DE202006000945U1 - Universalgelenkanordnung zwischen einem Gerätehalter und einem Tragarm oder einer Konsole - Google Patents
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Abstract
Universalgelenkanordnung
zwischen dem Endglied (2) eines Geräteträgers und einer Gerätehaltermontageplatte
(1) oder einem Gerätehalter,
wobei ein am Endglied (2) angeordnetes Kugelgelenkelement (22) mit
einem an der Gerätehaltermontageplatte
bzw. am Gerätehalter
angeordneten Kugelgelenkelement (12) zusammenwirkt und die beiden
Kugelgelenkelemente (12, 22) mittels eines Gelenkspannmechanismus
(3) reibschlüssig zusammenspannbar
sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkspannmechanismus
(3) einen montageplattenseitig bzw. gerätehalterseitig angeordneten
Spannkörper (32)
zum Spannen des montageplattenseitigen bzw. gerätehalterseitigen, als Kugelschale
ausgebildeten Kugelgelenkelements (12) gegen das endgliedseitige,
als Kugelpfanne ausgebildete Kugelgelenkelement (22) und einen vom
Spannkörper
(32) durch beide Kugelgelenkelemente (12, 22) zum Endglied (2) hin
hindurchverlaufenden Schaft (33; 41; 51; 61) sowie ein hinterhalb
des endgliedseitigen Kugelgelenkelements (22) angeordnetes Betätigungsorgan
(36; 4; 5; 6) aufweist, das im Sinne der Erzeugung einer axialen
Relativbewegung zwischen ihm und dem Spannkörper (32) zum Zwecke des Zusammenspannens oder
Entspannens der Kugelgelenkelemente (12, 22) durch den Spannkörper (32)
mit dem Schaft zusammenwirkt.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Universalgelenkanordnung zur Verbindung eines Gerätehalters oder einer Gerätehalter-Montageplatte oder dergl. mit einem Tragarm oder einer Konsole.
- Mobile Geräte wie Kleincomputer, sogenannte PDAs (Personal Digital Assistant), Navigationsgeräte, Mobiltelefone und dergleichen werden in Kraftfahrzeugen, auf Schreibtischen oder an anderen Orten unter Verwendung von Geräteträgern benutzt, die eine Konsole oder einen Tragarm aufweisen, an der bzw. dem über einen Gelenkmechanismus ein Gerätehalter oder eine Montageplatte zu dessen Aufnahme verbunden ist, so daß das betreffende Gerät in eine für das Betrachten der visuellen Anzeige des Geräts und zum Bedienen des Geräts bequeme Position einstellen zu können.
- Universalgelenke zu diesem Zweck sind sowohl in Gestalt zweier aufeinanderfolgender und rechtwinklig zueinander angeordneter Scharniergelenke als auch in Gestalt von Kugelgelenken mit einer kugelig gewölbten Pfanne und einem kugelsegmentförmigen Gelenkteil bekannt. Damit das betreffende Gerät in der gewählten Position stabil verbleibt, ist es natürlich erforderlich, den Gelenkmechanismus feststellbar zu machen oder vorzuspannen, um einen ausreichenden Reibschluß zwischen den Gelenkteilen herzustellen. Bei bekannten Kugelgelenkmechanismen wird die notwendige Klemmspannung dadurch erzeugt, daß eine Schraube von der Montageplatten- bzw. Gerätehalterseite her in den Pfannenbereich des Gelenkmechanismus eingeschraubt und im notwendigen Maße festgezogen wird. Da die Gelenkteile im wesentlichen alle aus Kunststoff bestehen, der bekanntlich einen großen Wärmedehnungskoeffizienten hat, gibt es insbesondere beim Einsatz in Fahrzeugen wegen der dort auftretenden großen Temperaturänderungen, beispielsweise beim Aufhei zen der Innentemperatur eines in der Sonne stehenden Fahrzeugs im Sommer, erhebliche Probleme dahingehend, daß die Klemmspannung sich so lockert, daß der Gerätehalter seine eingestellte Position nicht mehr beibehalten kann. Das ist nicht nur ärgerlich, weil dadurch die Benutzung des Geräts erheblich beeinträchtigt wird, sondern auch dadurch, daß das erforderliche Nachspannen nur mit Hilfe eines passenden Schraubendrehers und erst nach Abnehmen mindestens des Gerätehalters, wenn nicht gar auch noch der Montageplatte, möglich ist.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, mit welcher das aufgezeigte Problem leicht und ohne besonderen konstruktiven Aufwand in den Griff zu bekommen ist.
- Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 angegebene Anordnung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Die erfindungsgemäße Lösung besteht im wesentlichen darin, daß eine Spannverbindung zwischen Gelenkteilen eines Kugelgelenkmechanismus mittels eines hinterhalb der Gelenkpfanne angeordneten, mit den Fingern betätigbaren Stellrads, Stellhebels oder dergleichen betätigbar ist, um ein mit einer Gerätehaltermontageplatte oder einem Gerätehalter verbundenes kugelschalenförmiges Kugelgelenkelement zwischen einer Kugelpfanne und einem Spannkörper lösbar festzuspannen.
- Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachstehend beispielshalber beschrieben. In den Zeichnungen zeigt:
-
1 eine Seitenansicht der Kugelgelenkanordnung, -
2 einen Axialschnitt durch die Kugelgelenkanordnung Nach1 in einer zur Zeichenebene der1 um 90° gedrehten Schnittebene, -
3 als Anwendungsbeispiel einen Geräteträger mit einer Gelenkanordnung nach der Erfindung, - die
4a ,4b und4c eine weitere Ausführungsform einer Gelenkanornung nach der Erfindung mit einem Betätigungshebel in Ansicht und zwei um 90° zueinander gedrehten Schnittansichten, - die
5a ,5b und5c eine noch weitere Ausführungsform einer Gelenkanordnung nach der Erfindung mit Federvorspannung und einem Betätigungshebel in Ansicht und zwei um 90° zueinander gedrehten Schnittansichten, und - die
6a ,6b und6c eine noch weitere Ausführungsform einer Gelenkanordnung nach der Erfindung mit einem Schiebekeil als Betätigungselement in Ansicht und zwei um 90° zueinander gedrehten Schnittansichten. - Die
1 und2 zeigen eine erfindungsgemäße Gelenkanordnung am Ausführungsbeispiel der Verbindung einer Gerätehaltermontageplatte1 mit einem kurzen Schwenkarm2 als Endglied eines Geräteträgers, der im übrigen nicht dargestellt ist. Die Gerätehaltermontageplatte1 weist eine Anordnung von Winkelkrallen11 auf, die mit entsprechenden Rastschlitzen des nicht dargestellten Gerätehalters zusammenwirkt und mit diesem eine Schnellkupplung zum lösbaren Anbringen des Gerätehalters bildet. Der Schwenkarm2 , der in der Zeichnung sehr kurz dargestellt ist, kann natürlich eine beliebige Länge haben und weist hinten ein gabelförmiges Scharnierelement21 auf, das mit einem entsprechenden Gegenelement eines Scharniergelenkmechanismus zusammenwirkt. - Wie
1 in der Ansicht und2 im Schnitt (in einer um 90° gedrehten Ebene) zeigt, besteht die Kugelgelenkanordnung zwischen der Gerätehaltermontageplatte1 und dem Schwenkarm2 aus einem rückseitig an der Montageplatte1 angeordneten kugelschalenförmigen Kugelgelenkelement12 , einer am vorderen Ende des Schwenkarms2 angeordneten Kugelsegmentpfanne22 , und einem Gelenkspannmechanismus3 . - Der Gelenkspannmechanismus
3 weist einen in der Kugelsegmentpfanne22 vorspringend angeordneten Hohlzapfen31 , einen auf dessen freies Ende aufgesetzten kugelsegmentförmigen Spannkörper32 , eine vom Spannkörper32 durch den Hohlzapfen31 hindurchverlaufende Schraube33 mit in einer entsprechenden Aussparung des Spannkörpers32 drehfest sitzendem Schraubenkopf34 , eine hinterhalb der Kugelsegmentpfanne22 auf der Schraube33 sitzende Mutter35 mit einem diese Mutter drehfest aufnehmenden Stellrad36 auf. Wie2 zeigt, hat der Spannkörper an seiner der Pfanne22 zugewandten Seite ein zylindrisches Sackloch, welches das freie Ende des Hohlzapfens31 aufnimmt und eine relative Axialverschiebung zwischen dem Spannkörper32 und dem Hohlzapfen31 über eine gewisse Distanz ermöglicht. - Das kugelschalenförmige Kugelgelenkteil
