CH309664A - Kräfteausgleichsvorrichtung. - Google Patents

Description

  



     Siemens-Reiniger-Werke Aktiengesellschaft,    Erlangen (Deutschland).



      Kräfteausgleichsvorrichtung.   



     Die Erfindung bezieht sich auf    eine Kräfteausgleichsvorrichtung, bei   weleher    an einem Lasthebel eine nach Richtung und Grosse konstante Kraft (Gewicht der Last) angreift.



  Bei   Geraten, zum Beispiel    bei   Rontgengerä-    ten, bei denen die Last, zum Beispiel eine Röntgenröhre, von Hand auf ein Objekt eingestellt werden soll, wird   bekanntlieh    das Gewicht der Last durch eine   Kräfteausgleichs-      orriehtung    so ausgegliehen, dass die Last   sehwerelos    bewegt werden kann. Der Aus  gleieh    des Gewichtes der Last bzw. der von dem Gewicht herrührenden Kraft, kann durch von Gegengewichten oder Ausgleiehsfedern gelieferte Gegenkräfte bewirkt werden.



   Die Erfindung betrifft nun eine Aus  gleichsvorrichtung,    bei weleher der Gewichts  ausgleich durch mindestens    eine   längenver-      änderliehe    Feder, beispielsweise   eine Schrau-    ben- oder Wendelfeder, erzielt wird.



     Brfindungsgemäss greift    die von der Feder   gelieferte Ausgleichskraft    an einem Punkt des Lasthebels mittels eines zwischen diesem Punkt und einem vom Hebeldrehpunkt entfernt   angeordneten Festpunkt sich erstrecken-    den   Eraftübertragungsorgane      an,    dessen eines Ende mit dem Lasthebel gekuppelt und dessen anderes Ende mit dem einen Ende der ausserhalb der Verbindungsstrecke zwischen Kraftangriffspunkt und Festpunkt   angeord-      neten    Feder verbunden ist.



   Die Gegenkraft ist jeweils proportional der   Federauszuglänge    und kann bei der erfin  dungsgemässen    Vorrichtung der Feder in jeder Lage des Lasthebels von einem Nullwert bis zu einem Höchstwert entsprechend der von der Last am Hebel ausgeübten Kraft wirksam werden.



   Durch den Angriffspunkt der Gegenkraft am Lasthebel und den Festpunkt der Vorrichtung ist die Richtung der Gegenkraft und damit auch der jeweilige Hebelarm der Gegenkraft, der sich aus dem senkrechten Abstand der Verbindungslinie dieser beiden Punkte vom Drehpunkt des Lasthebels ergibt, eindeutig bestimmt. Die Richtung der   Gegen-    kraft kann durch Einstellung eines der beiden Punkte, nämlich des Angriffspunktes der Ausgleichskraft am Lasthebel oder des Festpunktes der Vorrichtung, oder gegebenenfalls durch Einstellung der beiden Punkte,   festge-    legt werden. Zu diesem Zweck können die Punkte beispielsweise mit Hilfe von verstellbaren Gliedern, zum Beispiel Muffen, Schlitten oder dergleichen, verstellbar ausgebildet sein.



   Zur Beriieksichtigung verschiedener Belastungen an dem Traghebel können   Mittel vor-    gesehen sein zur Einregelung der Federspannung entsprechend der jeweiligen Belastung, deren Gewicht ausgeglichen werden soll.   (Te-    gebenenfalls können Anzeigevorrichtungen, zum Beispiel eine in Gewichtseinheiten ge  eichte Skala, vorgesehen    sein für die Einregelung der Ausgleiehsfeder. 



   Der Festpunkt der Vorrichtung kann ausserhalb des Lasthebels an einem gewünschten Punkt der Vorrichtung liegen, er kann indes auch in den Angriffspunkt der Ausgleichskraft am   Lasthebel verlegt sein In    diesem Fall ist das starre   Kraftübertragungs-    organ an einem ausserhalb des Lasthebels   be-      findlichen    Festpunkt der Vorrichtung angelenkt, während der Federträger mit dem An  griffspunkt    der Gegenkraft am Lasthebel gelenkig verbunden ist.



