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Die Erfindung betrifft ein Drehgelenk zur fixierbaren schwenkbaren Anlenkung eines ersten Bauteiles an einem zweiten Bauteil mit zwei um eine gemeinsame Schwenkachse gegeneinander verschwenkbaren Gelenkteilen, wobei das eine Gelenkteil einen hülsenförmigen Gelenkzapfen aufweist, auf welchem das andere Gelenkteil in Verriegelungsposition form- und/oder kraftschlüssig verdrehsicher gehalten und mittels eines Entriegelungselementes in eine Freigabeposition bringbar ist.
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Ein Drehgelenk dieser Art ist aus
DE 20 2009 006 444 U1 bekannt. Bei diesem Drehgelenk weist jedes Gelenkteil auf der dem anderen Gelenkteil zugewandten Seite eine Rastoberfläche auf, wobei die Rastoberflächen der beiden Gelenkteile komplementär ausgebildet sind und beide Gelenkteile relativ zueinander entlang der Schwenkachse in Rast- bzw. Freigabeposition verschiebbar sind. Dabei weist das eine Gelenkteil einen hülsenförmigen Schwenkbolzen auf, auf welchem das andere Gelenkteil in Rastposition gehalten und durch ein innerhalb des hülsenförmigen Schwenkbolzens durch äußere Druckanwendung gegen die Kraft einer Druckfeder innerhalb des hülsenförmigen Schwenkbolzens verschiebbares Entriegelungselement aus der Rastposition in die Freigabeposition verschiebbar ist. Die Handhabung eines solchen Drehgelenkes ist recht einfach. Zur Entriegelung der beiden Gelenkteile ist es lediglich erforderlich, das Entriegelungselement einzudrücken, wodurch auf einfachen Knopfdruck die Rastoberflächen der beiden Gelenkteile außer Eingriff gebracht werden und eine Verschwenkung der Gelenkteile zueinander ermöglicht wird. Die Freigabeposition des Gelenks lässt sich allerdings nur erreichen, wenn die beiden Gelenkteile in Richtung der Schwenkachse axial auseinander verschiebbar sind, so dass die beiden zueinander weisenden Rastoberflächen außer Eingriff gebracht werden. Eine solche Bewegung der beiden Gelenkteile ist nicht für alle Einsatzzwecke geeignet, z.B. wenn kein Raum für eine axiale Auseinanderbewegung der beiden Gelenkteile zur Verfügung steht. Außerdem weist das bekannte Drehgelenk eine relativ große Anzahl an Einzelteilen auf, was die Herstellung und Montage relativ aufwendig macht.
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Bekannt sind darüber hinaus seit langem Drehgelenke ähnlicher Art, die besonders verbreitet sind z.B. bei medizinischen Einrichtungen, bei denen z.B. an Liegen- oder Krankenbetten Zusatzbauteile mittels solcher Drehgelenke verschwenkbar und fixierbar befestigt werden. Ein Beispiel für ein solches Drehgelenk ist in
DE 20 2006 006 230 U1 beschrieben, wobei bei diesem Drehgelenk der Schwenkbolzen als Stellschraube mit einem Handrad ausgebildet ist und durch Ein- oder Ausschrauben des Schwenkbolzens die beiden Gelenkteile aufeinander zu in Rastposition oder voneinander weg in Schwenkposition bewegt werden. Die Handhabung eines solchen Drehgelenkes ist jedoch sehr aufwendig.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Drehgelenk weiter zu verbessern und zu vereinfachen.
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Diese Aufgabe wird bei einem Drehgelenk der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der hülsenförmige Gelenkzapfen wenigstens einen radialen Führungsschlitz aufweist, welcher eine Führung für ein keilförmiges Klemmelement bildet, welches radial außen an der Innenseite des hülsenförmigen anderen Gelenkteils anliegt und radial innen eine abgeschrägte Fläche aufweist, welche mit einem komplementären kegelbolzenförmigen Entriegelungselement zusammenwirkt, welches im hülsenförmigen Gelenkzapfen entlang der Schwenkachse verschiebbar aufgenommen ist.