12 ist also, wie man sieht, zwischen der Pfanne22 und dem Spannkörper32 aufgenommen und zwischen diesen einspannbar. Das Kugelgelenkelement12 hat, wie aus2 hervorgeht, eine große mittige Öffnung13 , durch welche der Hohlzapfen31 hindurchverläuft und die so bemessen ist, daß der notwendige allseitige Schwenkbereich der Montageplatte1 erreicht wird. - Durch Drehen des am Umfang vorzugsweise gerändelten bzw. profilierten Stellrads
36 kann die Kugelgelenkanordnung jederzeit bei auf der Montageplatte1 verrasteten Gerätehalter ohne jegliches Werkzeug gespannt, nachgespannt oder zum Verstellen gelockert werden. - Wie man insbesondere aus
1 erkennt, ist beim Ausführungsbeispiel das Stellrad36 innerhalb eines durch den Schwenkarm2 gebildeten flächigen Rahmens angeordnet und dort an zwei gegenüberliegenden Seiten leicht mit zwei Fingern zu ergreifen. Es versteht sich, daß der Schwenkarm2 als solcher in beliebiger Weise ausgebildet oder durch ein anderes Glied eines Geräteträgers ersetzt sein kann. - Als konkretes Anwendungsbeispiel ist in
3 ein kompletter Geräteträger4 mit einer Säule41 , einem daran angeordneten Saugfuß42 mit innerhalb der Säule angeordnetem Saugerbetätigungsmechanismus, und einem über eine Scharniergelenkanordnung43 mit zwei um 90° versetzten Scharnierachsen mit der Säule41 verbundenen Teleskoparm44 , an dessen freiem Ende eine Gerätehaltermontageplatte1 mittels einer eben in ihren Einzelhei ten beschriebenen Kugelgelenkanordnung mit einem Gelenkspannmechanismus3 verbunden ist. - Abweichend vom dargestellten Ausführungsbeispiel nach den
1 bis3 kann die Kugelgelenkanordnung mit ihrem Spannmechanismus auch derart ausgebildet sein, daß das Stellrad36 mit dem Kopf einer Schraube verbunden ist, die mit einer im Spannkörper32 eingesetzten Mutter zusammenwirkt. - Weiter kann abweichend vom dargestellten Ausführungsbeispiel nach den
1 bis3 die Schraube33 fest mit dem Schwenkarm2 verbunden sein. - Nach einer weiteren, nicht dargestellten Abwandlung des in den
1 bis3 dargestellten Ausführungsbeispiel kann das Stellrad36 durch einen Schwenkhebel ersetzt sein, der ebenso wie das Stellrad36 um die Längsachse der Schraube33 bzw. des Schwenkarms2 oder der Kugelgelenkanordnung schwenkbar ist und mit einem die Schraube33 ersetzenden Steilgewinde oder dergleichen zusammenwirkt, oder der Schwenkhebel und die Kugelpfanne22 können über eine entweder am Schwenkhebel oder an der Kugelpfanne angeordnete Rampe miteinander zusammenwirken, welche die Schwenkdrehbewegung in eine axiale Relativbewegung zwischen Schwenkhebel und Kugelpfanne oder zwischen Schwenkhebel und Spannkörper32 zum Zusammenspannen der Kugelgelenkanordnung umsetzt. - Nunmehr wird auf die in den weiteren Zeichnungsfiguren dargestellten Ausführungsbeispiele Bezug genommen.
