NL1029989C2 - Balanceerinrichting. - Google Patents

Description

Balanceerinrichting

De uitvinding heeft betrekking op een balanceerin-richting voor een massa, omvattende een om een draaipunt verstelbare arm waarmee de massa is gekoppeld, en een instelbaar veersysteem dat is gekoppeld met de arm, welk veersysteem ten 5 minste een veer omvat.

Een dergelijke balanceerinrichting vindt in tal van installaties en producten haar toepassing. Als voorbeelden kunnen worden genoemd armsteunen, bedden, kasten.

Uit US-A-4 387 876 is een dergelijke balanceerin-10 richting bekend die echter het nadeel bezit dat de instelling van de inrichting gepaard gaat met toevoer of afvoer van energie.

Het is een doelstelling van de uitvinding om een balanceerinrichting volgens de aanhef te verschaffen die zich 15 op zo licht mogelijke wijze laat verstellen.

De balanceerinrichting volgens de uitvinding is er daartoe door gekenmerkt dat het veersysteem een instelmecha-nisme omvat dat met de ten minste ene veer is verbonden, welk instelmechanisme is ingericht voor het verstellen van de ten 20 minste ene veer ten behoeve van de balancering van de met de arm gekoppelde massa, waarbij een vooraf bepaalde energie-inhoud van het veersysteem in hoofdzaak gelijk blijft.

De balanceerinrichting volgens de uitvinding laat zich daartoe geschikt en bij voorkeur zo uitvoeren dat het 25 instelmechanisme is ingericht voor het simultaan verplaatsen van uiteinden van de ten minste ene veer tijdens het balanceren zodanig dat de ten minste ene veer daarbij lengte-invariant blijft.

Wenselijk is daartoe dat tijdens het balanceren de 30 uiteinden van de ten minste ene veer een translatie en/of rotatie ondergaan.

Door het transleren en/of roteren van de ten minste ene veer wordt de te compenseren kracht opnieuw ingesteld. De ten minste ene veer wordt tijdens de rotatie en/of translatie 35 niet uitgerekt of ingekort, zodat de energie-inhoud daarvan niet verandert. Hoewel de door de ten minste ene veer te le- 1 0299 8 9_ 2 veren kracht hierdoor evenmin wijzigt, wordt met de rotatie en/of translatie van de veer bereikt dat het aangrijpingspunt van deze kracht verplaatst wordt, waardoor het op de arm waarmee de massa is gekoppeld uitgeoefende moment wijzigt.

5 De uitvinders zijn van oordeel dat het wezen van de uitvinding zoals deze in het voorgaande reeds is toegelicht, op vele verschillende wijzen kan worden uitgevoerd. Zonder pretentie van volledigheid zullen in het navolgende enkele mogelijke uitvoeringsvarianten worden besproken.

10 Een eerste voorkeursuitvoeringsvorm van de balan- ceerinrichting volgens de uitvinding is erdoor gekenmerkt dat het veersysteem slechts een veer bezit, die uiteinden heeft die tijdens het balanceren op een vaste afstand ten opzichte van elkaar blijven, en waarbij het veersysteem over een langs 15 de arm verplaatsbaar en op vooraf bepaalde posities van de arm vastzetbaar koppelingsorgaan beschikt.

Deze uitvoeringsvorm kan geacht worden het noodzakelijk minimum te representeren waarmee de uitvindingsgedachte kan worden gerealiseerd.

20 De balanceerinrichting volgens deze eerste voor keursuitvoeringsvorm kan verder worden gekenmerkt doordat de veer op het als slede uitgevoerd instelmechanisme is gemonteerd, en dat de slede langs een vast opgesteld frame verplaatsbaar is.

25 Weer een verdere uitwerking van deze voorkeursuit voeringsvorm bezit het kenmerk dat tijdens het balanceren het koppelingsorgaan gekoppeld is met de slede nabij een uiteinde van de veer.

De voordelen die gemoeid zijn met de zojuist bespro- ! 30 ken voorkeursuitvoeringsvorm en haar varianten, zomede de voordelen die kleven aan de hierna nog te bespreken uitvoeringsvormen, zullen in het kader van de daarna volgende fi-guurbeschrijving duidelijk worden.