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Der Aufbau und die Handhabung eines solchen Drehgelenkes ist sehr einfach, in Verriegelungsposition liegt das wenigstens eine in der Führung radial bewegliche keilförmige Klemmelement klemmend an der Innenseite des hülsenförmigen anderen Gelenkteiles an, da es entsprechend vom kegelbolzenförmigen Entriegelungselement in diese Position gedrückt wird. Dadurch ist eine Verdrehbewegung der beiden Gelenkteile zueinander kraft- und/oder formschlüssig verhindert. Zur Entriegelung bzw. zum Erreichen der Freigabeposition wird das kegelbolzenförmige Entriegelungselement derart in Richtung der Schwenkachse verschoben, dass seine kegelförmige Fläche das keilförmige Klemmelement radial nach innen frei gibt, so dass es außer Eingriff mit der Innenseite des hülsenförmigen anderen Gelenkteiles kommt und eine Verdrehung der beiden Gelenkteile zueinander möglich ist, ohne dass die beiden Gelenkteile selbst in axialer bzw. Schwenkachsenrichtung relativ zueinander bewegt werden müssen. Die axiale Lage der beiden Gelenkteile bleibt somit sowohl in Verriegelungsposition als auch in Freigabeposition gleich. Nach dem Verschwenken der beiden Gelenkteile zueinander wird das kegelbolzenförmige Entriegelungselement in die entgegengesetzte Richtung bewegt, wodurch das wenigstens eine keilförmige Klemmelement wieder in klemmenden Eingriff mit der Innenseite des hülsenförmigen anderen Gelenkteiles gebracht wird und die Verriegelungsposition wieder erreicht ist. Da die Verriegelung im Wesentlichen in radialer Richtung erfolgt, ist sie in jeder Winkellage ohne Anheben angeschlossener Bauteile oder dgl. möglich.
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In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist dabei vorgesehen, dass innerhalb des einen Gelenkteiles eine Druckfeder aufgenommen ist, welche das kegelbolzenförmige Entriegelungselement in Verriegelungsposition gegen die abgeschrägte Fläche des wenigstens einen Klemmelementes drückt. Dadurch ist gewährleistet, dass sich das Drehgelenk selbsttätig in Verriegelungsposition befindet, so dass keine ungewollte Verschwenkbewegung der beiden Gelenkteile zueinander erfolgen kann. Erst wenn gegen die Kraft der Druckfeder das kegelbolzenförmige Entriegelungselement in die Freigabeposition gebracht wird, ist eine Verschwenkung der beiden Gelenkteile zueinander möglich.
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Dazu weist das kegelbolzenförmige Entriegelungselement vorzugsweise ein von außen frei zugängliches Betätigungsende auf. Dieses Betätigungsende ist bevorzugt so ausgebildet, dass es in Verriegelungsposition aus dem Drehgelenk herausragt. Zur Entriegelung kann man dann z.B. mit dem Daumen auf das Betätigungsende drücken, wodurch das Drehgelenk sozusagen auf Knopfdruck entriegelt wird. Lässt man das Betätigungsende wieder los, gelangt das Entriegelungselement druckfederbelastet automatisch wieder in die Verriegelungsposition.
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Damit ein geschlossener Gelenkkörper zur Verfügung steht, ist bevorzugt vorgesehen, dass das Entriegelungselement im Bereich des Betätigungsendes in einem das andere Gelenkteil stirnseitig übergreifenden, mit dem einen Gelenkteil verbundenen Verschlussdeckel geführt ist. Das Drehgelenk weist dann insgesamt ein geschlossenes Gehäuse auf und das Entriegelungselement ist beidseitig geführt, nämlich zum einen im hülsenförmigen Gelenkzapfen und zum anderen im Verschlussdeckel.
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Um eine besonders gute Arretierung in Verriegelungsposition zu gewährleisten, ist bevorzugt vorgesehen, dass der hülsenförmige Gelenkzapfen mehrere radiale Führungsschlitze aufweist, in denen jeweils ein keilförmiges Klemmelement geführt ist. Bevorzugt sind drei Führungsschlitze und drei keilförmige Klemmelemente vorgesehen.
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Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass das hülsenförmige andere Gelenkteil eine Innenverzahnung aufweist. Die Innenverzahnung ist so dimensioniert, dass die Klemmelemente in Verriegelungsposition verriegelnd in diese eingreifen.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert.
