DE10103490A1 - Zahnstange - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zahnstange; DOLLAR A umfassend eine Mehrzahl von in Längsrichtung aneinandergereihten Gliedern; DOLLAR A - die Glieder sind derart aneinander angelenkt, daß die Zahnstange durch Umlenken um eine Krümmungsachse eine gekrümmte Gestalt annimmt; DOLLAR A - aneinander benachbarte Glieder weisen Bohrungen auf, die bei geradliniger bzw. bogenförmiger Erstreckung der Zahnstange miteinander fluchten; DOLLAR A - jeweils zwei ineinander benachbarten Gliedern ist ein Riegel zum Einführen in die beiden Bohrungen zugeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zahnstange, die aus Gliedern zusammengesetzt ist.

Eine solche Zahnstange ist beispielsweise aus DE 100 06 165 A bekanntgeworden. Dabei sind die einzelnen Glieder aneinander angelenkt, und zwar derart, daß die Zahnstange durch Umlenken um eine Krümmungsachse - ausgehend von ihrer geradlinigen Erstreckung - eine gekrümmte Gestalt annehmen kann. Die Zahnstange läßt sich gewissermaßen aufwickeln. Bei der bekannten Ausführungsform arbeitet die Zahnstange mit einem Ritzel zusammen. Die Zahnstange steht dabei fest. Das Ritzel kann an der Zahnstange entlangfahren und dabei eine Plattform anheben und absenken, beispielsweise einen Rollstuhl. Beim Anheben der Plattform wird die aufgewickelte Zahnstange abgewickelt und nimmt hierbei Glied um Glied eine zunehmend geradlinige Gestalt an.

Der große Vorteil des Prinzips der aufwickelbaren Zahnstange besteht darin, daß die Zahnstange durch das Aufwickeln wenig Raum einnimmt.

Ein gewisser Nachteil besteht bei den bekannten Ausführungsformen darin, daß die Zahnstange beim Aufwickeln durch eine äußere Führung geführt werden muß. Bei der genannten Ausführungsform dient hierzu ein Spiralgehäuse.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zahnstange der eingangs genannten Art, umfassend eine Mehrzahl von aneinander angelenkten Gliedern, derart zu gestalten, daß die äußere Führung für den ausgefahrenen (verriegelten) Teil der Zahnstange entfallen kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Absprüche gelöst.

Die wesentlichen Vorteile der Erfindung bestehen in folgendem:

• 1. Es wird eine Zahnstange geschaffen, die in ausgefahrenem Zustand völlig frei steht, steif ist, und und keinerlei Führungsbahn benötigt.
• 2. Die einzelnen Glieder der Zahnstange lassen sich automatisch verriegeln und entriegeln, beispielsweise mittels Kulissen, Rampen, aber auch selbsttätig, das heißt ohne irgendwelche Hilfsmittel.
• 3. Die Zahnstange läßt sich derart gestalten, daß die Krümmung nach allen Seiten quer zur Längsrichtung des geradlinigen Teiles der Zahnstange möglich ist, und daß die einzelnen Glieder in verschiedene Lagen zueinander verbracht werden können.
• 4. Der entriegelte Teil der Zahnstange kann umgelenkt und dorthin geführt werden, wo er nicht stört.
• 5. Es sind alle Verriegelungsarten für lineare und zirkulare Bewegungen möglich.

Erfindungsgemäße Zahnstangen können problemlos sehr viel teurere Hydraulikaggregate mit deren Hubzylindern ersetzen. Sie erreichen in ausgefahrenem Zustand ein vielfaches ihrer Grundbauhöhe.

Der große Vorteil des Prinzips der aufwickelbaren Zahnstange besteht darin, daß die Zahnstange durch das Aufwickeln wenig Raum einnimmt.

