Ausführungsform entsprechend Anspruch 8 besonders bevorzugt ist, bei welcher sich die Feder im
Inneren eines entsprechend hohl ausgebildeten Lastarmes erstreckt. Der in Richtung des Last
armes vorgeschobene Abstützpunkt für den von einem Schlitten quer verlaufenden Teil eines
Federarmes sorgt wiederum dafür, daß die effektive Federarmlänge mit zunehmender
Federkraft entsprechend kleiner wird, während umgekehrt bei nachlassender Federkraft die
effektive Verkürzung des Federarmes gegenüber der Verkürzung des Lastarmes verzögert er
folgt, so daß die geringer werdende Federkraft hierdurch kompensiert wird. Dabei erhält man
den Zusammenhang mit der allgemeineren Darstellung durch die Bedingung tan β = d/l.
Bei einer alternativen Ausführungsform mit einer ähnlichen Funktionsweise entsprechend Anspruch 5 erstreckt sich die
Feder nicht genau entlang des Lastarmes oder in diesem, sondern nur im wesentlichen entlang
des Lastarmes unter einem kleinen Winkel relativ zu diesem und greift einerseits am Lastarm
an und stützt sich andererseits unterhalb des Lastarmschwenkpunktes ab, der, ausgehend von
einer Vertikalen durch den Schwenkpunkt des Lastarmes, wiederum in der Lastarmebene zur
Seite des Lastarmes hin versetzt ist, so daß das resultierende, von der Feder am Federarm
hervorgerufene Drehmoment derselben, zuletzt erwähnten Gleichung genügt, wobei in diesem
Fall
l der vertikale Abstand des ortsfesten Federkraftangriffspunktes vom Schwenkpunkt des Lastarmes ist, welcher hier gleichzeitig die Funktion des Federarmes übernimmt, und
d der horizontale Abstand des ortsfesten Federkraftangriffspunktes vom Schwenk punkt des Lastarmes bzw. Federarmes ist.
l der vertikale Abstand des ortsfesten Federkraftangriffspunktes vom Schwenkpunkt des Lastarmes ist, welcher hier gleichzeitig die Funktion des Federarmes übernimmt, und
d der horizontale Abstand des ortsfesten Federkraftangriffspunktes vom Schwenk punkt des Lastarmes bzw. Federarmes ist.
Bei beiden vorgenannten Ausführungsformen ist eine Variante besonders bevorzugt, bei
welcher der horizontale und/oder vertikale Abstand des Federkraftangriffspunktes von dem
Federarmschwenkpunkt (bzw. Lastarmschwenkpunkt) einstellbar ist. Insofern ist dieser Ab
stützpunkt nur ortsfest bezüglich der normalen Schwenkbewegung des Last- und/oder Feder
armes, kann jedoch z. B. für unterschiedliche Lasten auf einen unterschiedlichen Abstand zum
Lastarmschwenkpunkt eingestellt werden, der in diesem Fall mit dem Federarmschwenkpunkt
übereinstimmt, da die Feder unmittelbar am Lastarm angreift und somit Lastarm und Feder
arm, abgesehen von ihrer möglicherweise unterschiedlichen Länge, je nach Ansatzpunkt der
Feder, identisch sind.
Dabei hat es sich als günstig erwiesen, wenn entsprechend Anspruch 6 der horizontale Abstand des Federkraftan
griffspunktes vom Schwenkpunkt des Lastarmes zwischen etwa 35% und 45% des vertikalen
Abstandes zwischen diesen Punkten beträgt. Dieses entspricht Werten für den Winkel β (für
α = 0) von etwa 19° bis etwa 24°. Dabei ist allerdings zu beachten, daß bei den genannten
Ausführungsformen mit einem vorversetzten Abstützpunkt einer schwenkbaren Feder der
Nacheilwinkel β geringfügig mit dem Winkel α variiert, was sich jedoch in dem praktisch
interessierenden Schwenkbereich von etwa ±45° nicht nennenswert auswirkt.
Zweckmäßigerweise ist entsprechend Anspruch 7 mindestens im Falle der Ausführungsform mit einem am Lastarm ge
führten Schlitten und einem sich hiervon quer erstreckenden Kraftübertragungsarm an dem
Abstützpunkt der Feder bzw. des Kraftübertragungsarmes eine Stützrolle für den Eingriff mit
letzterem vorgesehen. Bei der Bewegung des Lastarmes kann dann der Kraftübertragungsarm
auf der Stützrolle abrollen und braucht nicht auf dieser zu bleiben.
Gemäß einer weiteren, alternativen Ausgestaltung der Erfindung entsprechend Anspruch 7 wird die Last über ein
Getriebe, vorzugsweise ein Hebelgetriebe, auf den Federarm bzw. ein mit dem Federarm starr
verbundenes Teil übertragen, wobei der Federarmschwenkpunkt, der Federkraftangriffspunkt
am Federarm und der Lastarmangriffspunkt an ein und demselben starren Teil angeordnet sind
und ein um den Federarmschwenkpunkt drehbares Dreieck aufspannen. Bei dieser Ausgestal
tung kommt es nicht darauf an, welche absolute Lage die betreffenden Teile im Raum haben,
sondern es kommt nur auf die relativen Richtungen der Federkraft, der (umgelenkten) Lastkraft
und die relative Lage von Federarm und Lastarm an, die durch die Verbindung von Federan
satzpunkt bzw. Lastansatzpunkt zu dem gemeinsamen Schwenkpunkt definiert sind.