Een tweede voorkeursuitvoeringsvorm van de balan- 35 ceerinrichting volgens de uitvinding bezit het kenmerk dat het veersysteem twee veren omvat die eerste en tweede uiteinden bezitten die tijdens het balanceren voor iedere veer afzonderlijk een invariante afstand bezitten, waarbij beide ve- 1029989 3 ren aan de eerste uiteinden van deze veren een draaikoppeling met de arm bezitten en dat de tweede uiteinden van de veren die zich tegenover de eerste uiteinden bevinden met het in-stelmechanisme zijn gekoppeld voor het positioneren van deze 5 tweede uiteinden zodanig dat de verstelde veren een de arm balancerende kracht kunnen opleveren.

Deze tweede voorkeursuitvoeringsvorm biedt ten opzichte van de eerste voorkeursuitvoeringsvorm het voordeel dat deze ook bij lage bruikbare hoogten goed inzetbaar is.

10 De tweede voorkeursuitvoeringsvorm laat zich bijzon der geschikt realiseren door deze zo uit voeren dat het in-stelmechanisme een draaipunt bezit dat bij een vooraf bepaalde stand van de arm een lichaamsas gemeen heeft met de draaikoppeling van de veren met de arm, en dat het instelmechanis-15 me voorts een parallellogramconstructie bezit met scharnierende hoekpunten, waarbij een hoekpunt verplaatsbaar is opgenomen in een verticale sleuf boven het draaipunt van de arm.

De hiervoor besproken twee voorkeursuitvoeringsvormen van de balanceerinrichting volgens de uitvinding hebben 20 met elkaar gemeen dat de individuele energie-inhoud van de toegepaste veren tijdens het balanceren van de massa geen verandering ondergaat.

De ontwerpvrijheid kan echter vergroot worden zonder dat daarbij de uitvindingsgedachte wordt verlaten door toe te 25 staan dat de energie-inhoud van de veren verandert waarbij echter als randvoorwaarde wordt aangehouden dat de totale energie-inhoud van het veersysteem niet wijzigt. Dit compromitteert zodoende niet de doelstelling van de uitvinding om het verstellen van de balanceerinrichting zo licht mogelijk 30 te laten plaatsvinden.

Een derde voorkeursuitvoeringsvorm van de balanceerinrichting die op deze gedachte is gebaseerd, bezit het kenmerk dat het veersysteem twee veren omvat, waarvan een eerste veer aan een eerste uiteinde een draaikoppeling met de arm 35 bezit, en aan een tweede uiteinde dat tegenover het eerste uiteinde ligt, gekoppeld is met het instelmechanisme, waarin een tweede veer is opgenomen, en dat in een vooraf bepaalde stand van de arm het instelmechanisme de arm kan balanceren 1029989 -1 4 waarbij een daarbij optredende lengtevariatie van de eerste veer gelijk is aan een tegengestelde lengtevariatie van de tweede veer zodanig dat de gezamenlijke energie-inhoud van de eerste en tweede veer constant blijft. De energie-inhoud van 5 een enkele veer is daarbij, zoals bekend, evenredig met het kwadraat van de uitrekking van die veer.

Deze derde voorkeursuitvoeringsvorm van de balan-ceerinrichting volgens de uitvinding laat zich geschikt zo realiseren dat het instelmechanisme is uitgevoerd als paral-10 lellogramconstructie met hoekpunten waarvan een hoekpunt samenvalt met het draaipunt van de arm en een diagonaal ten opzichte daarvan gelegen hoekpunt verplaatsbaar is opgenomen in een verticaal verlopende sleuf, terwijl de tweede veer diagonaal verloopt tussen de beide overige hoekpunten van de pa-15 rallellogramconstructie.

De uitvinding zal in het navolgende verder worden toegelicht aan de hand van de hiervoor besproken drie voorkeursuitvoeringsvormen van de balanceerinrichting volgens de uitvinding.

20 Zoals hiervoor reeds opgemerkt, zijn deze voorkeurs

uitvoeringsvormen niet beperkend ten aanzien van de bescher-ming die aan de uitvinding toekomt en waarvan het wezen is I

geformuleerd in de achter de beschrijving opgenomen octrooi-conclusies.