Ein gewisser Nachteil besteht bei den bekannten Ausführungsformen darin, daß die Zahnstange beim Aufwickeln durch eine äußere Führung geführt werden muß. Bei der genannten Ausführungsform dient hierzu ein Spiralgehäuse.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zahnstange der eingangs genannten Art, umfassend eine Mehrzahl von aneinander angelenkten Gliedern, derart zu gestalten, daß die äußere Führung für den ausgefahrenen (verriegelten) Teil der Zahnstange entfallen kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Damit ist es möglich, eine aus Gliedern aufgebaute Zahnstange einerseits zu einem Wickel aufzuwickeln, aber auch andererseits in eine geradlinige oder bogenförmige und dabei absolut steife Gestalt zu bringen. Die wesentlichen Merkmale hierzu sind Bohrungen in jeweils zwei einander benachbarten Gliedern. Die Bohrungen sind derart angeordnet, daß sie bei geradliniger oder bogenförmiger Erstreckung der Zahnstange miteinander fluchten und vorzugsweise auch denselben Querschnitt haben. Ferner ist jeweils einem Bohrungspaar ein Riegel zugeordnet, der durch das Bohrungspaar hindurchgeführt wird, um die beiden einander benachbarten Glieder völlig steif miteinander zu verbinden. Dabei ist unter der Ausdrucksweise "Bohrungen" jede Art von Durchbruch zu verstehen.

Gemäß einem ersten Gedanken der Erfindung können die Bohrungen in Längsrichtung der Zahnstange angeordnet werden, gemäß einem zweiten Gedanken in Querrichtung, und zwar parallel zur Krümmungsachse. Dabei können die Verriegelungsbohrungen in beliebigen Lagen zur Krümmungsachse verlaufen.

Der zweite Fall ist besonders interessant. Dabei wird der Riegel auf jener Seite in die betreffende Bohrung eingeführt, die der Verzahnung gegenüberliegt. Mittels der zweiten Bohrung läßt sich das Verriegeln automatisieren, und zwar durch eine erfindungsgemäße Einrichtung zum Einschieben der Riegel.

Erfindungsgemäße Zahnstangen lassen sich bei den folgenden Geräten bzw. technischen Sachgebieten anwenden: Hubgeräte-Badelifte- Rollstühle-Linearantriebe-Kfz-Technik-Baumaschinen-Flugtechnik- Fördertechnik-Kranbau-Transporttechnik.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im 4 einzelnen folgendes dargestellt:

Fig. 1 zeigt ein Glied einer Zahnstange in einer Seitenansicht.

Fig. 2 zeigt das Glied gemäß Fig. 1 in perspektivischer Darstellung.

Fig. 3 zeigt eine Zahnstange, die aus Gliedern gemäß der Fig. 1 und 2 zusammengesetzt ist, in einer Aufrißansicht.

Fig. 4 zeigt die Zahnstange gemäß Fig. 3 in einer Seitenansicht.

Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Gliedes einer Zahnstange in einer Seitenansicht.

Fig. 6 zeigt das Glied gemäß Fig. 5 in perspektivischer Darstellung.

Fig. 6a zeigt eine Zahnstange mit einem verriegelten und einem entriegelten Teil.

Fig. 6b zeigt in vergrößertem Maßstab einen Ausschnitt aus dem verriegelten Teil der Zahnstange gemäß Fig. 6a.

Fig. 6c zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus dem entriegelten Teil der Zahnstange gemäß Fig. 6a.

Fig. 6d zeigt eine Zahnstange mit einem vertikalen, oberen, verriegelten Teil und einem unteren, gradlinigen, unter 45 Grad geneigten entriegelten Teil.

Fig. 6e zeigt das Glied einer Zahnstange ähnlich dem Glied gemäß Fig. 1 oder dem Glied gemäß Fig. 5.

Fig. 6f zeigt den Gegenstand von Fig. 6e in perspektivischer Darstellung.

Fig. 7 zeigt eine Zahnstange, die aus Gliedern gemäß der Fig. 5 und 6 zusammengesetzt ist.

Fig. 8 zeigt das Glied einer Zahnstange gemäß einer dritten Ausführungsform in einer Seitenansicht.