Gegenüber den vorher diskutierten Ausführungsformen, bei welchen der Winkel α zwischen
einer Horizontalen und dem Lastarm die entscheidende Bezugsgröße für den Winkel γ
zwischen einer senkrechten Ebene zur Federkraft und einen Federarm oder dergleichen waren,
ist bei der letztgenannten Ausführungsform die entscheidende Bezugsgröße ein Winkel α', der
zwischen einer Senkrechten zur Richtung der (umgekenkten) Lastkraft und dem Lastarm, der,
wie bereits erwähnt, durch die Verbindung zwischen Lastarmansatz bzw. -angriffspunkt und
dem gemeinsamen Schwenkpunkt von Lastarm und Federarm definiert wird. Gegenüber die
sem Winkel α' eilt wiederum ein Winkel γ' beim Verschwenken der Last um einen Winkel β
nach, wobei der Winkel γ' definiert ist zwischen einer zur Federkraft senkrechten Richtung und
dem Federarm, d. h. der Verbindung des Federansatzpunktes mit dem Federarmschwenkpunkt.
Auch bei einer solchen Ausführungsform ist eine Ausgestaltung entsprechend Anspruch 10 bevorzugt, bei welcher der
Abstand des Federkraftangriffspunktes zum Federarmschwenkpunkt verstellbar ist, wahlweise
kann auch zusätzlich oder stattdessen der Abstand des Lastarmangriffspunktes von dem ge
meinsamen Schwenkpunkt verstellbar sein.
Zweckmäßigerweise wird bei einer solchen Kraftumlenkung über ein Getriebe darauf geachtet,
daß der zwischen dem primären Lastarm, an welchem die Last unmittelbar aufgehängt ist, und
der Horizontalen definierte Winkel α im wesentlichen gleich dem Winkel α' ist, gegebenenfalls
kann jedoch aufgrund einer entsprechenden Hebelübersetzung der Winkel α' auf einen
kleineren Schwenkbereich begrenzt werden als der Winkel α, wodurch die Genauigkeit des
Drehmomentausgleichs noch verbessert werden kann.
Bei der Ausführungsform mit Kraftumlenkung wird zweckmäßigerweise der Lastarm entsprechend Anspruch 11 als
zweiarmiger Hebel ausgebildet und die Feder auf der der Lastseite gegenüberliegenden Seite
des Lastarmes angeordnet. Sie kann dann entweder unmittelbar an dem zweiten. Arm des
zweiarmigen Lastarmes angreifen oder aber über einen zwischengeschalteten Federarm.
Zur Vermeidung von Ungenauigkeiten im Drehmoment bei großen Schwenkwinkeln ist es
außerdem zweckmäßig, wenn entsprechend Anspruch 12 die Länge der Feder bzw. der Abstand zwischen den Federkraftan
griffspunkten an einem Federarm bzw. an einem Widerlager mindestens das Vierfache der
Länge des Federarmes beträgt.
Besonders vielseitig verwendbar ist eine Ausführungsform entsprechend Anspruch 13 der Erfindung, bei welcher der
Lastarm als Doppelgelenkarm ausgebildet ist, wobei ein erster Gelenkarm an einer Halterung
mindestens vertikal schwenkbar gelagert ist und zu einem Parallelogramm ergänzt ist,
während der zweite Gelenkarm an dem ersten schwenkbar gelagert und mit einer am selben
Schwerpunkt am ersten Gelenkarm angelenkten Parallelogrammseite starr verbunden ist.
Diese Parallelogrammseite bildet dann entsprechend Anspruch 14 zusammen mit dem zweiten Gelenkarm einen Winkel
hebel, so daß bei einem Verschwenken des zweiten Gelenkarmes relativ zu dem ersten
Gelenkarm das Parallelogramm entsprechend geschert wird, wobei die dem zweiten Gelenk
arm gegenüberliegehde Parallelogrammseite vorzugsweise ebenfalls als Winkelhebel
ausgebildet ist, an welchem die Kraft der Feder direkt oder indirekt angreift.
In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung entsprechend Anspruch 15 ist dabei der zweite Winkelhebel über Seil
oder eine Stange mit einem Lastangriffspunkt verbunden, der zusammen mit einem Federkraft
angriffspunkt und einem gemeinsamen Schwerpunkt ein Dreieck an einem die drei vorgenann
ten Punkte verbindenden starren Teil aufspannt. Dies bedeutet, daß die genaue Form dieses
Teiles keine Rolle spielt solange nur die drei genannten Punkte ein Dreieck aufspannen, wie es
beispielsweise in Fig. 5 an dem Teil 3 erkennbar ist.