   Die Ausgleichsvorrichtung kann mit   be-    sonderem Vorteil bei   Röntgengeräten      Verwen-    dung finden, bei denen ein Geräteteil, zum Beispiel eine Strahlenquelle oder dergleichen, verstellbar angeordnet ist. Der betreffende Geräteteil kann dabei an einem   Star* odeur    an einer Patientenlagerstatt oder auch an einem   Deckenträger    verstellbar angeordnet sein.

   Bei Rontgengeräten mit um eine horizontale Achse   sehwenkbarer    Patientenlagerstatt kann die Ausgleichsvorrichtung derart ausgebildet sein, dass das Gewicht eines entlang der Lagerfläche versehiebbaren, insbesondere von der   Patientenlagerstatt      getra-    genen   Geräteteils    in jeder Schräglage der Patientenlagerstatt ausgeglichen ist.



   Weitere Einzelheiten sind nachstehend an Hand der in den Fig.   1    bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Vorrichtung näher erläutert.



   In Fig.   1    ist das grundsätzliehe Sehema der Ausgleichsvorrichtung veranschaulicht.



  Die Gegenkraft der   Druekfeder    1, die sich gegen den Federteller 2 an der Zugstange 3   ab-    stützt, wird mittels der im Punkt   A    an dem Lasthebel 4 angreifenden Zugstange auf den Lasthebel übertragen, an dessen freiem Ende die nach Grosse und Richtung konstante Kraft P einer Last, die ausgeglichen werden soll, angeordnet ist. Der zweite Federteller 5 für die Feder   1    ist in dem im Raum feststehenden Punkt B gelagert und mit einer Führung, zum Beispiel einer   3bluffe    6, die mit dem Federteller 5 aus einem Stüek bestehen kann, versehen.



   In Fig. 2 und 3 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, das einen Deekenfedergewiehtsausgleich   für die Aufhängung von Hilfsgerä-    ten bei medizinischen   Rontgenanlagen    an der Deeke veranschaulicht, wobei Einzelheiten der Vorrichtung teilweise im Sehnitt dargestellt sind. Gemäss dem an Hand der Fig.   1      be-    schriebenen Sehema sind in Fig.   2    und 3 die Punkte des   Wirkungsdreiecks wiederum mit    M, A und B bezeichnet.

   Das Hilfsgerät ist mittels der Stange   11    an dem um die Drehachse M drehbaren Hebel 12 aufgehängt, der seinerseits mittels eines Drehzapfens 7 in einem Wagen 8 gelagert ist, der mittels der Rollen 9, 9 an der an der Deeke befestigten   Laufsehiene    10 versehiebbar angeordnet ist.



  Die Druckfeder 13 stützt sieh einerseits gegen den Federteller   14    und anderseits gegen den im Punkt   a    drehbar gelagerten Federteller 15 ab, der gleichzeitig ein Führungsglied   16    für die im Punkt B angelenkte Stange   17    aufweist.



   Bei dem in Fig.   4      sehematiseh    dargestellten Ausführungsbeispiel sind an Stelle einer längeren Druckfeder zwei kürzere Federn 18, 10 vorgesehen, deren Kräfte mittels der Stange   20    auf den   Lasthebel 21 übertragen werden.    der im Drehpunkt   lI    gelagert ist,   während    die Stange   20    in Richtung der Punkte   B    und 1, das   hei#t    in Richtung der durch die Federn 18, 19 gelieferten   Gegenkraft verschieb-    bar ist. Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin, dass die kürzeren Federn keine Neigung zum Kippen zeigen, weshalb besondere Führungshülsen für die Stange unter   Uni-    ständen in Fortfall kommen können.

   Die gesamte Anordnung ist   gleiclizeitig      raumspa-    rend, besonders wenn die Federn, wie in Fig.   4      veransehaulieht    ist, als Doppelfedern ausgeführt sind.