- Die
4a bis4c zeigen eine Ausführungsform mit einem Exzenterschwenkhebel4 , der um eine quer zur Längsachse der Kugelgelenkanordnung bzw. des Schwenkarms2 verlaufende Achse zwischen einer Lösestellung und einer Spannstellung schwenkbar ist. Ein vom Spannkörper32 durch die Kugelgelenkelemente verlaufender Schaft41 ist an seinem schwenkhebelseitigen Ende über einen Querstift42 mit dem Schwenkhebel4 verbunden, wie aus4b ersichtlich ist. Das Ende des Schafts41 ist in einer Aussparung43 des Schwenkhebels4 aufgenommen, der eine dem Schwenkbereich des Schwenkhebels4 (in4a dargestellt) entsprechende Winkelausdehnung hat, wie in4c ersichtlich ist. - Bei dieser Ausführungsform bewirkt das Schwenken des Schwenkhebels zwischen seiner in den
4a und4b dargestellten Lösestellung und der in4a strichpunktiert eingezeichneten Spannstellung ein axiales Zusammenspannen der Kugelgelenkelemente bzw. beim Schwenken des Schwenkhebels4 in die Lösestellung ein Lösen der Verspannung. - Bei dem Ausführungsbeispiel nach den
5a bis5c ist wiederum ein quer zur Längsachse der Kugelgelenkanordnung schwenkbarer Betätigungshebel5 vorgesehen, der mit der Endfläche eines vom Spannkörper32 ausgehenden Schafts51 zusammenwirkt. Der Betätigungshebel5 ist dabei um eine von der Längsachse der Kugelgelenkanordnung bzw. des Schafts51 seitwärts versetzte Querachse52 schwenkbar. Über dem Schaft51 hinterhalb der Kugelpfanne22 sitzt ein Tellerfederpaket53 , das durch einen Querstift54 gehalten wird, der durch das freie Ende des Schafts51 verläuft. Dieses Tellerfederpaket spannt den Schaft51 und damit den Spannkörper32 in die Spannstellung vor. Durch Schwenken des in seiner Ruhestellung dargestellten Betätigungshebels5 in Richtung des in5a eingezeichneten Pfeils wird der Schaft51 entgegen der Vorspannung durch das Tellerfederpaket53 axial im Sinne eines Lösens der Verspannung der Kugelgelenkanordnung verschoben. Bei Rückbewegung des Betätigungshebels5 in seine Lösestellung bewirkt das Tellerfederpaket53 wieder das selbsttätige Verspannen und damit Arretieren der Kugelgelenkanordnung. - Bei der in den
6a bis6c dargestellten Ausführungsform dient zur Betätigung des Gelenkspannmechanismus ein Schiebekeil6 , der mit einem Schaft zusammenwirkt, der beim dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine Schraube61 und einen Block62 gebildet ist. Die Schraube61 verbindet dabei den Spannkörper32 mit dem Block62 . Der Schiebekeil durchsetzt eine entsprechende Queraussparung des Blocks62 , wie in den6b und6c in zwei um 90° gegeneinander versetzten Ansichten gezeigt ist. Dabei hat der Schiebekeil an seiner von der Gelenkanordnung abgewandten Seite eine leicht schräge Kantenfläche63 , die mit einer entsprechend ausgebildeten, leicht schrägen Gegenfläche der Aussparung des Blocks62 zusammenwirkt. - In den Zeichnungen ist die Anordnung in der Spannstellung dargestellt, in welcher ein etwas verdickter Kopf
64 des Schiebekeils6 am Schwenkarm2 anschlägt. Wird aus dieser Spannstellung der Schiebekeil6 , bezogen auf die Darstellung in6c , in Pfeilrichtung nach unten in die Lösestellung verschoben, wird die Gelenkanordnung entspannt. Dabei dient ein Querstift65 am freien Ende des Schiebekeils als Begrenzungsanschlag für die Schiebekeilbewegung; der Begrenzungsanschlag für die Verschiebung des Schiebekeils in die Spannstellung wird durch den Kopf64 gebildet.
Claims (12)
- Universalgelenkanordnung zwischen dem Endglied (
2 ) eines Geräteträgers und einer Gerätehaltermontageplatte (1 ) oder einem Gerätehalter, wobei ein am Endglied (2 ) angeordnetes Kugelgelenkelement (22 ) mit einem an der Gerätehaltermontageplatte bzw. am Gerätehalter angeordneten Kugelgelenkelement (12 ) zusammenwirkt und die beiden Kugelgelenkelemente (12 ,22 ) mittels eines Gelenkspannmechanismus (3 ) reibschlüssig zusammenspannbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkspannmechanismus (3 ) einen montageplattenseitig bzw. gerätehalterseitig angeordneten Spannkörper (32 ) zum Spannen des montageplattenseitigen bzw. gerätehalterseitigen, als Kugelschale ausgebildeten Kugelgelenkelements (12 ) gegen das endgliedseitige, als Kugelpfanne ausgebildete Kugelgelenkelement (22 ) und einen vom Spannkörper (32 ) durch beide Kugelgelenkelemente (12 ,22 ) zum Endglied (2 ) hin hindurchverlaufenden Schaft (33 ;41 ;51 ;61 ) sowie ein hinterhalb des endgliedseitigen Kugelgelenkelements (22 ) angeordnetes Betätigungsorgan (36 ;4 ;5 ;6 ) aufweist, das im Sinne der Erzeugung einer axialen Relativbewegung zwischen ihm und dem Spannkörper (32 ) zum Zwecke des Zusammenspannens oder Entspannens der Kugelgelenkelemente (12 ,22 ) durch den Spannkörper (32 ) mit dem Schaft zusammenwirkt. - Anordnung nach Anspruch 1, wobei das montagenplattenseitige bzw. gerätehalterseitige, als Kugelschale ausgebildete Kugelgelenkelement (