Alternativ kann darüberhinaus entsprechend Anspruch 16 der Lastarm bzw. der erste Gelenkarm auch als einarmiger
Hebel ausgebildet sein, wobei ein Abschnitt des Lastarmes gleichzeitig als Federarm dient.
Die vorliegende Erfindung wird
deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und der
dazugehörigen Figuren, näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Geräteträgers nach der Erfindung,
Fig. 1a schematisch den vergrößerten oberen Abschnitt aus Fig. 1 mit einer
Darstellung der Winkel,
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform eines Geräteträgers,
Fig. 3 eine dritte Ausführungsform eines Geräteträgers,
Fig. 4a und b
eine weitere, der Ausführungsform gemäß Fig. 3 sehr ähnliche Variante,
Fig. 5a-c)
eine Ausführungsform mit Doppelgelenkarm,
Fig. 6 eine weitere Ausführungsform mit Doppelgelenkarm mit Aufhängung von oben,
Fig. 7 Einzelheiten der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4, und
Fig. 8 eine Skizze zur Veranschaulichung der Winkelabhängigkeit der auftretenden
Drehmomente.
In Fig. 1 erkennt man einen Lastarm 1, der an einem Gelenk bzw. Schwenkpunkt 4 eines
Ständers oder Stativs 9 befestigt ist. Eine Feder 2 greift einerseits am Ende des Lastarmes 1
an und stützt sich andererseits an einem Abstützpunkt 5 ab. Der Lastarm 1 ist damit gleich
zeitig auch Federarm. Der Abstützpunkt 5 ist in Richtung des Lastarmes 1, ausgehend von dem
Ständer 9, nach vorn verlagert und befindet sich etwas unterhalb des Schwenkpunktes 4. Die
Feder 2 ist eine Druckfeder und kann insbesondere eine vorgespannte Gasdruckfeder oder
auch eine vorgespannte Spiralfeder sein. Der effektive Hebel, über welchen die Feder 2 auf
den Lastarm 1 einwirkt, hat in der in Fig. 1 dargestellten Position nahezu seine größte Länge,
gleichzeitig ist jedoch die Feder 2 relativ stark gestreckt, so daß sie eine entsprechend
geringere Druckkraft ausübt. Das insgesamt von der Feder 2 ausgeübte Drehmoment, welches
sich mathematisch als Kreuzprodukt aus dem Vektor der Federkraft F und dem Vektor des
Lastarmes 1 (identisch mit dem Federarm) ergibt, hebt gerade das von dem Gewicht G über
den Lastarm 1 wirkende Drehmoment auf. Beim weiteren Absinken des Lastarmes 1 nimmt
das Lastmoment weiter zu bis auf einen Maximalwert, der erreicht wird, wenn der Lastarm 1
exakt horizontal verläuft. In dieser Position ist die Feder 2 stärker zusammengedrückt und übt
eine größere Kraft aus, gleichzeitig ist jedoch auch der effektive Hebel, über welchen die Feder
2 auf den Lastarm 1 wirkt, konkret die Projektion des Lastarmes 1 auf eine zur Federkraft F
senkrechte Ebene, etwas verkürzt, wobei jedoch diese Verkürzung des effektiven Federarmes
von der Zunahme der Kraft in der Feder 2 wegen der Verkürzung der Feder 2 überkompensiert
wird, so daß auch in der horizontalen Position des Lastarmes 1 das Lastmoment von dem
durch die Feder 2 ausgeübten Drehmoment kompensiert wird.
Beim weiteren Absenken des Lastarmes 1 wird die Feder 2 weiter zusammengedrückt, wobei
sich nun jedoch die Verkürzung des effektiven Hebelarmes, auf welchen die Feder 2 wirkt,
stärker auszuwirken beginnt und damit das von der Feder 2 ausgeübte Drehmoment wieder
abnimmt, was jedoch mit dem abnehmenden Lastmoment korreliert, da auch das Gewicht
nunmehr auf einen kürzeren, effektiven Hebelarm wirkt.