   Eine weitere Entwicklung des in   Fig. 4    veranschaulichten Gedankens stellt das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 5 und 6 dar, bei dem die gesamte Federanordnung in einem dosenförmigen Gehäuse untergebracht ist. Tn Fig. 5 ist die Anordnung in Draufsicht mit nach Linie   V-V    der Fig. 6   geschnittenem Ge-    häuse, in Fig. 6 ein Sehnitt durch das Gerät nach Linie VI-VI der Fig. 5 dargestellt. In dem dosenförmigen Gehäuse   22    mit   aufge-    schraubtem   Deckel 23    ist die   Achse 24 des    ausserhalb des Gehäuses angeordneten Last  hebeis 25 gelagert.    Im Innern des Gehäuses sitzen auf der Achse 24 zwei Nocken 26, 26' mit Rollen (Kugellagern) 27, 27'.

   Die Achsen der beiden Rollen liegen mit der Achse des Lasthebels in einer Ebene. Vier weitere Rol  len 28, 26',    29,   29'sind    am Boden und Deckel des Gehäuses befestigt, und zwar derart, dass die Achsen dieser vier Rollen mit der Drehachse des Lasthebels in einer lotrechten Ebene liegen. Die sechs Rollen besitzen gleichen Abstand von der   Lasthebelachse.    Als Kraftüber  tragungsorgan    dient ein in dem Gehäuse   22    frei drehbar angeordneter zylindriseher   Kör-    per 30 zusammen mit in einem   quadratisehen    Ausschnitt 31 bewegbaren Platten 33, 33'. Die Ausgleichskraft wird von in dem Ausschnitt angeordneten Druckfedern 38 geliefert, von denen je vier auf jeder Seite vorgesehen sind.



  Die Federn stützen sich einerseits gegen den Körper 30 und anderseits gegen die Platten 33, 33'ab. Bei entspannten Federn, das heisst in der Nullage des'Schwenkhebels, besitzen lie   Platten 33,    33'einen gegenseitigen Abstand, der dem   Durehmesser    der Rollen ent  sprielit.    In der Nullage des Sehwenkhebels, das heisst bei entspannten Federn, liegen jeweils drei Rollen, nämlich die Rollen 27, 28, 29 bzw. 27', 28', 29',   gleiehachsig.    In der Lotieehtlage des Lasthebels stehen die beiden Platten 33, 33'lotreeht und die Federn sind vollkommen entspannt. Stellt beispielsweise, wie in Fig. 5 angenommen ist, die Senkrechtc BB'die Nullage dar, so liegen die beiden Platten parallel zu der Senkrechten BB'.



  Wird der Lasthebel beispielsweise im   Uhrzei-      gersinn, wie in Fig.    5 dargestellt ist, gedreht, so vergrössert sich der Abstand der beiden Platten, so dass die jeweils zwischen einer Platte und dem zylindrischen Körper angeordneten Federn gespannt werden, wobei die zwischen den   Rollen, lB    bzw. A'B'wirkende Kraft mit dem Abstand   AB = A'B'propor-    tional ansteigt. Damit sind die   Voraussetzun-    gen für einen exakten Kräfteausgleich erfüllt.



  Der zylindrische Körper 30 dreht sich bei Befätigung des Lasthebels zusammen mit den Federpaketen und den parallelen   Platten 24,      ? ' um    einen Winkel, der halb so gross ist wie der Winkel des Lasthebels. Ist beispielsweise der Lasthebel in dem in Fig. 5 dargestellten Fall aus der Lotrechtlage um   90     in   die Waag-      rechtlage    gedreht worden, so haben sich die Platten, da die Abstände   MB    und   MA'gleich    sind, um.   45     gedreht. Der Lasthebel kann aus der oben angegebenen Nullage sowohl im Uhrzeigersinn als auch entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn gedreht werden.