25 In de tekening van de voorkeursuitvoeringsvormen van de balanceerinrichting toont: - figuur 1 een eerste voorkeursuitvoeringsvorm; - figuur 2a een veersysteem te gebruiken in een tweede voorkeursuitvoeringsvorm; 30 - figuur 2b een bij het in figuur 2a getoonde veer- systeem te gebruiken instelmechanisme, en - figuur 3 een derde voorkeursuitvoeringsvorm van de balanceerinrichting volgens de uitvinding.

In de figuren gebruikte gelijke verwijzingscijfers 35 verwijzen naar dezelfde onderdelen.

Verwijzend nu eerst naar figuur 1 zal de eerste voorkeursuitvoeringsvorm van de balanceerinrichting 1 volgens de uitvinding worden toegelicht.

1029989 5

De balanceerinrichting 1 dient voor het balanceren van een massa 2 en omvat een om een draaipunt 3 verstelbare arm 4 waarmee de massa 2 is gekoppeld.

Tevens is voorzien in een instelbaar veersysteem 9 5 dat gekoppeld is met de arm 4.

De veer 9 is daartoe met verbindingselement 12 en een koppelingsorgaan 11 dat zich aan een uiteinde van dit verbindingselement 12 bevindt, met de arm 4 gekoppeld. Het instelmechanisme 14 is uitgevoerd als slede waarop de veer 9 10 is geplaatst. Deze veer is gespannen tussen een bevestigingspunt 13 en een katrol 10 over welke het verbindingselement 12 is gevoerd.

Wanneer de arm 4 verticaal is geplaatst, kan een herbalancering van de arm 4 tot stand worden gebracht. In die 15 verticale stand van de arm 4 bevinden de katrol 10 en het koppelingsorgaan 11 zich in eikaars verlengde ten opzichte van het draaipunt 3 van de arm 4. In deze stand kan de veer 9 een nul-lengte aannemen, waarbij een vooraf bepaalde voor-spanning hoort die overigens ook nul kan bedragen.

20 Verder bevindt het koppelingsorgaan 11 zich in die positie bij voorkeur ter hoogte van de katrol 10 en is voorzien in middelen voor het vastzetten van het koppelingsorgaan 11 op de slede 14.

Zodra het koppelingsorgaan 11 zich in die stand be-25 vindt, kan deze worden losgemaakt van de arm 4 waarna door verplaatsing van de slede 14 langs het vaste frame 15 een herbalancering van de arm 4 kan plaatsvinden doordat het koppelingsorgaan 11 op deze wijze langs de arm 4 kan worden verplaatst .

30 Tijdens het zojuist bedoelde verplaatsen van de sle de 14 ten behoeve van het herbalanceren van de arm 4 behoudt de veer 9 zijn lengte door het ongewijzigd blijven van de afstand tussen het bevestigingspunt 13 van de veer 9 en het koppelingsorgaan 11.

35 Wanneer de gewenste positie van het koppelingsorgaan 11 langs de arm 4 is bereikt, kan deze weer op de arm 4 worden vastgezet, waarna de arm 4 uit de verticale stand kan worden wegbewogen en het koppelingsorgaan 11 kan worden los- I02aa8.q _ 6 genomen van de slede 14. Deze slede 14, en zodoende ook de zich daarop bevindende.katrol 10, dient dan tevens op de ingestelde positie vastgezet te worden langs het vaste frame 15.

5 Onder verwijzing naar figuur 2a en 2b zal vervolgens een tweede voorkeursuitvoeringsvorm van de balanceerinrich-ting 1 volgens de uitvinding worden toegelicht.

Ter vergroting van de inzichtelijkheid van de werking van de tweede voorkeursuitvoeringsvorm zal eerst onder 10 verwijzing naar figuur 2a het principe van het in de balan-ceerinrichting te gebruiken veersysteem worden toegelicht.

Zoals figuur 2a toont, worden in deze tweede voorkeursuitvoeringsvorm twee veren 9 toegepast die ieder een eerste uiteinde bezitten die door middel van een draaikoppe-15 ling 8 met de arm 4 zijn gekoppeld.

Tegenover deze eerste uiteinden van de veren 9 bezitten de veren 9 tweede uiteinden El en E2 die met een hierna aan de hand van figuur 2b toe te lichten instelmechanisme 14 zijn gekoppeld voor het positioneren van deze tweede uit-20 einden El en E2 zodanig dat de verstelde veren 9 een de arm 4 balancerende kracht kunnen opleveren.