Fig. 1a zeigt in einer vergrößerten Darstellung den oberen Abschnitt der Fig. 1, wobei der
Schwenkwinkel α geringfügig verkleinert wurde, um den Winkel γ besser erkennbar zu
machen. Wie oben bereits erwähnt, wird der Winkel α bzw. α' im mathematisch positiven
Sinne von einer Horizontalen durch den Schwenkpunkt des Lastarmes 1 zum Lastarm 1 hin
gemessen und analog ergibt sich auch der Winkel γ' als Winkel der zur Federkraft senkrechten
Ebene FS zu der die Schwenkpunkte 4 und 5 verbindenden Bezugslinie, ist also im Fall der
Fig. 1a ebenso wie in Fig. 8 negativ und würde erst bei einer entsprechenden Vergrößerung
des Winkels α ebenfalls positiv werden, so daß auf jeden Fall die beanspruchte Win
kelbeziehung des Nachteilens des Winkels γ bzw. γ' hinter dem Winkel α bzw. α' Gültigkeit hat.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 1 hat allerdings den Nachteil, daß die Feder 2 als zusätz
liches Teil außerhalb und unterhalb des Lastarmes 1 angeordnet ist. Aus diesem Grunde ist die
Ausführungsform gemäß den Fig. 3 und 4 gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 1
bevorzugt, wobei die Ausführungsformen nach den Fig. 3 und 4 ein ähnliches Funktions
prinzip haben, die Feder 2 jedoch im Inneren eines entsprechenden Lastarmes 1 aufgenommen
ist. Auch im Falle der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 ist ein Abstützpunkt 5'(=
Federkraftangriffspunkt) für eine Feder vorgesehen, der gegenüber einem Schwenkpunkt eines
Lastarmes 1 (der zugleich Schwenkpunkt eines entsprechenden Federarmes ist) nach unten
und in Richtung des Lastarmes nach vorn versetzt ist. Insofern besteht eine Gemeinsamkeit
mit der Ausführungsform nach Fig. 1. Die Feder 2 ist jedoch gemäß den Fig. 3 und 4 an
dem Lastarm 1 montiert und in oder auf diesem aufgenommen. Die Feder 2 wirkt auf einen in
Richtung des Lastarmes 1 bewegbaren Schlitten 10, der einen sich quer zum Schlitten 10
erstreckenden Kraftübertragungsarm 3' aufweist. Dieser Kraftübertragungsarm 3' stützt sich an
dem vorverlagerten Abstützpunkt 5' ab, der insbesondere als eine Stützrolle ausgebildet sein
kann, so daß der sich daran abstützende Kraftübertragungsarm 3' an dieser Rolle 5' abstützen
kann. Der Federarm wird dabei definiert durch einen Abschnitt des Kraftübertragungsarmes 3',
nämlich denjenigen Abschnitt, der sich von der Stützrolle 5' bis zum Lastarm 1 erstreckt, und
durch den denjenigen Abschnitt des Lastarmes 1, der sich von dem Punkt, an welchem der
Kraftübertragungsarm 3' in den Lastarm 1 übergeht, bis zu dem Schwenkpunkt 4 erstreckt.
Insofern kann der Federarm auch beschrieben werden als gedachte Verbindung zwischen dem
Berührungspunkt des Kraftübertragungsarmes 3' an der Stützrolle 5' und dem Schwenkpunkt
4. Diese gedachte Verbindungslinie schließt mit einer zur Federkraft senkrechten Ebene einen
Winkel ein, der um einen Wert β, welcher typischerweise in der Größenordnung von 20° liegt,
kleiner ist als der Winkel, den der Lastarm 1 mit einer Horizontalen H einschließt.
Für die in den Fig. 3 und 4 bzw. in Fig. 1 dargestellten Ausführungsformen ergibt sich
insbesondere eine Winkelabhängigkeit des von der Feder 2 ausgeübten Drehmomentes, wie sie
in den Ansprüchen 4 bzw. 5 formuliert ist und wie sie sich anhand der Fig. 8 auch leicht
ableiten läßt. Durch die geeignete Wahl der Parameter l und d, d. h. konkret des vertikalen und
des horizontal Abstandes des Abstützpunktes 5' vom Drehpunkt 4, erreicht man, daß das
von der Feder 2 ausgeübte, rückstellende Drehmoment, nämlich das Produkt aus Federkraft F
und dem Term (l . cos α + d . sin α) in etwa denselben Verlauf proportional zum cos α hat,
wie das Lastmoment. Dies hängt damit zusammen, daß auch die Federkraft F über die Verkür
zung bzw. Verlängerung der Feder 2 nach Winkelposition des Lastarmes winkelabhängig ist
und sich näherungsweise darstellen läßt als F = c1 - c2 × sin α, wobei c1 die Federkraft bei
dem Winkel α = 0 ist und c2 eine Konstante ist, die unter anderem auch von l und d abhängt.
Aufgrund der Vorspannung der Feder erreicht man, daß c1 deutlich größer als c2 ist und
außerdem ergibt sich aus den Ausführungsbeispielen, daß auch l deutlich größer als d gewählt
wird, damit ergibt sich als dominierender Term des Drehmomentes M = c1 × l × cos α, wobei
die übrigen Terme proportional zu sin α bzw. sin2 α sind und außerdem noch unterschiedliche
Vorzeichen haben, so daß sie sich im Vergleich zu dem dominierenden Term weitgehend elimi
nieren. Zur Veranschaulichung der effektiven Verkürzung des Federarmes ist in Fig. 4b) nur
der Lastarm mit Feder, Federarm und Abstütz- bzw. Drehpunkte 5' bzw. 4 dargestellt,
während Fig. 5a) zusätzlich auch ein zugehöriges Stativ zeigt.
