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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Kuppeln von zwei Bauteilen, die über einander zugekehrte, insbesondere ebene Flächen aneinander anliegen und relativ zueinander, aneinander anliegend verdrehoder verschiebbar sind, mit wenigstens einem im Querschnitt U-förmigen Kupplungskörper, der Leisten an den Bauteilen übergreift, und mit wenigstens einem Zahnrad, das an dem Kupplungskörper drehbar gelagert ist und das in Zahnungen in den Bauteilen eingreift.
Häufig stellt sich das Problem, zwei Bauteile, die über eine, beispielsweise ebene Fläche aneinander anliegen und zueinander verschiebbar sein sollen, so miteinander zu kuppeln, dass sich das Kupplungsmittel im Bereich dieser Flächen befindet und von aussen nicht lösbar ist. Solche Kupplungsvorrichtungen werden beispielsweise für aus relativ zueinander beweglichen Teilen von Geduldspielen, Puzzles u. dgl., aber auch auf anderen Gebieten der Technik benötigt.
Aus der FR-A-2 515 792 ist eine Anordnung der eingangs genannten Gattung bekannt. Bei der FR-A-2 515 792 sind die U-förmigen Kupplungsteile im Inneren von Hohlkörpern angeordnet und übergreifen nach innen weisende Rippen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Gattung anzugeben die technisch einfach aufgebaut ist und dennoch eine genaue Führung der miteinander gekuppelten Bauteile erlaubt.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäss dadurch, dass in den einander zugekehrten Flächen der Bauteile einseitig hinterschnittene Nuten vorgesehen sind, dass die Leiste an einem Rand der Öffnung jeder Nut vorgesehen ist, dass in der Nut gegenüber der Leiste versetzt eine zur Öffnung der Nut hin weisende Zahnung vorgesehen ist, und dass der wenigstens eine im Querschnitt U-förmiger Kupplungskörper in beide Nuten, die Leisten der Nuten übergreifend eingesetzt ist.
Dank der erfindungsgemässen Anordnung des U-förmigen Kupplungskörpers und des an diesem drehbar gelagerten Zahnrades ist gewährleistet, dass der Kuppiungskörper relativ zu den Bauteilen nicht "verrutschen" kann, da er sich nach dem Zurückbewegen der Bauteile in ihre ursprüngliche Stellung wieder dort befindet, wo er früher, d. h. vor Beginn einer Relativbewegung, war. Auf diese Weise wird beispielsweise verhindert, dass der Kupplungskörper nach mehrmaligem Hin- und Herbewegen der Bauteile zu dem einen oder anderen Ende der Nut, in die er eingreift, wandert, sodass dann eine genaue Führung nicht mehr möglich ist. Auch erlaubt es die erfindungsgemässe Anordnung mehrere Kupplungskörper einzusetzen, wobei der Abstand derselben voneinander in allen Fällen gleich gross bleibt.
Dies ist beispielsweise von besonderem Interesse, wenn die Nuten kreisbogenförmige oder kreisringförmige Nuten sind, und in letzterem Fall beispielsweise zwei einander diametral gegenüberliegende Kupplungskörper oder, wenn man eine erhöhte Sicherheit wünscht, mehr als zwei Kupplungskörper gleichmässig über den Kreis verteilt, eingesetzt werden.
Bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Anordnung gemäss der Erfindung und eines Anwendungsbeispieles. Es zeigt Fig. 1 in Schrägansicht einen Körper mit der erfindungsgemässen Anordnung, Fig. 2 den Körper aus Fig. 1 ohne Kupplungskörper, Fig. 3 einen Schnitt durch den Körper von Fig. 1 im Bereich des Kupplungskörpers, wobei ein zweiter, mit dem Körper von Fig. 1 identischer Körper angesetzt ist, Fig. 4 schematisch und nicht massstäblich ein Beispiel für einen Körper, der aus mehreren Bauteilen zusammengesetzt ist, die mit der erfindungsgemässen Anordnung miteinander gekuppelt sind, Fig. 5 im Schnitt zwei Bauteile des Körpers von Fig. 4 (ohne Kupplungskörper), Fig. 6 teilweise in Ansicht einen weiteren Bauteil des Körpers von Fig. 4, Fig.
7 einen Kupplungskörper mit zwei Zahnrädern, wie er bei der Ausführungsform von Fig. 5 verwendet werden kann, in Seitenansicht, Fig. 8 den Kupplungskörper aus Fig. 7 in Stirnansicht und Fig. 9 einen aus mehreren Bauteilen zusammengesetzten, würfelförmigen Körper.
In einem Bauteil 1 mit einer ebenen Fläche 2 ist ausgehend von dieser ebenen Fläche 2 eine ringförmige Nut 3 vorgesehen.