In de getoonde horizontaalstand van de arm 4 bevindt het draaipunt 8 zich op een positie waarbij het mogelijk is om de beide veren 9 met behulp van het instelmechanisme 14 25 van figuur 2b om dit draaipunt 8 te roteren zonder dat er een lengteverandering van de veren 9 optreedt.

Hierbij zijn de veren 9 zo gedimensioneerd dat deze als het ware een virtueel veerorgaan 7 vormen waarvan het van de arm 4 afgekeerde uiteinde zich loodrecht boven het draai-3 0 punt 3 van de arm 4 bevindt.

Figuur 2b toont een daartoe te gebruiken instelmechanisme 14.

Dit instelmechanisme 14 bezit een draaipunt 18 dat bij de eerder genoemde horizontale stand van de arm 4 een li-35 chaamsas gemeen heeft met de draaikoppeling 8 van de veren 9 met de arm 4. Met andere woorden: in een denkbeeldige samen-stellingstekening waarbij de arm 4 zich in de horizontaalstand bevindt, vallen draaipunt 8 van figuur 2a en draaipunt 1029989 7 18 van figuur 2b samen.

Het instelmechanisme 14 is uitgevoerd als parallel-logramconstructie met scharnierende hoekpunten 10, 17, 18 en 19 waarbij het diagonaal van draaipunt 18 verwijderde hoek- 5 punt 10 verplaatsbaar is opgenomen in een verticale sleuf G-H die zich uitstrekt boven het draaipunt 3 van de arm 4.

De veeruiteinden El en E2 van de veren 9 zijn daarbij gekoppeld met respectievelijk uiteinde 12 van de verlengde parallellogramarm 13 en uiteinde 15 van de verlengde pa-10 rallellogramarm 16.

Figuur 3 ten slotte toont een derde voorkeursuitvoeringsvorm van de balanceerinrichting 1 volgens de uitvinding waarbij het veersysteem wederom twee veren 9 omvat.

In deze derde voorkeursuitvoeringsvorm bezit een 15 eerste veer 9 aan een eerste uiteinde daarvan een draaikoppe-ling 8 met de arm 4 en heeft deze aan het tweede uiteinde dat zich tegenover het eerste uiteinde bevindt, een koppeling 15 met een instelmechanisme 14.

In deze derde voorkeursuitvoeringsvorm is het in-20 stelmechanisme 14 verder uitgerust met een tweede veer 10.

In een vooraf bepaalde stand van de arm 4, bijvoorbeeld de horizontaalstand, kan het instelmechanisme 14 versteld worden voor het herbalanceren van de arm 4 waarbij in dit geval de lengte van de eerste veer 9 kan verlengen of 25 verminderen, terwijl de lengte van de tweede veer 10 in gelijke mate kan verminderen c.q. verlengen. De totale energie-inhoud van de eerste veer 9 en de tweede veer 10 blijft daarbij constant, zodat de balancering met behulp van het instelmechanisme 14 zonder toevoer of afvoer van energie aan het 30 gehele veersysteem 9, 10 kan verlopen.

Zoals figuur 3 toont, is het instelmechanisme 14 uitgevoerd als parallellogramconstructie met hoekpunten waarvan één hoekpunt samenvalt met het draaipunt van de arm 4, terwijl een diagonaal ten opzichte daarvan gelegen hoekpunt 35 15 verplaatsbaar is opgenomen in een verticaal verlopende sleuf A, B. De tweede veer 10 verloopt daarbij diagonaal tussen de beide overige hoekpunten 22, 23 van het instelmechanisme 14 .

1 029989 δ

Het instelmechanisme 14 is zo uitgevoerd dat na het (her)balanceren de koppeling 15 in de dan verkregen positie kan worden vastgezet.

1 f)79 9 8 9

Claims (10)

1. Balanceerinrichting (1) voor een massa (2), omvattende een om een draaipunt (3) verstelbare arm (4) waarmee de massa (2) is gekoppeld, en een instelbaar veersysteem (9) | dat is gekoppeld met de arm (4), welk veersysteem (9) ten 5 minste een veer (9) omvat, met het kenmerk, dat het veersysteem (9) een instelmechanisme (14) omvat dat met de ten minste ene veer (9) is verbonden, welk instelmechanisme (14) is ingericht voor het verstellen van de ten minste ene veer (9) ten behoeve van de balancering van de met de arm (4) gekop- 10 pelde massa (2), waarbij een vooraf bepaalde energie-inhoud van het veersysteem (9) in hoofdzaak gelijk blijft.