Im Ergebnis erhält man einen Drehmomentverlauf mit dem Schwenkwinkel α, der vom Verlauf
des Lastmomentes nur minimal, typischerweise in der Größenordnung von 1%, abweicht, so
lange der Schwenkwinkel α im Bereich von ± 40° bezüglich der Horizontalen H bleibt.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher der Lastarm 1 als zweiarmiger Hebel aus
gebildet ist und somit die Last 6 bis zu einem Lastangriffspunkt 7 überträgt, welcher sich an
einem Winkel befindet, der gleichzeitig auch als Federarm 3 dient. Dabei spannen der Last
angriffspunkt 7, der Federkraftangriffspunkt 5" und der Drehpunkt 6 ein Dreieck auf. Anstatt die
Lage des Lastarmes 1 bezüglich einer Horizontalen und entsprechend die Richtung der Feder
kraft im Verhältnis zum Federarm 3 zu betrachten, ist es bei dieser Ausführungsform gün
stiger, an die Stelle des Lastarmes 1 die gedachte Verbindung des Kraftangriffspunkts 7 und
des Schwenkpunktes 6 zusetzen. Dabei sollte allerdings darauf geachtet werden, daß die ver
tikale Verbindungsstange 14, die optional auch ein Seil sein kann, so bemessen ist, daß die
Verbindungslinie der Punkte 6 und 7 genau dann im wesentlichen horizontal oder genauer ge
sagt, senkrecht zu der Stange 14 verläuft, wenn der Lastarm 1 in der horizontalen Position,
also senkrecht zur Schwerkraft ist. Es versteht sich, daß das hier verwendete Hebelumlenk
getriebe in einer beliebigen räumlichen Anordnung vorgesehen sein kann, wobei die Richtung
der Stange 14 an die Stelle der Schwerkraft tritt und die Verbindungslinie der Punkte 6 und 7
an die Stelle des Lastarmes 1 tritt. Dementsprechend ist der Winkel α bzw. α' zwischen dieser
Verbindungslinie und einer Senkrechten zu der Stange 14 zu messen und, ausgehend von der
zur Stange 14 senkrechten Ebene, wird der Winkel α' wiederum im mathematisch positiven.
Sinn, d. h. entgegen dem Uhrzeigersinn gemessen. Der Winkel α' ist entsprechend zwischen
den gestrichelten Hilfslinien eingezeichnet.
Auch in diesem Fall ist wiederum der Winkel γ zwischen dem Federarm (d. h. der Verbin
dungslinie der Punkte 5" und 6) und der gestrichelt dargestellten Senkrechten zur Kraft der
Feder 2 um einen Winkel β gegenüber dem Winkel α' nacheilen, der dem Winkel zwischen der .
Verbindungslinie der Punkte 6, 7 zu einer Linie bzw. Ebene entspricht, die senkrecht zu der
resultierenden Gewichtskraft verläuft. Diese wird über den am Punkt 7 angreifenden Seilzug
oder eine entsprechende Stange 14 ertragen, die nahezu parallel zu der Feder 2 verläuft, so
daß dementsprechend auch die Bezugslinie für den Winkel α' mit der bereits erwähnten ge
strichelten Linie senkrecht zur Federkraft zusammenfällt.
Die Fig. 5 und 6 zeigen Ausführungsformen mit einem Doppelgelenkarm, bei welchem an
einem ersten zweiarmigen Gelenkhebel 1 ein weiterer Gelenkarm 1' angebracht ist, der zu
sammen mit einem senkrecht hierzu angesetzten Teil 12 einen Winkelhebel 15 bildet. Das Teil
12 bildet eine kurze Seite eines Parallelogramms, welches von dem ersten Gelenkarm 1, einer
hierzu parallelen Stange 13, dem Abschnitt 12 des Winkelhebels 15 und einem gegenüberlie
genden Abschnitt 11 eines weiteren Winkelhebels 17 aufgespannt wird. Die Fig. 5a) zeigt
dabei den kompletten Geräteträger, während in den Fig. 5b) und c) nur verschiedene
Positionen der Gelenkarme 1, 1' dargestellt sind.
Wie man erkennt, ist der Doppelgelenkarm über den Schwenkpunkt 4 hinaus verlängert, d. h.
der erste Gelenkarm 1 ist als zweiarmiger Hebel ausgebildet. Dabei sind die Längenverhält
nisse der einzelnen Hebelteile so gewählt, daß der Abstand des Gelenkpunktes 18 zum
Drehpunkt 4 zu dem Abstand des Gelenkpunktes 19 zum Drehpunkt 4 im selben Verhältnis
steht, wie die Länge des Schenkels 1' des Winkelhebels 15 zu dem Schenkel 16 des Winkel
hebels 17. Auf diese Weise erhält man auf der einen Seite des Drehpunktes 4 eine maßstabs
getreue Abbildung des Doppelgelenkarmes auf der anderen Seite, wobei der Winkel zwischen
den Armen 1', 1 des Doppelgelenkarmes derselbe Winkel ist, den auch die Arme 16, 1 auf der
anderen Seite des Drehpunktes 4 miteinander einschließen. Die starre Kopplung der beiden
Gelenkarmpaare erfolgt über das Parallelogramm 20.