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Diese zeigt in
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1 eine Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Drehgelenkes,
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2 das Drehgelenk nach 1 in Seitenansicht und in
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3 einen Schnitt gemäß der Linie III-III in 2, welches das Drehgelenk in Verriegelungsposition zeigt.
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Ein Drehgelenk zur fixierbaren schwenkbaren Anlenkung eines ersten Bauteiles an einem zweiten Bauteil ist allgemein mit
1 bezeichnet. Dieses Drehgelenk
1 weist zwei um eine gemeinsame Schwenkachse S gegeneinander verschwenkbare Gelenkteile
2,
3 auf. Jedes der beiden Gelenkteile
2,
3 ist mit einem nicht dargestellten Bauteil verbunden, wobei diese Bauteile über das Drehgelenk
1 in einer Freigabeposition gegeneinander verschwenkt und in einer Verriegelungsposition in einer bestimmten Verschwenkposition fixiert werden können. Diese Bauteile können grundsätzlich beliebig sein. Einen besonderen Einsatzzweck findet das Drehgelenk
1 im Bereich medizinischer Möbel und Geräte. Ausführungsbeispiele für den Einsatzzweck sind z.B. in
DE 20 2006 006 230 U1 dargestellt.
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Die Außenkontur der beiden Gelenkteile 2, 3 ist beim Ausführungsbeispiel zylindrisch. Die Außenkontur kann je nach Verwendungszweck aber auch andere geometrische Formen aufweisen. Das eine Gelenkteil 2 weist einen hülsenförmigen unteren Basisbereich 4 auf, an den sich ein hülsenförmiger Gelenkzapfen 5 mit geringerem Querschnitt anschließt. Auf diesem hülsenförmigen Gelenkzapfen 5 ist das andere hülsenförmige Gelenkteil 3 angeordnet, wie nachfolgend näher beschrieben ist.
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Der hülsenförmige Gelenkzapfen 5 des einen Gelenkteils 2 ist beim Ausführungsbeispiel mit drei symmetrisch verteilten, radialen Führungsschlitzen 6 versehen, derart, dass der hülsenförmige Gelenkzapfen 5 keine umlaufende komplette Hülse bildet, sondern durch die Führungsschlitze 6 unterbrochen ist. Jeder Führungsschlitz 6 dient zur Aufnahme eines keilförmigen Klemmelementes 7, welches innerhalb des zugeordneten Führungsschlitzes 6 in radialer Richtung verschiebbar aufgenommen ist.
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Jedes keilförmige Klemmelement weist radial innenseitig eine abgeschrägte innenkonusförmige Fläche 7a und radial außen eine flache ggf. leicht gewölbte Außenfläche 7b auf, welche mit einer reibungserhöhenden Beschichtung versehen sein kann. Alternativ weist das hülsenförmige andere Gelenkteil 3 eine Innenverzahnung auf, die zeichnerisch nicht dargestellt ist und in welche die Klemmelemente 7 in Verriegelungsposition formschlüssig verriegelnd eingreifen.
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Im hülsenförmige Gelenkzapfen 5 und im hülsenförmigen Basisbereich 4 des einen Gelenkteiles 2 ist ein kegelbolzenförmiges Entriegelungselement 8 entlang der Schwenkachse S in beiden Richtungen verschiebbar aufgenommen. Dieses Entriegelungselement 8 weist eine zu den abgeschrägten Flächen 7a der Klemmelemente 7 komplementäre Kegelfläche 8a auf. Dabei ist die Dimensionierung derart, dass das jeweilige Klemmelement 7 mit seiner Außenfläche 7b an der Innenseite 3a des anderen hülsenförmigen Gelenkteiles 3 anliegt und mit seiner abgeschrägten Fläche 7a an der Kegelfläche 8a des kegelbolzenförmigen Entriegelungselementes 8.
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Innerhalb des hülsenförmigen Basiselementes 4 des einen Gelenkteiles 2 ist eine Druckfeder 9 aufgenommen, welche das kegelbolzenförmige Entriegelungselement 8 in Verriegelungsposition gegen die abgeschrägten Flächen 7a der Klemmelemente 7 drückt. Dadurch liegen die abgeschrägten Flächen 7b der Klemmelemente 7 form- und/oder kraftschlüssig an der Innenseite 3a des anderen Gelenkteiles 3 an, derart, dass eine Verdrehbewegung zwischen dem einen Gelenkteil 2 und dem anderen Gelenkteil 3 in der Verriegelungsposition ausgeschlossen ist.