Fig. 9 zeigt das Glied gemäß Fig. 8 in perspektivischer Darstellung.

Fig. 10 zeigt eine Zahnstange, die aus Gliedern gemäß der Fig. 8 und 9 zusammengesetzt ist, im Aufriß.

Fig. 10a zeigt die Zahnstange gemäß Fig. 10 in einer Draufsicht auf eine verzahnungsfreie Seitenfläche.

Fig. 11 zeigt die Zahnstange gemäß Fig. 10 in Draufsicht auf eine andere verzahnungsfreie Seitenfläche.

Fig. 11a zeigt die Zahnstange gemäß Fig. 10 in einem Schnitt A-A von Fig. 10a.

Fig. 12 zeigt das Glied einer Zahnstange gemäß einer vierten Ausführungsform in einer Seitenansicht.

Fig. 13 zeigt das Glied gemäß Fig. 12 in perspektivischer Darstellung.

Fig. 13a-13d zeigen das Glied gemäß der Fig. 12 und 13 in vergrößerten Darstellungen.

Fig. 14 zeigt eine Zahnstange, die aus Gliedern gemäß der Fig. 12 und 13 zusammengesetzt ist.

Fig. 15 zeigt die Zahnstange gemäß Fig. 14 in einer um 90° verdrehten Ansicht, teilweise geschnitten.

Fig. 15a zeigt den Gegenstand von Fig. 15 in vergrößerter Darstellung.

Fig. 15b zeigt den Gegenstand von Fig. 15a in einer um 90° verdrehten Ansicht.

Fig. 16 zeigt den Gegenstand von Fig. 15 in nicht geschnittenem Zustand.

Fig. 17 zeigt das Glied einer Zahnstange gemäß einer fünften Ausführungsform in einer Seitenansicht.

Fig. 18 zeigt das Glied gemäß Fig. 17 in einer um 90° verdrehten Ansicht.

Fig. 19 zeigt das Glied gemäß der Fig. 17 und 18 in einer ersten perspektivischen Ansicht.

Fig. 20 zeigt das Glied gemäß der Fig. 17 und 18 in einer zweiten perspektivischen Ansicht.

Fig. 21 zeigt eine Zahnstange, die aus Gliedern gemäß der Fig. 17 bis 20 zusammengesetzt ist.

Fig. 22 zeigt die Zahnstange gemäß Fig. 21 in einer um 90° gedrehten Ansicht.

Fig. 23 zeigt das Glied einer Zahnstange gemäß einer sechsten Ausführungsform in einer Seitenansicht.

Fig. 24 zeigt das Glied gemäß Fig. 23 in perspektivischer Ansicht.

Fig. 25 zeigt eine Zahnstange, die aus Gliedern gemäß der Fig. 23 und 24 zusammengesetzt ist, teilweise geschnitten.

Fig. 26 zeigt den Gegenstand von Fig. 25 in einer um 90° gedrehten Ansicht.

Die Fig. 27 und 28 zeigen jeweils einen Riegel zur Zahnstange gemäß der Fig. 25 und 26.

Die Fig. 29, 30 und 31 zeigten die Zahnstange gemäß der Fig. 25 und 26 in verschiedenen Darstellungen.

Fig. 32 zeigt ein Glied einer Zahnstange gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 33 zeigt das Glied gemäß Fig. 32 in perspektivischer Darstellung.

Fig. 34 zeigt eine Zahnstange, die aus Gliedern gemäß der Fig. 32 und 33 zusammengesetzt ist, in einer ersten Position.

Fig. 35 zeigt die Zahnstange gemäß Fig. 34 in einer zweiten Position.

Fig. 36 zeigt die Zahnstange gemäß der Fig. 34 und 35 in perspektivischer Darstellung, und zwar in der in Fig. 34 gezeigten Position.

Fig. 37 zeigt ein Glied einer Zahnstange gemäß einer achten Ausführungsform in einer ersten Ansicht.