12 ) eine große mittige Öffnung (13 ) aufweist, durch welche der Schaft (33 ;41 ;51 ;61 ) hindurchverläuft und deren Spiel den Schwenkbereich dieses Kugelgelenkelements (12 ) bestimmt. - Anordnung nach Anspruch 2, wobei das als Kugelpfanne ausgebildete Kugelgelenkelement (
22 ) einen axial vorspringenden, den Schaft führenden Hohlzapfen (31 ) aufweist, auf dessen freiem Ende der Spannkörper (32 ) axial beweglich geführt ist. - Universalgelenkanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Gelenkspannmechanismus (
3 ) eine Schrauben-Mutter-Paarung aufweist, von denen das eine Element (Schraube oder Mutter) drehfest mit dem Spannkörper (32 ) verbunden ist und das jeweils andere Element (Mutter oder Schraube) drehfest mit einem das Betätigungsorgan bildenden fingerbetätigbaren Stellrad (36 ) verbunden ist, wobei die Schraube (33 ) jeweils den genannten Schaft bildet. - Anordnung nach einem der Ansprüche 4, wobei die Schraube (
33 ,34 ) drehfest mit dem Spannkörper (32 ) verbunden ist und das Stellrad (36 ) drehfest mit der Mutter (35 ) verbunden ist, die hinterhalb des endgliedseitigen Kugelgelenkelements (22 ) auf dem Schraubenbolzen (33 ) sitzt. - Anordnung nach Anspruch 5, wobei die Schraube (
33 ,34 ) einen im Spannkörper (32 ) formschlüssig drehfest aufgenommenen Schraubenkopf (34 ) aufweist. - Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schaft (
41 ) mit seinem vom Spannkörper (32 ) entfernten Ende mit einem Exzenterhebel (4 ) verbunden ist, der um eine quer zur Längsachse des Schafts verlaufende Schwenkachse zwischen einer Lösestellung und einer Spannstellung schwenkbar ist. - Anordnung nach Anspruch 7, wobei der Exzenterhebel (
4 ) über einen auch seine Schwenkachse definierenden, das Ende des Schafts (41 ) durchsetzenden Querstift (42 ) mit dem Schaft verbunden ist und sich mit einem Exzenternocken auf einer Gegenfläche an der Rückseite der Kugelpfanne (22 ) oder eines damit verbundenen Bauteils abstützt. - Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Spannkörper (
32 ) mittels einer auf den Schaft (51 ) wirkenden Federvorspannung in seine Spannstellung vorgespannt wird und das Betätigungsorgan eine der Spannstellung des Spannkörpers (32 ) entsprechende Ruhestellung hat und beim Bewegen aus dieser in eine Arbeitsstellung, die der Lösestellung des Schwenkkörpers (32 ) entspricht, entgegen der Federvorspannung auf das vom Spannkörper (32 ) entfernte Ende des Schafts einwirkt. - Anordnung nach Anspruch 9, wobei die Federvorspannung durch ein konzentrisch auf dem Schaft (
51 ) angeordnetes und von diesem durchsetztes Tellerfederpaket (53 ) erzeugt wird, das sich einerseits an der Rückseite der Kugelpfanne (22 ) und andererseits an einem mit dem freien Schaftende verbundenen Anschlagelement (54 ) abstützt. - Anordnung nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Betätigungsorgan ein Schwenkhebel (
5 ) ist, der um eine quer zur Schaftlängsachse verlaufende und gegenüber dieser seitwärts versetzte Schwenkachse (52 ) schwenkbar ist und über ein Hebelelement derart mit der Endfläche des Schafts (51 ) zusammenwirkt, daß der Schwenkhebel in seiner der Lösestellung des Spannkörpers (32 ) entsprechenden Arbeitsstellung eine instabile oder eine stabile Position einnimmt. - Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Betätigungsorgan ein quer zum Schaft (
61 ,62 ) zwischen einer der Spannstellung des Spannkörpers (32 ) entsprechenden Endstellung und einer der Lösestellung des Spannkörpers entsprechenden Endstellung verschiebbarer Schiebekeil (6 ) ist, der mit einer am Schaft oder einer an der Kugelpfanne (22 ) gebildeten Gegenfläche nach Art eines Keilgetriebes zusammenwirkt.
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