2. Balanceerinrichting (1) volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het instelmechanisme (14) is ingericht voor het simultaan verplaatsen van uiteinden van de ten minste ene 15 veer (9) tijdens het balanceren zodanig dat de ten minste ene veer (9) daarbij lengte-invariant blijft.

3. Balanceerinrichting (1) volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat tijdens het balanceren de uiteinden van de ten minste ene veer (9) een translatie en/of rotatie on- 20 dergaan.

4. Balanceerinrichting (1) volgens een der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat het veersysteem slechts een veer (9) bezit, die uiteinden heeft die tijdens het balanceren op een vaste afstand ten opzichte van elkaar blijven, en 25 waarbij het veersysteem (9) over een langs de arm (4) verplaatsbaar en op vooraf bepaalde posities van de arm (4) vastzetbaar koppelingsorgaan (11) beschikt.

5. Balanceerinrichting (1) volgens een der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat de veer (9) op het als slede 30 (14) uitgevoerd instelmechanisme is gemonteerd, en dat de slede (14) langs een vast opgesteld frame (15) verplaatsbaar is.

6. Balanceerinrichting (1) volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat tijdens het balanceren het koppelingsorgaan 35 (11) gekoppeld is met de slede (14) nabij een uiteinde van de 1 029983 _ veer (9).

7. Balanceerinrichting (1) volgens een der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat het veersysteem twee veren (9) omvat die eerste en tweede uiteinden bezitten die tijdens het 5 balanceren voor iedere veer (9) afzonderlijk een invariante afstand bezitten, waarbij beide veren (9) aan de eerste uiteinden van deze veren (9) een draaikoppeling (8) met de arm (4) bezitten en dat de tweede uiteinden van de veren (9) die zich tegenover de eerste uiteinden bevinden met het instelme-10 chanisme (14) zijn gekoppeld voor het positioneren van deze tweede uiteinden zodanig dat de verstelde veren (9) een de arm (4) balancerende kracht kunnen opleveren.

8. Balanceerinrichting (l) volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het instelmechanisme (14) een draaipunt (18) 15 bezit dat bij een vooraf bepaalde stand van de arm (4) een lichaamsas gemeen heeft met de draaikoppeling (8) van de veren (9) met de arm (4) , en dat het instelmechanisme (14) voorts een parallellogramconstructie bezit met scharnierende hoekpunten, waarbij een hoekpunt verplaatsbaar is opgenomen 20 in een verticale sleuf (G-H) boven het draaipunt (3) van de arm (4) .

9. Balanceerinrichting (1) volgens een der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat het veersysteem twee veren (9, 10. omvat, waarvan een eerste veer (9) aan een eerste uitein- 25 de een draaikoppeling (8) met de arm (4) bezit, en aan een tweede uiteinde dat tegenover het eerste uiteinde ligt, gekoppeld is met het instelmechanisme (14), waarin een tweede veer (10) is opgenomen, en dat in een vooraf bepaalde stand van de arm (4) het instelmechanisme (14) de arm (4) kan ba-30 lanceren waarbij een daarbij optredende lengtevariatie van de eerste veer (9) gelijk is aan een tegengestelde lengtevariatie van de tweede veer (10) zodanig dat de gezamenlijke ener-gie-inhoud van de eerste en tweede veer constant blijft.

10. Balanceerinrichting (1) volgens conclusie 9, met 35 het kenmerk, dat het instelmechanisme (14) is uitgevoerd als parallellogramconstructie met hoekpunten waarvan een hoekpunt samenvalt met het draaipunt (3) van de arm (4) en een diagonaal ten opzichte daarvan gelegen hoekpunt (15) verplaatsbaar 1 029989 j i j is opgenomen in een verticaal verlopende sleuf (A-B), terwijl de tweede veer (10) diagonaal verloopt tussen de beide overige hoekpunten (22, 23) van de parallellogramconstructie. 1 029989