Fig. 38 zeigt das Glied gemäß Fig. 37 in einer um 90° verdrehten Ansicht.

Die Fig. 39 und 40 zeigen das Glied gemäß der Fig. 37 und 38, jeweils in einer perspektivischen Darstellung.

Fig. 41 zeigt eine Zahnstange, die aus Gliedern gemäß der Fig. 37 bis 40 zusammengesetzt ist.

Fig. 42 zeigt einen Ausschnitt aus dem Gegenstand von Fig. 41 in perspektivischer Darstellung.

Fig. 43 zeigt die Zahnstange gemäß Fig. 41 in einer um 90° gedrehten Ansicht.

Fig. 44 zeigt einen Ausschnitt aus dem Gegenstand von Fig. 43.

Fig. 45 zeigt das Glied einer Zahnstange gemäß einer neunten Ausführungsform in einer ersten Ansicht.

Fig. 46 zeigt das Glied gemäß Fig. 45 in einer um 90° verdrehten Ansicht.

Fig. 47 zeigt das Glied gemäß Fig. 45 in perspektivischer Darstellung.

Fig. 47a zeigt zwei miteinander zusammenarbeitende Glieder gemäß der Fig. 45 bis 47 in vergrößerter, perspektivischer Darstellung in einer ersten, abgewinkelten Position.

Fig. 47b zeigt die beiden Glieder gemäß Fig. 47a in einer zweiten, miteinander fluchtenden Position.

Fig. 48 zeigt eine Zahnstange, die aus Gliedern gemäß der Fig. 45 bis 47 zusammengesetzt ist.

Fig. 49 zeigt das Glied einer Zahnstange gemäß einer zehnten Ausführungsform einer Zahnstange.

Fig. 50 zeigt das Glied gemäß Fig. 49 in perspektivischer Darstellung.

Fig. 51 zeigt das Glied gemäß Fig. 49 in vergrößerter Darstellung, wiederum in perspektivischer Ansicht.

Fig. 52 zeigt eine Zahnstange, die aus Gliedern gemäß der Fig. 49 bis 51 zusammengesetzt ist.

Fig. 53 zeigt die Zahnstange gemäß Fig. 52 in perspektivischer Darstellung.

Fig. 54 zeigt das Glied einer Zahnstange gemäß einer elften Ausführungsform in einer Aufrißansicht, und zwar bei nicht­ gespreiztem Riegel.

Fig. 55 zeigt das Glied gemäß Fig. 54 in einer um 90° verdrehten Ansicht.

Fig. 56 zeigt den Riegel gemäß Fig. 54 in einer Ansicht von oben.

Fig. 57 zeigt den Riegel gemäß Fig. 54 in gespreiztem Zustand.

Fig. 58 zeigt den Gegenstand von Fig. 57 in einer Ansicht von unten.

Fig. 59 zeigt den Gegenstand von Fig. 57 in gespreiztem Zustand des Riegels.

Fig. 60 zeigt eine Zahnstange, die aus Gliedern gemäß der Fig. 54 bis 59 zusammengesetzt ist, in perspektivischer Ansicht.

Fig. 61 zeigt den Gegenstand von Fig. 60, teilweise geschnitten.

Fig. 62 zeigt das Glied einer Zahnstange gemäß einer zwölften Ausführungsform einer Zahnstange.

Fig. 63 zeigt das Glied gemäß Fig. 62 in einem Längsschnitt bei gespreiztem Riegel.

Fig. 64 zeigt den Gegenstand gemäß Fig. 63 bei nichtgespreiztem Riegel.

Fig. 65 veranschaulicht eine Hubeinheit mit Zahnstangen gemäß der Erfindung in ausgefahrenem Zustand.

Fig. 66 zeigt den Gegenstand von Fig. 65 mit den Zahnstangen in eingefahrenem Zustand.

Fig. 67 zeigt eine weitere Hubeinheit mit Zahnstangen gemäß der Erfindung in ausgefahrenem Zustand.