Die Nut 3 besitzt den aus Fig. 3 ersichtlichen Querschnitt, nämlich einen einseitig hinterschnittenen Querschnitt. Durch die Hinterschneidung 6 der Nut 3 wird auf der einen Seite der Nut 3 eine Leiste 5 gebildet, die vom Nutengrund 7 durch die Hinterschneidung 6 getrennt ist. Der Leiste 5 gegenüberliegend ist an der nach aussen weisenden Begrenzungsfläche der Nut 3 eine im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 3 kreisringförmige Zahnung 8 vorgesehen.
Um zwei Bauteile 1 miteinander mit ihren Flächen 2 aneinander anliegend und gleitend verschiebbar zu kuppeln, wird ein Kupplungskörper 4 verwendet, der im Querschnitt im wesentlichen U-förmig ausgebildet ist. Der Kupplungskörper 4 besitzt einen Steg 10 und an den Enden desselben zwei Schenkel 11, die in die Hinterschneidungen 6 der Nuten 3 eingreifen, wobei der Steg 10 die ringsum laufenden Leisten 5 der Nuten 3 übergreift, sodass die beiden Bauteile 1 aneinander gehalten werden.
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Vom Steg 10 geht ein Zapfen 12 aus, der auf die den Schenkeln 11 gegenüberliegende Seite weist.
Über den Zapfen 12 ist ein Zahnrad 13 gesetzt und so an dem Kupplungskörper 4 drehbar gelagert. Die Zahnung des Zahnrades 13 kämmt mit der Zahnung 8 in beiden Nuten 3, sodass der Kupplungskörper 4 bei einer Relativbewegung - hier ein Verdrehen - der beiden, wie in Fig. 3 angedeutet, aneinander anliegenden und miteinander gekuppelten Bauteile 1 seine Lage nicht verändert.
Es versteht sich, dass in der Nut 3 auch mehrere Kupplungskörper 4 (beispielsweise zwei, drei und mehr) eingesetzt werden können, wenn wenn eine genauere Führung der beiden Bauteile 1 aneinander gewünscht wird.
Mit der beschriebenen Kupplung können auch mehrere Bauteile miteinander verbunden werden, wenn in jeder Begrenzungsfläche eine Nut entsprechend der Nut 3 vorgesehen ist und zwischen zwei aneinandergrenzenden Bauteilen jeweils wenigstens ein Kupplungskörper 4 in die Nuten 3 eingreifend angeordnet wird. Ein Beispiel für einen solchen Körper ist in Fig. 4 gezeigt. Dieser Körper besteht aus vier Bauteilen 20 und einem Bauteil 30, in denen kreisbogenförmige Nuten 3 vorgesehen sind, und hat insgesamt etwa die Form eines Tetraeders. Wie in Fig. 4 gezeigt, sind an den äussenliegenden Flächen der Bauteile 20 ebenfalls kreisbogenförmige Nuten 3 vorgesehen, sodass an dem aus den Bauteilen 20 und 30 zusammengesetzten Körper weitere Bauteile angekuppelt werden können.
Beispielsweise können acht der in Fig. 4 gezeigten Körper miteinander zu einem Oktaeder gekuppelt werden.
Auch zur Verbindung der Bauteile 20 und 30 miteinander sind Nuten 3 vorgesehen, die einseitig hinterschnitten sind. In die Nuten 3 werden Kupplungskörper 4 gemäss den Fig. 3 oder 7 und 8 eingesetzt, wobei im Ausführungsbeispiel der Fig. 7 und 8 an jedem Kupplungskörper 4 zwei Zahnräder 13 über Zapfen 12 verdrehbar gelagert sind.
Fig. 6 zeigt teilweise den Bauteil 30 mit den erfindungsgemässen Nuten 3, sodass mehrere andere Bauteile, wie die Bauteile 20, verschiebbar angekuppelt werden können, da die Nuten 3 in mehreren Begrenzungsflächen 2 des Bauteils 30 vorgesehen sind. So lässt sich beispielsweise unter Verwendung der Konstruktion gemäss den Fig. 5 und 6 sowie der Kupplungsteile gemäss den Fig. 7 und 8 der in Fig. 4 gezeigte Körper bilden, dessen Bauteile 20 und 30 gegeneinander verdrehbar sind.
Der in Fig. 9 gezeigte würfelförmige Körper 40 besteht aus acht würfelförmigen Bauteilen 41, die über die in die hier jeweils viertelkreisförmigen Nuten eingesetzte Kupplungskörper (in Fig. 9 nicht dargestellt) miteinander gekuppelt sind und gegeneinander verdreht werden können. Dabei können jeweils vier Bauteile 41 gegenüber den anderen vier Bauteilen 41, die an diesen in einer der Ebenen 42,43 oder 44 anliegen, frei gedreht werden. Dabei liegen die aus zweimal vier viertelkreisförmig gekrümmten Nuten zusammengesetzten, kreisförmigen Nuten 3a (in Fig. 9 mit einer gestrichelten Linie symbolisiert) im Bereich der Ebene 42, die Nuten 3b im Bereich der Ebene 43 und die Nuten 3c schliesslich im Bereich der Ebene 44.