   Es ist indes zu beachten, dass bei einer Drehung des Lasthebels um   180     das Federsystem dazu neigt, über die dann wieder zur Deekung gebrachten Rollen zu kippen. Zur Vermeidung dieses instabilen Zustandes sind am Gehäuse Anschläge   34,      34'zur BegrenLUng    der Lasthebelbewegung vorgesehen.



   Bei diesem Gerät kann durch enge Pakkung der Federn, die gegebenenfalls Doppelfedern sein können, in einer verhältnismässig kleinen Dose erhebliche Federarbeit untergebracht werden. Das Gerät ist deshalb sehr leistungsfähig und lässt sich als vollkommen in sich geschlossene Baueinheit auf den ver  schiedensl ; en    Gebieten der Technik anwenden, und zwar überall dort, wo es sich darum handelt, eine gleichbleibende Kraft zu erzeugen bzw.   Gewichte-auszugleichen.    Es sei hier, lediglieh beispielsweise, auf die   Verwendungs-    möglichkeit bei   Haushaltgeräten    und dergleichen hingewiesen.



   Es kann erwünscht sein, die Last, deren Gewicht auszugleichen ist, statt an einem Schwenkhebel angreifen zu lassen, längs einer lotrechten Geraden zu bewegen bzw. den Lastangriffspunkt längs einer lotrechten Geraden zu führen. Diese Aufgabe kann in besonders vorteilhafter Weise durch Verdoppelung der Anordnung   gemma3    Fig.   1    gelöst werden. Ein Ausführungsbeispiel ist in Fig. 7 dargestellt.



  Bei dem in diesem Beispiel vorgesehenen Doppelhebelsystem ist der Hebel   35    bei 36 gelenkig gelagert, während der am Hebel 37 befindliche Lastangriffspunkt 38 sich in einer kulissenartig ausgebildeten   Geradfiihrung 39    bewegt. Die Kräfte der beiden Federn 40,   41,    die sich mit ihren Federtellern   42,    43 gelenkig in den Punkten A,   il'an    den Hebeln   35, 37    abstützen, wirken über die Stangen 44, 5 auf einen Doppelhebel   46,    an den die Stangen 44 bzw. 45 in den Punkten   B    bzw.   B'angelenkt    sind. Die Drehmomente der Federkräfte um den Drehpunkt M gleichen sich an dem Doppelhebel 46 aus, so dass dieser Hebel stets dieselbe räumliche Lage beibehält.

   Dadurch bleiben auch die Pmkte BB'stets in gleieher Lage zum Punkt   lI,    was eine wesentliehe Vor  aussetzlmg    für die exakte Funktion der   Kräfteausgleichsvorrichtung bildet. Es ist    indes nicht erforderlich,   da#,    wie in dem dargestellten Ausführungsbeispiel, die Anordnung symmetrisch ausgebildet ist. Die beiden Dreiecke. 4, B, M und A', B', M', die die Wir  kungsdreieeke    bilden, können beliebig gegeneinander verdreht werden, wie es die jeweiligen Bedürfnisse erforderlich machen.



   In Fig. 8 ist ein   Anwendnngsbeispiel    für das in Fig. 7 schematisch veranschaulichte, mit einer   Doppelhebelanordnung arbeitende Sy-    stem schaubildlich dargestellt. Das Doppelhebelsystem dient in diesem Fall dazu, das Gewicht eines   Röhrenwagens    47 an dem um  legbaren Tiseh 48    eines Röntgengerätes in jeder Lage des Tisches auszugleichen. Der Tisch ist in einem Lagerbock 49 um eine horizontale Achse 50 schwenkbar gelagert. Das Hebelsystem, das in der in Fig. 7   dargestell-    ten Form aufgebaut ist, ist an einem Bodenwagen 51 befestigt, der   auf Sehienen 52 in    Richtung der Längsaehse des Tisches 48 verschiebbar ist.