Am äußersten Ende des Gelenkarmes 1' setzt die Gewichtskraft G an, während am äußersten
Ende des Schenkels 16 die Federkraft F ansetzt. Man erkennt nun aus den Figuren, daß bei
beliebiger Abwinklung der Gelenkarme 1', 1 zueinander der Abstand des äußersten Ende des
Gelenkarmes 1' zum Drehpunkt 4 sich immer im selben Verhältnis ändert wie der Abstand des
äußersten Punktes des Schenkels 16 vom Drehpunkt 4. Mit anderen Worten, ein einmal
vorhandenes Gleichgewicht der Drehmomente, die von dem Gewicht G und der Gegenkraft F
hervorgerufen werden, wird durch eine Veränderung der Winkelposition zwischen den Gelenk
armen 1, 1' nicht beeinträchtigt. Man kann daher in beliebiger Höhe das Gewicht G näher an
den Drehpunkt 4 heranklappen oder weiter von diesem wegziehen, wobei das aufgrund der
Federanordnung erzielte Gleichgewicht der Drehmomente erhalten bleibt. Fig. 5a zeigt einen
vollständigen Doppelgelenkgeräteträger mit einem Stativ 9 und einem Stativfuß 8. Die vom
Schwenkwinkel, d. h. von der vertikalen Position des Gewichtes G unabhängige Drehmoment
kompensation erfolgt wiederum durch die relative Anordnung des Drehpunktes 6 und der An
griffspunkte 5" bzw. 7 der Feder 2 des (hebelübersetzten) Gewichtes G. Es versteht sich, daß
die Wirkung der beschriebenen Doppelgelenkarme unabhängig von der Drehmomentkompen
sation bezüglich des Schwenkwinkels α funktioniert.
Der Angriffspunkt 5" ist dabei entsprechend dem Doppelpfeil P entlang des Winkelhebels 3
verstellbar, welcher den Federarm bildet.
Fig. 6 zeigt den Doppelgelenkarm in anderer Aufhängung, an einer Decke 8' oder der
gleichen, wobei in diesem Fall der Drehpunkt 4 am äußersten Ende des Schenkels 16 des
Winkelhebels 17 vorgesehen ist. Selbstverständlich wäre es auch bei der Aufhängung an der
Decke möglich, den Drehpunkt 4 an dieselbe Position zu verlagern, die er auch im Fall der
Ausführungsform der Fig. 5 und dementsprechend die Feder und den Federarm auf der ge
genüberliegenden Seite der vertikalen Stange 9' anzuordnen. Bei der Variante gemäß Fig. 6
wirkt der Doppelgelenkarm 1, 1', abgesehen von der Möglichkeit, den Winkel zwischen den
Abschnitten 1 und 1' zu verändern, als einarmiger Hebel, wobei die Last entsprechend
übersetzt von dem Gelenkarm 1 auf den Federarm 3 übertragen wird, der wieder dieselbe
relative Anordnung von Drehpunkt 6 und Last- bzw. Federkraftangriffspunkten 7 bzw. 5" hat wie
im Falle der Ausführungsform nach den Fig. 2 und 5.
Fig. 7 zeigt schließlich nochmals eine konkrete Ausgestaltung der bereits in Verbindung mit
den Fig. 3 und 4 diskutierten Ausführungsform. Im oberen Teil der Fig. 7 erkennt man,
daß eine Feder 2 im Inneren eines hohlen Lastarmes 1 angeordnet ist und einen ebenfalls in
den Lastarm 1 geführten Schlitten 10 in Richtung auf einen Abstützpunkt vorspannt, der von
einer verstellbaren Rolle 5' definiert wird. Dabei wird im unteren Teil der Fig. 7 veran
schaulicht, wie sich durch eine Verstellung des als Rolle ausgebildeten Abstützpunktes 5' die effektive Länge es Federarmes
bzw. Kraftübertragungsarmes 3 verändert. Gleichzeitig ändert sich auch der oben näher defi
nierte und in Fig. 8 eingezeichnete Nacheilwinkel β.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines schwenkbaren Geräteträgers gelingt es, mit
sehr geringem Aufwand und sehr einfachem Aufbau des Geräteträgers das sich ändernde
Drehmoment, welches von einer Last ausgeübt wird, in einem weiten Winkelbereich von
mindestens ±40° mit hoher Genauigkeit zu kompensieren. Verbleibende Abweichungen des
kompensierenden Drehmomentes von dem Lastmoment werden im allgemeinen durch die Rei
bung in den verschiedenen Gelenken aufgefangen. Erforderlichenfalls kann man diese Reibung
künstlich noch etwas erhöhen, die jedoch immer vergleichsweise klein gehalten werden kann,
so daß das an dem Geräteträger aufgehängte Gerät ohne großen Kraftaufwand und ohne Lö
sen und Spannen irgendwelcher Klemmvorrichtungen in jede beliebige Position verschwenkt
werden kann. Bei der Ausgestaltung des Geräteträgers als Doppelgelenkarm kann außerdem
noch der Abstand zur Schwenkachse variiert werden, ohne daß das Kräftegleichgewicht
hierdurch gestört wird. Darüberhinaus ist es selbstverständlich möglich, die betreffenden
Geräteträger auch um ihre vertikale Achse drehbar auszugestalten, wobei sich die notwen
digen Elemente entsprechend mitdrehen müssen oder entsprechend rotations-symmetrisch be
züglich eines Stativs oder dergleichen ausgebildet sein müssen. Dies gilt z. B. für die
Abstützpunkte 5, 5', die auch als das Stativ 9 umgebende Ringe ausgebildet werden können.