Die Nut (en) in den Bauteilen muss (müssen) nicht wie in den gezeigten Ausführungsbeispielen kreisbogenförmig oder gekrümmt sein sondern es kann sich auch um eine gerade Nut bzw. Nuten handeln.
Zur Montage der erfindungsgemässen Kupplung, d. h. zum Einsetzen der Kupplungskörper 4 in die Nuten 3 können die miteinander zu kuppelnden Bauteile geteilt ausgebildet sein. Dabei bewährt sich eine Ausführungsform, bei der die Teilungsfläche 25 so wie in Fig. 3 angedeutet verläuft.
Die erfindungsgemässe Kupplungsanordnung kann nicht nur bei relativ zueinander verdreh- oder verschwenkbaren, sondern auch bei gerade (linear) verschiebbaren Bauteilen angewendet werden, in welchem Fall die Nuten 3 gerade ausgeführt sind.
Zusammenfassend kann die Erfindung beispielsweise wie folgt dargestellt werden :
Um zwei Bauteile 1, die aneinander anliegend relativ zueinander verschiebbar sind, miteinander zu kuppeln, sind in den einander zugekehrten Flächen 2 der Bauteile 1 einseitig hinterschnittene Nuten 3 vorgesehen. In die Nuten 3 ist wenigstens ein U-förmiger Kupplungskörper 4 so eingesetzt, dass dessen Schenkel 11 hinter die durch die Hinterschneidung 6 gebildeten Leisten 5 in den Nuten 3 greifen und so die Bauteile 1 aneinander hält. An jedem Kupplungskörper 4 ist drehbar ein Zahnrad 13 vorgesehen, das in die nach aussen weisende Zahnung 8 im Bereich jeder Nut 3 eingreift.
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The invention relates to an arrangement for coupling two components, which abut one another via mutually facing, in particular flat surfaces, and which are rotatable or displaceable relative to one another, adjacent to one another, with at least one coupling body with a U-shaped cross section, which engages over strips on the components, and with at least one gear which is rotatably mounted on the coupling body and which engages in teeth in the components.
The problem often arises of coupling two components which abut one another, for example on a flat surface, and which should be displaceable relative to one another, in such a way that the coupling means is located in the region of these surfaces and cannot be released from the outside. Such coupling devices are used, for example, for parts of jigsaws, puzzles and the like which are movable relative to one another. Like., But also needed in other areas of technology.
From FR-A-2 515 792 an arrangement of the type mentioned is known. In FR-A-2 515 792 the U-shaped coupling parts are arranged inside hollow bodies and overlap ribs pointing inwards.
The invention has for its object to provide an arrangement of the type mentioned that is technically simple and yet allows precise guidance of the components coupled together.
This object is achieved according to the invention in that grooves that are undercut on one side are provided in the mutually facing surfaces of the components, that the bar is provided at an edge of the opening of each groove, that a toothing pointing toward the opening of the groove is offset in the groove relative to the bar is provided, and that the at least one U-shaped coupling body in cross-section is inserted in both grooves, the strips of the grooves.
Thanks to the arrangement according to the invention of the U-shaped coupling body and the gear rotatably mounted on it, it is ensured that the coupling body cannot "slip" relative to the components, since after the components have been moved back into their original position, they are back where they were earlier, d. H. before the start of a relative movement. In this way, for example, the coupling body is prevented from migrating to one or the other end of the groove in which it engages after repeated movement of the components back and forth, so that precise guidance is then no longer possible. The arrangement according to the invention also makes it possible to use a plurality of coupling bodies, the distance from them remaining the same in all cases.
This is of particular interest, for example, if the grooves are circular-arc-shaped or annular grooves, and in the latter case, for example, two diametrically opposed coupling bodies or, if you want increased security, more than two coupling bodies distributed evenly over the circle.
Preferred embodiments of the device according to the invention are the subject of the dependent claims.
Further details and features of the invention result from the following description of exemplary embodiments of the arrangement according to the invention and an application example. 1 shows an oblique view of a body with the arrangement according to the invention, FIG. 2 shows the body from FIG. 1 without a coupling body, FIG. 3 shows a section through the body from FIG. 1 in the region of the coupling body, a second one with the body 1 identical body is set, FIG. 4 schematically and not to scale an example of a body which is composed of several components which are coupled to one another with the arrangement according to the invention, FIG. 5 shows on average two components of the body from FIG. 4 (without coupling body), FIG. 6, partly in view, a further component of the body from FIG. 4, FIG.