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Das kegelbolzenförmige Entriegelungselement 8 weist am der Druckfeder 9 gegenüberliegenden Ende ein von außen frei zugängliches Betätigungsende 10 auf, mit welchem das Entriegelungselement 8 entgegen der Kraft der Druckfeder 9 eingedrückt werden kann und dadurch die Klemmelemente 7 frei gibt.
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Das Drehgelenk 1 ist oberseitig durch einen Verschlussdeckel 11 verschlossen. Der Verschlussdeckel 11 weist im Zentrum eine zylindrische Innenbohrung 11a auf, welche als Führung für das Betätigungsende 10 des Entriegelungselementes 8 dient. Ferner sind drei Befestigungsbohrungen 11b für Befestigungsschrauben 12 vorgesehen, mittels derer eine Befestigung des Verschlussdeckels 11 am einen Gelenkteil 2 möglich ist. Dazu weist der hülsenförmige Gelenkzapfen 5 des einen Gelenkteils 2 entsprechende Bohrungen 5a mit Innengewinde auf.
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Wie am besten aus 1 hervorgeht, ist ober- und unterseitig des hülsenförmigen anderen Gelenkteiles 3 jeweils eine Anlaufscheibe 13, 14 angeordnet. Ferner kann der hülsenförmige Gelenkzapfen 5 eine umlaufene Nut 15 für einen Sprengring 16 aufweisen.
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Die Funktionsweise des Drehgelenkes 1 ist folgendermaßen:
In der in 3 dargestellten Verriegelungsposition befindet sich das Entriegelungselement 8, belastet durch die Druckfeder 9, in Verriegelungsposition, derart, dass die Kegelfläche 8a an den abgeschrägten Flächen 7a der Klemmelemente 7 anliegt und diese dadurch vollständig radial nach außen gedrückt sind und mit ihren Außenflächen 7b form- und/oder kraftschlüssig an der Innenseite 3a des anderen Gelenkteiles 3 anliegen. Dadurch ist eine Verschwenkung der beiden Gelenkteile 2 und 3 in Verriegelungsposition nicht möglich.
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Um das Drehgelenk 1 in Freigabeposition zu bringen, wird vom Benutzer quasi durch Knopfdruck auf das Betätigungsende 10 des Entriegelungselementes 8 das Entriegelungselement 8 entgegen der Kraft der Druckfeder 9 nach innen gedrückt und in dieser Position gehalten, so dass die Klemmelemente 7 freigegeben werden. In dieser Position ist eine Verschwenkung der beiden Gelenkteile 2, 3 zueinander möglich. Wird das Betätigungsende 10 des Entriegelungselementes 8 wieder freigegeben, gelangt das Entriegelungselement 8 aufgrund der Rückstellkraft der Druckfeder 9 zurück in die in 3 dargestellte Verriegelungsposition, in welcher die Klemmelemente 7 wieder verriegelnd an der Innenseite 3a des anderen Gelenkteiles 3 anliegen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehgelenk
- 2
- Gelenkteil
- 3
- Gelenkteil
- 3a
- Innenseite
- 4
- hülsenförmiger unterer Basisbereich
- 5
- hülsenförmiger Gelenkzapfen
- 5a
- Bohrung mit Innengewinde
- 6
- Führungsschlitz
- 7
- keilförmiges Klemmelement
- 7a
- abgeschrägte Fläche
- 7b
- Außenfläche
- 8
- Entriegelungselement
- 8a
- Kegelfläche
- 9
- Druckfeder
- 10
- Betätigungsende
- 11
- Verschlussdeckel
- 11a
- Innenbohrung
- 11b
- Befestigungsbohrung
- 12
- Befestigungsschraube
- 13
- Anlaufscheibe
- 14
- Anlaufscheibe
- 15
- Nut
- 16
- Sprengring
- S
- Schwenkachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202009006444 U1 [0002]
- DE 202006006230 U1 [0003, 0017]