Dabei ermöglicht eine Verstellung des Federkraftangriffspunktes 5, 5' oder 5" außerdem eine
sehr schnelle und einfache Anpassung an unterschiedliche Gerätegewichte, ohne daß die
Feder 2 ausgetauscht werden muß.
In der Praxis wird man daher mit sehr wenigen, unterschiedlichen Federn auskommen, um
einen großen Bereich an Gerätegewichten von z. B. 5-50 kg abdecken zu können.
Darüberhinaus kann der Geräteträger auch mit zusätzlichen Funktionen ausgestattet werden,
die die Drehmomentkompensation unbeeinflußt lassen. Hierzu gehört beispielsweise eine dem
Lastarm überlagerte Parallelogrammkonstruktion, wobei eine Parallelogrammseite von dem
Lastarm und eine andere von einem vertikalen Teil z. B. dem Stativ oder einem Verlängerungs
abschnitt hiervon. Eine solche Überkonstruktion, die nichts mit dem Parallelogramm 20 in den
Fig. 5 und 6 zu tun hat, stellt dann beispielsweise eine vertikale oder horizontale Achse am
Ende des Lastarmes 1 bereit die sich nicht mit dem Lastarm neigt, sondern ihre jeweilige
Ausrichtung beibehält.
Claims (16)
1. Schwenkbarer Geräteträger mit einer Last (G) und einem mindestens in einer vertikalen
Ebene verschwenkbaren Lastarm (1), einem Federarm (3) und einer das auf den
Lastarm (1) wirkende Drehmoment mindestens teilweise kompensierenden Feder (2), die
am Federarm (3) mit einer von Ihrer Auslenkung abhängigen Kraft (F) angreift, wobei
der Winkel γ zwischen der zu Federkraft senkrechten Ebene und dem Federarm oder
der Winkel γ' zwischen der zu Federkraft senkrechten Ebene und der Verbindung
zwischen einem ortsfesten Federkraftangriffspunkt (5, 5') zum Schwenkpunkt (4, 6)
des Federarmes einer schwenkbaren Feder dem Winkel α zwischen dem Lastarm (1)
und der Horizontalen (H) oder einem mit diesem Winkel α monoton varierenden,
äquivalenten Winkel α' zwischen der zur Lastkraft senkrechten Ebene und der
Verbindung von einem Lastkraftangriffspunkt (7) zu dem Punkt (6), um welchen sich
dieser bewegt, um einen Winkel 9 nacheilt, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel
β zwischen 5° und 30° beträgt und daß der horizontale und/oder vertikale Abstand
des Federkraftangriffspunktes (5 bzw. 5' bzw. 5") vom Lastarmschwenkpunkt (4)
verstellbar ist.
2. Geräteträger nach Anspruch 1, dadurch gekenzeichnet, daß der Winkel β zwischen
15° und 25° liegt.
3. Geräteträger nach Anspruch 2, dadurch gekenzeichnet, daß der Winkel β etwa 20°
beträgt,
4. Geräteträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenzeichnet, daß die Feder
(2) sich entlang des Lastarmes (1) erstreckt, wobei ein Schlitten (10) unter der
Vorspannung der Feder (2) am Lastarm (1) bzw. parallel zu diesem geführt ist und ein
Kraftübertragungsarm (3') sich quer von dem Lastarm weg erstreckt und sich an einem
Federkraftangriffspunkt (5') abstützt, der, ausgehend von einer Vertikalen durch den
Schwenkpunkt (4) des Lastarmes (1) in der Lastarmebene zur Seite des Lastarmes (1)
hin versetzt ist, so daß das resultierende, von der Feder (2) am Federarm (3) hervorgerufene
Drehmoment (MF) der folgenden Gleichung genügt:
MF = F . (l . cos α + d . sin α),
wobei α der Winkel zwischen dem Lastarm (1) und einer Horizontalen ist
l der vertikale Abstand des Federkraftangriffspunktes (5') vom Schwenkpunkt (4) des Lastarmes (1) ist, und
d der horizontale Abstand des Federkraftangriffspunktes (5) vom Schwenkpunkt (4) des Lastarmes (1) ist
MF = F . (l . cos α + d . sin α),
wobei α der Winkel zwischen dem Lastarm (1) und einer Horizontalen ist
l der vertikale Abstand des Federkraftangriffspunktes (5') vom Schwenkpunkt (4) des Lastarmes (1) ist, und
d der horizontale Abstand des Federkraftangriffspunktes (5) vom Schwenkpunkt (4) des Lastarmes (1) ist
5. Geräteträger nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder
(2) sich im wesentlichen entlang des Lastarmes (1) unter einem kleinen Winkel relativ
zum Lastarm (1) streckt und einerseits am Lastarm (1) angreift und andererseits an
einem Federkraftangriffspunkt (5) unterhalb des Lastarmschwenkpunktes (4) abstützt, der,
ausgehend von einer Vertikalen durch den Schwenkpunkt (4) des Lastarmes (1), in der
Lastarmebene zur Seite des Lastarmes (1) hin versetzt ist, so daß das resultierende,