Fig. 68 zeigt den Gegenstand von Fig. 67 in eingefahrenem Zustand.

Fig. 69 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Gliedes einer Zahnstange.

Fig. 70 zeigt das Glied gemäß Fig. 69, zusammengefügt mit einem benachbarten Glied.

Fig. 71 zeigt einen Zahnstangenabschnitt, der aus Gliedern gemäß Fig. 69 gebildet ist.

Fig. 72-76 sind Ansichten von Schnitten, gelegt durch die Darstellungen der Fig. 69 und 71.

Fig. 77 zeigt ein weiteres Glied gemäß der Erfindung in perspektivischer Darstellung.

Fig. 78 zeigt das Glied gemäß Fig. 77 in einer Seitenansicht.

Fig. 79 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt A aus Fig. 78.

Fig. 80 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt B aus Fig. 78.

Fig. 81 zeigt einen Riegel in Draufsicht auf eine Seitenfläche.

Fig. 82 gibt wiederum das zum Riegel passende Durchsteckventil wieder.

Fig. 83 zeigt den Riegel in perspektivischer Darstellung.

Fig. 84-86 zeigen Konfigurationen von Zahnstangen mit Gliedern gemäß Fig. 77.

Fig. 87-90 zeigen weitere Konfigurationen von Zahnstangen aus Gliedern gemäß Fig. 77.

Fig. 91 zeigt in vergrößerter Darstellung Glieder gemäß Fig. 77.

Fig. 93, 93, veranschaulichen Anwendungsbeispiele für eine 94 erfindungsgemäße Zahnstange.

Die Fig. 95-97 zeigen Glieder mit einem durchgehenden Kanal zur Aufnahme von Strängen.

Die Fig. 98-100 zeigen Glieder ähnlich jenen gemäß Fig. 95-97, jedoch in geringfügig abgewandelter Ausführungsform.

Das in Fig. 1 dargestellte Glied einer Zahnstange ist - in seinen groben Umrissen gesehen - im wesentlichen von rechteckiger Gestalt. Es weist an seiner einen Seite eine Verzahnung 1.1 auf.

An seinem einen Längsende ist es mit einem Steckteil 1.2 versehen, und an seinem gegenüberliegenden Längsende mit einer Aussparung 1.3. Steckteil 1.2 und Aussparung 1.3 sind derart bemessen, daß Steckteil 1.2 in die Aussparung 1.3 einfügbar ist.

Sowohl Steckteil 1.2 als auch Aussparung 1.3 weisen Bohrungen 1.4, 1.5, 1.6, 1.7 auf. Diese haben eine besondere Bedeutung, wie man aus Fig. 4 erkennt.

Die Bohrungen 1.4 und 1.6 dienen nämlich zur Bildung eines Gelenks. Es ist nämlich ein Gelenkstift 1.8 vorgesehen, der jeweils durch die Bohrung 1.4 des Steckteiles eines ersten Gliedes und gleichzeitig durch die Bohrung 1.6 der Aussparung eines benachbarten Gliedes hindurchführbar ist und auch ständig hindurchgeführt bleibt.

Die jeweils anderen Bohrungen - Bohrung 1.5 des Steckteiles 1.2 und Bohrung 1.7 der Aussparung 1.3 - dienen der Aufnahme eines Riegels 3. Diesen erkennt man besonders gut aus Fig. 3. Man sieht dort, daß bei den drei oberen Gliedern jeweils ein Riegel in die betreffende Bohrung 1.7 eingeführt, aber nicht durchgesteckt ist. Bei den beiden unteren Gliedern hingegen ist der Riegel 3 voll und ganz durch die Bohrungen hindurchgeführt, somit durch die Bohrung 1.7 der Aussparung 1.3, als auch durch die Bohrung 1.5 des Steckteiles 1.2. In völlig hindurchgeführtem Zustand des Riegels 3 sind somit zwei einander benachbarte Glieder 1, 1 der Zahnstange miteinander fest verbunden. Die miteinander verbundenen Glieder fluchten miteinander. Dieser Teil der Zahnstange verläuft nunmehr völlig geradlinig.