   Das Hebelsystem steht senkrecht zu den Schienen   52,    so dass sich der Lastangriffspunkt 53 in einer lotrechten Ebene bewegt. Die Geradführung des   Lastangriffs-    punktes wird durch die Führung des Rohrenwagens in den die Längsholme des Tisches bildenden   Führungsschienen    54, 55 bewirkt.



  Durch diese Anordnung wird der Tisch von dem Gewicht des Röhrenwagens, der Röhre und den im andern Fall für diese beiden Geräte erforderlichen   Gegengewichten    entlastet und kann deshalb wesentlich leichter gebaut werden. Ein besonderer Vorteil ergibt sich hierbei dadurch, dass durch den Fortfall der Gegengewichte für Röhre und Röhrenwagen der Arzt bei   Röntgenuntersuchungen    keine unnötigen Alassen beschleunigen und   abbrem-    sen muss.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Kräftea, usgleiehsvorrichtung mit einer an einem Hebel angeordneten Last, deren nach Grösse und Riehtung konstant wirkende Kraft durch die Gegenkraft mindestens einer längenveränderliehen Feder ausgleiehbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Feder gelieferte Ausgleichskraft an einem Punkt des Lasthebels mittels eines zwisehen diesem Punkt und einem vom Hebeldrehpunkt entfernt angeordneten Festpunkt sich erstreekenden Kraftübertragungsorgans angreift, dessen eines Ende mit dem Lasthebel gekuppelt und dessen anderes Ende mit dem einen Ende der ausserhalb der Verbindungsstreeke zwischen dem Kraftangriffspunkt und dem Festpunkt angeordneten Feder verbunden ist.

   UNTERANSPRÜCHE : 1. Vorriehtung nach Patentansprueh, dadurch gekennzeichnet, dass die als Druckfeder ausgebildete Feder auf einem schwenkbaren Federträger mit einem an dem Festpunkt der Vorrichtung gelenkig gelagerten und einem mit dem L bertragungsorgan ver- bundenen Federteller gelagert ist.

   2. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertra- gungsorgan aus einem stangenförmigen starren Glied besteht, das in einem um den Festpunkt schwenkbaren Führungsglied geführt ist.

   3. Vorrichtung naeh Unteransprueh 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsglied für das starre Kraftübertragungsorgan mit dem an dem Festpunkt der Vorrichtung angelenkten Federteller aus einem Stüek besteht.

   4. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der beiden die Riehtung der Gegenkraft be- stimmenden Punkte relativ zum Lasthebeldrehpunkt verstellbar ist.

   5. Vorrichtung naeh IDnteransprueh 4, da- dureh gekennzeichnet, dass Mittel zum selbst- tätigen Verstellen der die Richtung der Ge genkraft bestimmenden Punkte vorgesehen sind.

   6. Vorriehtung naeh Patentansprueh, da durch gekennzeichnet, dass Mittel zur Einju- stierung der die Gegenkraft liefernden Feder vorgesehen sind.

   7. Vorrichtung naeh Patentansprueh, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkpunkt für die Ausgleichsfeder mit dem Angriffspunkt der Gegenkraft am Lasthebel zusam- menfällt und das freie Ende des starren Kraftübertrag mgsorgans am Festpunkt der Vorrichtung angelenkt ist.

   8. Vorrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeiehnet, dass das Kraftübertra- gungsorgan einen rohrförmigen Teil aufweist und die Ausgleichsfeder in diesem Teil zusammendrüekbar angeordnet ist.

   9. Vorrichtung naeh Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichs- kraft von zwei jeweils mit dem Kraftübertra- gungsorgan gekuppelten Teilfedern geliefert wird, deren eine um den Festpunkt der Vorrichtung und deren andere um den Kraftangriffspunkt am Lasthebel sehwenkbar gelagert ist.

   10. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichs- federn als Doppelfedern ausgebildet sind.

   11. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Lasthebel zm- sammen mit der Ausgleichsfeder an einem um eine lotreehte Achse drehbeweglich ge- lagerten Träger angeordnet ist.

