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Tragarmkonstruktion mit Federgewichtsausgleich
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Gegenstand der Hauptanmeldung ist eine Tragarmkonstruktion mit Federgewichtsausgleich
mit einem in vertikaler Ebene verschwenkbaren, aus zwei Parallelogrammarmen gebildeten
Tragarm, an dem eine im wesentlichen konstant wirkende Kraft (Gewicht einer Last)
angreift, die durch die Gegenkraft einer Feder, welche zwischen zwei Abstützgliedern
mit Vorspannung eingespannt ist, ausgeglichen wird, wobei einer der Parallelogrammarme
als Schubstange ausgebildet oder mit einer solchen verbunden ist, eines der Abstützglieder
längs des Federweges der Feder bewegbar geführt ist und Mittel vorgesehen sind,
die eine selbsttätige Verstellung dieses Abstützgliedes im Sinne einer Kompensation
des bei Änderung des Schwenkwinkels des Tragarmes sich ändernden Lastmoments bewirken.
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Bei dem dort vorgestellten Ausführungsbeispiel ist ein Ausgleichshebel
mit einer gekrümmten Anlagefläche vorgesehen, gegen die eine Fläche des Abstützgliedes
drückt. Bei höheren Gewichtslasten treten insbesondere zwischen der gekrümmten Anlagefläche
und der mit ihr korrespondierenden Fläche des Abstützgliedes relativ hohe Reibungskräfte
auf, die eine zufriedenstellende kontinuierliche Kompensation des Lastmoments über
den Schwenkbereich des Tragarmes gesehen nicht immer gewährleisten.
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Die nunmehr vorgeschlagene Lösung, einerseits am beweglichen Abstützglied
und andererseits an der Schubstange ein Gestänge an-
zulenken, das
sich mittels Stützglieder an Flächen des Tragarmgehäuses bzw. des anderen Parallelogrammarmes
oder mit diesem verbundenen Teilen abstützt, verringert die Reibungskräfte erheblich
und erlaubt es, sowohl bei kleinen als auch bei relativ großen anzuhängenden Lasten
eine zufriedenstellende Kompensation des sich ändernden Lastmoments zu erzielen.
Die Anordnung der Teile zur Kompensation des Lastmoments kann bei relativ kleinen
Gewichtslasten, wo die Reibungskräfte im System relativ niedrig sind, so getroffen
werden, daß bei einem Schwenken des Tragarmes aus seiner horizontalen Grundstellung
in eine Gebrauchsstellung mit dem Schwenkhebel oC einer damit verbundenen Verringerung
des Lastmoments durch eine kontinuierliche Verringerung der Gegenkraft der Feder,
also der Vorspannung, begegnet wird. Bei größeren Gewichtslasten, wo im System erheblich
höhere Reibungskräfte auftreten, kann die Anordnung dagegen so getroffen werden,
daß beim Schwenken des Armes nach unten die Gegenkraft zwar dem sich ändernden Lastmoment
angepaßt wird, die Vorspannung also reduziert wird,daß aber wegen der höheren Reibungskräfte
die Gegenkraft und damit die Vorspannung gleichzeitig dosiert wieder erhöht wird,
so daß insgesamt die Vorspannung dann nicht in dem Maße verringert wird wie bei
der zuvor angesprochenen Anordnung für kleinere Gewichtslasten.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen enthalten.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher
erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 die Tragarmkonstruktion nach der Erfindung im Längsschnitt,
Fig. 2 einen Ausschnitt des Tragarmes nach Fig. 1 in der Draufsicht.
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Die Fig. 1 zeigt eine Tragarmkonstruktion mit einem an einem Wandadapter
1 drehbar gelagerten Schwenkarm 2, an dessen freiem
Ende ein Gewicht
G, z.B. in Form eines Röntgengerätes, einer Leuchte od.dgl., angreift. Bei dem Tragarm
handelt es sich um einen Parallelogrammtragarm,der hier in seiner Grundstellung
gezeigt ist; er kann um den Schwenkwinkel bC in vertikaler Ebene nach unten geschwenkt
werden.
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Der Tragarm 2 besteht aus einem das Gehäuse des Tragarmes bildenden
äußeren Parallelogrammarm 3 und einem Parallelogrammgestänge 4. Die Achslagerungen
des Parallelogrammtragarmes sind mit 5, 6, 7 und 8 bezeichnet. Das Parallelogrammgestänge
4 besteht aus einer im wesentlichen parallel zum Gehäuse 3 angeordneten Schubstange
9 und an ihren beiden Enden gelenkig angeordneten Hebelarmen 10 und 11, die an den
Lagerachsen 5 bzw. 7 angelenkt sind. Im Bereich des einen Endes der Schubstange
9 ist diese in einem mit dem Gehäuse 3 fest verbundenen Führungsteil 12 geführt.