Da die einander benachbarten Flächen der einander anstoßenden Glieder 1,1 berührend aneinander anliegen, ist die Zahnstange jedenfalls auf diesem Abschnitt völlig steif. Sie hat keinerlei Freiheitsgrade.

Die Zahnstange läßt sich durch einen Vorschub in Richtung ihrer Längsachse bewegen. Der Vorschub besteht im vorliegenden Falle aus einem Ritzel 4. Dreht sich das Ritzel gemäß Fig. 4 im Zeigersinn, so wandert die Zahnstange nach oben. Dreht es sich im Gegenzeigersinn, so wandert sie nach unten.

Eine besondere Einrichtung 5 dient dem Verriegeln bzw. Entriegeln der Zahnstange im Zuge ihres Verfahrens in ihrer Längsrichtung. Die Einrichtung 5 weist Kanäle auf, die insbesondere den Kopf 3.1 eines jeden Riegels führen. Man erkennt insbesondere aus Fig. 3 den Einlaufabschnitt 5.1, den Gleitabschnitt 5.2 und den Auslaufabschnitt 5.3 des Führungskanals. Durch diese Kanäle wird der Riegel jeweils in die genannten Bohrungen 1.5, 1.7 eingeschoben, um einander benachbarte Glieder beim Abwärtsbewegen der Zahnstange miteinander zu verriegeln.

Die Einrichtung 5 dient aber ebenso zum Entriegeln beim Hochfahren der Zahnstange.

Wie man aus Fig. 4 erkennt, sind einander benachbarte Glieder 1, 1 der Zahnstange relativ zueinander verschwenkbar, und zwar jeweils um den Gelenkstift 1.8. Sie vermögen somit eine gekrümmte Bahn zu beschreiben, deren Krümmungsachse auf jener Seite liegt, die dem Ritzel 4 abgewandt ist.

Die Bohrungspaare 1.4, 1.b bzw. 1.6, 1.7 liegen bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 1 bis 4 bei vertikaler Zahnstange jeweils in ein und derselben horizontalen Ebene.

Bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 5 bis 7 ist dies nicht der Fall. Dabei sind nämlich die Bohrungen 1.7 für den Riegel 3 gegenüber den Bohrungen 1.6 für den Gelenkstift 1.8 versetzt. Die Bohrung 1.7 liegt auf einem höheren Niveau als die Bohrung 1.6.

Grundsätzlich kann die Bohrung 1.7 unter einem frei wählbaren Winkel zur Horizontalen sowie zur Bohrung 1.6 verlaufen. Dies ist in den Fig. 6a, 6b, 6c veranschaulicht. Hierdurch läßt sich ein bogenförmiger Abschnitt der Zahnstange mit gegenseitig verriegelten Gliedern schaffen.

Fig. 6b stellt - herausvergrößert - einen Ausschnitt aus dem oberen, bogenförmigen Abschnitt der Zahnstange gemäß Fig. 6a dar. Dabei fluchten die Bohrungen 1.5, 1.7 zweier aneinandergrenzender Bohrungen miteinander, so daß eine Verriegelung vorgenommen werden kann. Je nach Versatz der Bohrungen 1.6, 1.7 lassen sich beliebig große Radien der Zahnstange verwirklichen. Fig. 6c ist eine Herausvergrößerung des unteren Bereiches der Zahnstange gemäß 6a. Dabei findet kein Fluchten statt. Die betreffenden Bohrungen fluchten somit nicht.

Das Zahnstangenglied gemäß der Fig. 6e und 6f unterscheidet sich von jenem gemäß Fig. 5 bezüglich der Anordnungen der Bohrungen 1.4, 1.5, 1.6, 1.7. Alle diese Bohrungen fluchten miteinander.