7 shows a coupling body with two gearwheels, as can be used in the embodiment of FIG. 5, in a side view, FIG. 8 shows the coupling body from FIG. 7 in a front view, and FIG. 9 shows a cube-shaped body composed of several components.
In a component 1 with a flat surface 2, an annular groove 3 is provided starting from this flat surface 2.
The groove 3 has the cross section shown in FIG. 3, namely a cross section undercut on one side. The undercut 6 of the groove 3 forms a strip 5 on one side of the groove 3, which is separated from the groove base 7 by the undercut 6. Opposite the strip 5, an annular toothing 8 in the exemplary embodiment of FIGS. 1 to 3 is provided on the outwardly facing boundary surface of the groove 3.
In order to couple two components 1 with their surfaces 2 abutting against one another and slidingly displaceably, a coupling body 4 is used which is essentially U-shaped in cross section. The coupling body 4 has a web 10 and at the ends thereof two legs 11 which engage in the undercuts 6 of the grooves 3, the web 10 engaging over the strips 5 of the grooves 3 running all around, so that the two components 1 are held together.
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A pin 12 extends from the web 10 and points to the side opposite the legs 11.
A gear 13 is placed over the pin 12 and is rotatably mounted on the coupling body 4. The toothing of the toothed wheel 13 meshes with the toothing 8 in both grooves 3, so that the coupling body 4 does not change its position during a relative movement - here a turning - of the two components 1 which are in contact with one another and are coupled to one another, as indicated in FIG. 3.
It goes without saying that a plurality of coupling bodies 4 (for example two, three and more) can also be used in the groove 3 if a more precise guidance of the two components 1 to one another is desired.
With the coupling described, a plurality of components can also be connected to one another if a groove corresponding to the groove 3 is provided in each boundary surface and at least one coupling body 4 is arranged to engage the grooves 3 between two adjoining components. An example of such a body is shown in FIG. 4. This body consists of four components 20 and one component 30, in which circular-arc-shaped grooves 3 are provided, and overall has approximately the shape of a tetrahedron. As shown in FIG. 4, circular-arc-shaped grooves 3 are also provided on the outer surfaces of the components 20, so that further components can be coupled to the body composed of the components 20 and 30.
For example, eight of the bodies shown in FIG. 4 can be coupled together to form an octahedron.
Grooves 3, which are undercut on one side, are also provided for connecting the components 20 and 30 to one another. Coupling bodies 4 according to FIGS. 3 or 7 and 8 are inserted into the grooves 3, wherein in the exemplary embodiment of FIGS. 7 and 8 two gear wheels 13 are rotatably mounted on each coupling body 4 via pins 12.
6 partially shows the component 30 with the grooves 3 according to the invention, so that several other components, such as the components 20, can be slidably coupled, since the grooves 3 are provided in a plurality of boundary surfaces 2 of the component 30. For example, using the construction according to FIGS. 5 and 6 and the coupling parts according to FIGS. 7 and 8, the body shown in FIG. 4 can be formed, the components 20 and 30 of which can be rotated relative to one another.
The cube-shaped body 40 shown in FIG. 9 consists of eight cube-shaped components 41 which are coupled to one another via the coupling bodies (not shown in FIG. 9) inserted into the quarter-circle grooves here and can be rotated relative to one another. In this case, four components 41 can be freely rotated relative to the other four components 41 which bear against them in one of the planes 42, 43 or 44. In this case, the circular grooves 3a (symbolized by a broken line in FIG. 9) composed of two four quarter-circle curved grooves lie in the area of the plane 42, the grooves 3b in the area of the plane 43 and the grooves 3c finally in the region of the plane 44.
The groove (s) in the components do not have to be circular or curved as in the exemplary embodiments shown, but can also be a straight groove or grooves.
To assemble the coupling according to the invention, d. H. for inserting the coupling body 4 into the grooves 3, the components to be coupled together can be of divided design. An embodiment in which the dividing surface 25 runs as indicated in FIG. 3 has proven itself.
The coupling arrangement according to the invention can be used not only in the case of components which can be rotated or pivoted relative to one another, but also in the case of straight (linear) displaceable components, in which case the grooves 3 are straight.
In summary, the invention can be represented as follows, for example:
In order to couple two components 1, which can be moved against one another relative to one another, grooves 3 that are undercut on one side are provided in the mutually facing surfaces 2 of the components 1. At least one U-shaped coupling body 4 is inserted into the grooves 3 in such a way that its legs 11 engage behind the strips 5 formed by the undercut 6 in the grooves 3 and thus hold the components 1 together. A gearwheel 13 is rotatably provided on each coupling body 4 and engages in the outwardly facing toothing 8 in the region of each groove 3.
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