von der Feder (2) am Federarm (3) hervorgerufene Drehmoment (MF) der folgenden
Gleichung genügt:
MF = F . (l . cos α + d . sin α),
wobei α der Winkel zwischen dem Lastarm (1) und einer Horizontalen ist
l der vertikale Abstand des Federkraftangriffspunktes (5) vom Schwenkpunkt (4) des Lastarmes (1) ist, und
d der horizontale Abstand des Federkraftangriffspunktes (5) vom Schwenkpunkt (4) des Lastarmes (1) ist
MF = F . (l . cos α + d . sin α),
wobei α der Winkel zwischen dem Lastarm (1) und einer Horizontalen ist
l der vertikale Abstand des Federkraftangriffspunktes (5) vom Schwenkpunkt (4) des Lastarmes (1) ist, und
d der horizontale Abstand des Federkraftangriffspunktes (5) vom Schwenkpunkt (4) des Lastarmes (1) ist
6. Geräteträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
horizontale Abstand (d) des Federkraftangriffspunktes (5, 5', 5") vom Schwenkpunkt
(4) des Lastarmes (1) zwischen etwa 35% bis 45% des vertikalen Abstandes
zwischen diesen Punkten beträgt.
7. Geräteträger nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem
Federkraftangriffspunkt (5, 5', 5") eine Stützrolle für den Eingriff mit dem
Kraftübertragungsarm (3') vorgesehen ist.
8. Geräteträger nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
Lastarm (1) hohl und die Feder (2) in seinem Inneren aufgenommen ist.
9. Geräteträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Last (G) über ein Getriebe, vorzugsweise ein Hebelgetriebe, auf den Federarm
(3) übertragen wird, wobei Federarmschwenkpunkt (6), Federkraftangriffspunkt (5")
und der übertragene Lastarmangriffspunkt (7) an demselben starren Teil angeordnet
sind und ein um den Federarmschwenkpunkt (6) drehbares Dreieck aufspannen.
10. Geräteträger nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen
Federkraftangriffspunkt (5") und Federschwenkpunkt (6) verstellbar ist.
11. Geräteträger nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Lastarm (1) als
zweiarmiger Hebel ausgebildet und die Feder (2) auf der der Lastseite gegenüber liegenden
Seite angeordnet ist.
12. Geräteträger nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die
Länge der Feder (2) bzw. der Abstand zwischen den (gelenkigen) Federkraftangriffs
punkten (5") am Federarm (3) bzw. an einem Widerlager mindestens das 4-fache der Länge
des Federarmes (3) beträgt.
13. Geräteträger nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der
Lastarm als Doppelgelenkarm (1, 1') ausgebildet ist, wobei ein erster Gelenkarm (1) an
einer Halterung mind. vertikal schwenkbar gelagert und zu einem Parallelogramm
ergänzt ist, während der zweite Gelenkarm (1') am ersten schwenkbar gelagert und mit
einer am selben Schwenkpunkt am ersten Gelenkarm (1) angelenkten Parallelo
grammseite starr verbunden ist.
14. Geräteträger nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Gelenkarm
(1') als ein erster Winkelhebel ausgebildet ist, dessen einer Schenkel eine Pa
rallelogrammseite bildet und daß die gegenüberliegende Parallelogrammseite ebenfalls
einen Schenkel eines zweiten Winkelhebels bildet, an welchem die von der Feder (2)
ausgeübte Gegenkraft direkt oder indirekt angreift.
15. Geräteträger nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Winkelhebel
über ein Seit oder eine Stange (14) mit einem Lastangriffspunkt (7) verbunden ist, der
zusammen mit einem Federkraftangriffspunkt (5") und einem gemeinsamen Schwenk
punkt (6) ein Dreieck an einem die drei vorgenannten Punkte (5", 6, 7) verbindenden,
starren Teil aufspannt.
16. Geräteträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß
der Lastarm (1) als einarmiger Hebel ausgebildet ist, wobei ein Abschnitt des
Lastarmes (1) gleichzeitig als Federarm (3) dient.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19600879A DE19600879C2 (de) | 1996-01-12 | 1996-01-12 | Schwenkbarer Geräteträger |
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DE19600879A1 DE19600879A1 (de) | 1997-07-17 |
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ID=7782577
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DE (1) | DE19600879C2 (de) |
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- 1996-01-12 DE DE19600879A patent/DE19600879C2/de not_active Expired - Fee Related
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