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Im Bereich des anderen Endes der Schubstange 9 ist mittels einer Lagerachse
13 ein aus vier Gestängearmen 14, 15, 16 und 17 gebildetes rautenförmiges Gestänge
angelenkt. Der der Lagerachse 13 gegenüberliegende Eckpunkt des Gestänges ist mittels
eines Lagers 18 an einem hülsenförmigen Abstützglied 19 angelenkt, welches mit einer
Druckfeder 20 belastet ist, deren freies Ende sich an einem auf der Schubstange
9 aufgeschraubten Abstützglied 21 abstützt. Das Abstützglied 19 ist auf der Schubstange
9 gleitend geführt.
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Die Gestängearme 14 und 15 sowie 16 und 17 sind an den beiden anderen
Eckpunkten des rautenförmigen Gestänges durch Lager 22 bzw. 23 miteinander gelenkig
verbunden. Die Lager 22 und 23 nehmen Rollen 24 und 25 auf, welche sich auf schrägen
Auflaufflächen 26 bzw. 27 von schiefen Ebenen 28 und 29 abstützen. Die schiefen
Ebenen 28 und 29 sind am Parallelogrammgehäuse 3 fest angeordnet; der Winkel ß ihrer
Schräge beträgt etwa 5 bis 200, vorzugsweise 150 zur Gehäuseober- bzw. -unterseite.
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Wie aus der Fig. 2 zu entnehmen ist, ist die Gestängeanordnung auf
beiden Seiten der Schubstange 9 vorgesehen; gleiche Teile sind mit den gleichen
Grundbezugszeichen versehen.
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Wird der Parallelogrammarm aus der gezeichneten waagerechten Grundstellung
in eine beliebige Schwenkstellung gebracht, so würde bei fester Anordnung des Abstützgliedes
19 am Gehäuse 3 die Feder 20 zwangsläufig zusammengedrückt und damit der Abstand
a zwischen den beiden Abstützgliedern 19 und 21 verkleinert werden. Die Gegenkraft
würde sich sodann vergrößern, was jedoch zu vermeiden ist, weil das Lastmoment in
Folge des nunmehr kürzeren wirksamen Hebelarmes in den von der Horizontalen abweichenden
Schwenkstellungen kleiner geworden ist. Nachdem das Abstützglied 19 aber auf der
Schubstange 9 gleitend geführt ist, wandert dieses beim Schwenken des Parallelogrammarmes
nach links. Die Vorspannkraft der Feder 20 reduziert sich, wodurch die Rückstellkraft
des Schwenkarmes somit dem kleineren Lastmoment, das sich aus dem verkürzten Hebelarm
entsprechend dem Schwenkwinkel OL und der konstant wirkenden Kraft entsprechend
dem angehängten Gewicht G ergibt, angepaßt wird. Infolge des Auflaufens der beiden
Rollenpaare 24, 25 und 24', 25' auf die schiefen Ebenen 28, 29 und 28', 29' ergibt
sich zwar ein Verschieben der Hülse 19 nach links, also in Richtung zum rückwärtigen
Ende des Tragarmes, wodurch die Vorspannkraft der Feder 20 reduziert wird, die Reduzierung
nimmt aber mit zunehmendem Schwenkhebelc& ab, d.h. die Vorspannung wird relativ
gesehen dosiert wieder erhöht. Die Vorspannung der Feder 20 wird zwar dem geringeren
Lastmoment entsprechend reduziert, gleichzeitig aber um einen bestimmten Betrag,
der durch die Schräge der Auflauffläche bestimmt ist, wieder erhöht, so daß die
bei größeren Gewichtslasten (hier ca. 15 kp) auftretenden höheren Reibungskräfte
kompensiert werden.
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Bei kleineren Gewichtslasten (z.B. 1 bis 2 kp) ist es denkbar, die
schiefen Ebenen um 1800 gedreht anzuordnen, so daß eine kontinuierliche Verringerung
der Vorspannung entsprechend dem sich kontinuierlich verkleinernden Lastmoment erreicht
wird.
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Bezüglich der Ausbildung und Anordnung der Gestänge und der schiefen
Ebenen sind mehrere Lösungen denkbar. Vorteilhaft kann es sein, boden- und deckseitig
des Tragarmgehäuses durchgehende schiefe Ebenen anzuordnen und anstelle der zwei
Rollenpaare ein durchgehendes Rollenpaar (Walze) vorzusehen. Eine Einsparung an
Material
kann dadurch erzielt werden, daß anstelle der beidseitigen Gestänge nur ein Gestänge
vorgesehen ist. Zweckmäßigerweise ist aber dann die Schubstange im Bereich der Lagerung
des Gestänges gabelförmig ausgebildet. Um eine exakte Dosierung des die relative
Erhöhung der Vorspannung bewirkenden Anteils zu erzielen, ist es ferner von Vorteil,
die schiefen Ebenen so auszubilden, daß ihre Schräge, also der Winkel q , verändert
werden kann.
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L e e r s e i t e