   12. Vorrichtung nach Unteranspruch 11, ladureh gekennzeichnet, dass der drehbeweglieh gelagerte Träger auf einem längs einer Deckenschiene verstellbaren Teil befestigt ist.

   13. Vorrichtung naeh Patentansprueh, da durch gekennzeichnet, dass das Kraftübertra gungsorgan als in einem zylindrischen Gehäuse frei drehbarer zylindrischer Korper ausgebildet ist und die Ausgleichsfedern aus gegensinnig wirkenden Federpaketen beste lien, die in einer zentralsymmetrischen Aus nehmung des itbertragungsorgans angeordnet sind, derart, dass sieh die Ausgleiehsfedern einerseits gegen das Übertragungsorgan und anderseits gegen am Gehäuse angeordnete Glieder abstützen.

   14. Vorrichtung nach Unteranspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Federpakete sich mittels Druckplatten gegen die am Gehäuse angeordneten Glieder abstützen.

   15. Vorrichtung nach Unteranspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der in der Längsachse des zylindrischen Gehäuses drehbar gelagerte Lasthebel auf einem ausserhalb des Gehäuses befindlichen'Teil der Lageraehse angeordnet und mittels eines auf einem innerhalb des Gehäuses befindlichen Teil der Drehachse gelagerten Nockens kraftschlüssig mit den Federpaketen in Wirkungsverbindung steht.

   16. Vorrichtung nach Unteranspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die am Gehäuse angeordneten Glieder als Rollen ausgebildet sind und diese als Festpunkte der Vorrieli- tung dienenden Rollen den gleichen Abstand von der Drehachse des Lasthebels besitzen wie die rollenförmig ausgebildeten Drueknocken des Lasthebels.

   17. Vorrichtung nach Unteranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem.

   Drucknocken des Lasthebels kraftschlüssig in Wirkverbindung stehenden, die Federteller bildenden Körper durch den Drucknocken des Lasthebels parallel zu sich selbst im Sinne der gleichmässigen Zusammendrüekung der Ausgleichsfedern verstellbar sind.

   18. Vorrichtung nach Unteranspruch 13, dadurch gekennzeiclmet, dass in der die Nulllage des Lasthebels bildenden Lotrechtlage die Achsen der als Rollen ausgebildeten, am Gehäuse angeordneten Glieder mit der Drehachse des Lasthebels in einer lotrechten Ebene liegen und die Ausgleichsfedern in dieser Lage entspannt sind.

   19. Vorrichtung naeh Unteranspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse Anschläge zur Begrenzung des Lasthebelausschlages angeordnet sind.

   20. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehpunkt des Lasthebels und der Festpunkt der Vor richtung auf einem um einen feststehenden Gelenkpunkt schwingbaren starren Glied be- festigt sind und für den Lasthebel eine nach Art einer Kulisse ausgebildete Führungsvor- riehtung vorgesehen ist.

   21. Vorrichtung nach Unteranspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Lasthebel und das schwingbare Glied in bezug auf den Lasthebeldrehpunkt symmetrisch ausgebildet sind und der Lastangriffspunkt in einer lotrechten Ebene längs einer kulissenartigen Geradführung bewegbar ist.

   22. Vorrichtung nach Unteranspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden in bezug auf den Lasthebeldrehpunkt symme iriseh angeordneten und gleieh hemessenen Ausgleichsfedern mittels je eines starren Über tragungsorgans an einem mit dem Hebeldrehpunkt gelenkig verbundenen starren Glied angelenkt sind.

   23. Vorrichtung nach Unteranspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der feststehende Gelenkpunkt auf einem längs Führungsbah- nen versehiebbaren Teil angeordnet ist.

   24. Vorrichtung nach Unteranspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Lastangriffs- punkt längs Führungsbahnen einer um eine horizontale Achse umlegbaren Patientenlager- statt eines Rontgengerätes bewegbar und die Ausgleichsvorriehtung auf einem in Längs- richtung der Lagerstatt verschiebbaren Teil angeordnet ist.