Man beachte den Winkel von 15° zwischen der Verbindungslinie der beiden Bohrungen 1.6, 1.7 einerseits und einer Linie, die auf der Längsachse des dargestellten Gliedes senkrecht steht. Dieser Winkel kann auch anders sein - größer oder kleiner.

Bei den Ausführungsformen gemäß der Fig. 1 bis 7 verläuft die Krümmungsachse der Zahnstange in deren gekrümmtem Bereich parallel zu der Verzahnung und damit gleichzeitig zur Drehachse des Ritzels 4.

Anders ist es bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 8 bis 11. Hier verläuft die Krümmungsachse der Zahnstange in deren gekrümmtem Bereich senkrecht zu der Verzahnung 1.1, und damit senkrecht zur Drehachse des Ritzels 4.

Alle übrigen wesentlichen Merkmale sind gleich oder gleichartig der Ausführungsform gemäß der Fig. 1 bis 7.

Bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 12 bis 16 handelt es sich um eine Zahnstange, bei welcher die Verriegelungseinrichtung ein Federelement 3.1 umfaßt. Dieses ist Bestandteil des einzelnen Gliedes 1. Es weist eine Spitze 3.1.1 sowie einen Nocken 3.1.2 auf. Die Spitze 3.1.1 greift in das entsprechende Fenster 3.1.3 in der entsprechenden Seitenwand des Nachbargliedes ein, um die beiden Glieder fest miteinander fest zu verriegeln. Man beachte die Rastfläche 3.1.4 des Federelementes 3.1 und 3.1.5 des Fensters 3.1.3. Der Nocken 3.1.2 gleitet an der Rampe entlang und drückt dabei das federnde Teil zurück, damit es ein- beziehungsweise ausrastet. Dies geschieht dadurch, daß die Rastfläche des Federelementes 3.1 an der unteren Fläche des Steges anliegt. Das Federelement gleitet beim Einschwenken über die innere Fläche des Steges des Nachbargliedes und schnappt nach außen, sobald sich die benachbarten Glieder in der gewünschten Position zueinander befinden.

Auch hier ist eine geradlinige oder eine bogenförmige Bewegung der versteiften Zahnstange möglich.

Auch hier ist wiederum eine Gelenkverbindung vorhanden, umfassend einen Gelenkstift 1.8, der ständig im Eingriff ist, und mittels welchem einander benachbarte Glieder ständig aneinander hängen.

Eine Besonderheit gegenüber der Ausführungsform gemäß der Fig. 1 bis 7 besteht jedoch darin, daß sich die Verzahnung 1.1 des gekrümmten Bereiches der Zahnstange auf der Innenseite der Krümmung befindet, somit auf jener Seite, auf der sich auch das Ritzel 4 befindet. Es ist aber auch möglich, den Drehpunkt auf die entgegengesetzte Seite zu bringen, und den Steg mit der Rastfläche sowie das Federelement 3.1 auf die Verzahnungsseite. Desgleichen ist eine Ausführung bezüglich der Schwenkbarkeit und der Anordnung der Zähne möglich, so wie in den Fig. 10 und 11 gezeigt. Grundsätzlich ist ein Krümmen nach allen Seiten möglich.

Die Einrichtung 5 zum Verriegeln bzw. Entriegeln weist eine Entriegelungsrampe 5.4 sowie eine Verriegelungsrampe 5.5 auf. In Fig. 15a erkennt man den Gegenstand von Fig. 15 etwas genauer. Man beachte den Steg 3.6, der mit der Spitze 3.1.1 zusammenarbeitet.

Die Ausführungsform gemäß der Fig. 17 bis 22 folgt im wesentlichen dem vorausgegangenen Bauprinzip gemäß der Fig. 12 bis 16 mit einem spreizbaren Federelement 3.1. Diese ist jedoch symmetrisch aufgebaut und wirkt nach zwei Seiten. Demgemäß sind auch zwei Fenster 3.1.3 auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten des einzelnen Gliedes 1 vorgesehen. Außerdem bedarf es hier zweier Einrichtungen 5 zum Verriegeln bzw. Entriegeln - siehe Fig. 21. Auch hier sind alle Ausführungsformen bezüglich der Schwenkbarkeit und bezüglich des Einrastprinzips möglich, so wie in den Fig. 10 und 11 sowie 14 bis 16.

Bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 23 bis 31 sind den Gliedern 1 an einander gegenüberliegenden Seitenflächen Nuten 2 angeformt, die in Längsrichtung verlaufen. In diese Nuten werden entsprechende Stäbe 3.3 eingeschoben. Siehe hierzu die Einrichtungen 5, 5 gemäß der Fig. 25, 26, 29, 31.

Das in den Fig. 32 und 33 dargestellte Glied einer Zahnstange ist ähnlich jenem gemäß der Fig. 1 und 2 sowie jenem gemäß der Fig. 5 und 6. Die aus Gliedern gemäß Fig. 32 und 33 zusammengesetzte Zahnstange sieht man in den Fig. 34, 35 und 36.

Das Glied gemäß der Fig. 32 und 33 weist wiederum eine Aussparung 1.3 sowie ein Steckteil 1.2 auf.

In den Fig. 34, 35 und 36 erkennt man einen Riegel 3. Dieser ist als Doppelhebel ausgebildet, umfassend einen Hebelarm 3.4 und einen Hebelarm 3.5. Der Riegel ist mittels eines Lagerstiftes 1.10 an Glied 1 gelagert. Jedes Glied trägt außer dem Lagerstift 1.10 einen Haltestift 1.11. Wie man aus den Fig. 34 bis 36 erkennt, sind Haltestift 1.11 und Hebelarm 3.4 derart gestaltet und angeordnet, daß diese beiden Elemente verriegelnd miteinander zusammenarbeiten können. Dies ist dann der Fall, wenn die Glieder der Zahnstange bei deren Bewegung nach unten in den gradlinigen Abschnitt übergehen.

Auch hierbei ist wiederum eine Einrichtung 5 zum Verriegeln und Entriegeln vorgesehen. Siehe die Verriegelungsrampe 5.5 und die Entriegelungsrampe 5.4 der Verriegelungseinrichtung 5.

Die Darstellungen der Fig. 37 bis 44 beziehen sich auf ein und dieselbe Ausführungsform der Erfindung. Jedes Glied 1 ist mit einem Paar von Federelementen 3.1 versehen, die normalerweise am Grundkörper des Gliedes 1 anliegen, und die bei Aufbringen einer entsprechenden Kraft nach außen spreizbar sind. Die beiden Federelemente 3.1 arbeiten jeweils mit zwei Halteklauen 3.8 zusammen. Wie man aus Fig. 37 erkennt, ist die Anordnung der Federelemente 3.1 und der Halteklauen 3.8 in bezug auf die Längsachse des Gliedes 1 symmetrisch.

Auch hier ist wiederum eine Einrichtung 5 zum Verriegeln und Entriegeln vorgesehen. Die Einrichtung weist wiederum entsprechende Rampen 5.4, 5.5 auf. Die "Verriegelung" erfolgt hierbei durch die Federelemente 3.1 auf automatische Weise. Die eigentliche Verriegelung erfolgt durch entsprechendes Ausrichten der Glieder relativ zueinander. Dabei laufen die Anphasungen der Federelemente 3.1 über die Anphasungen der Halteklauen 3.8. Sind alle Anphasungen von 3.1 und 3.8 überwunden, so federt Anphasung 3.1 in die Ursprungslage zurück; die Rastflächen der Anphasungen 3.1 und 3.8 liegen aneinander an. Die einander benachbarten Glieder sind damit starr miteinander verbunden.

Das in den Fig. 45 bis 47 dargestellte Glied dient zum Bilden der in Fig. 48 gezeigten Zahnstange. Auch hierbei ist wiederum jedem Glied 1 ein Riegel 3 zugeordnet und dort mittels eines Lagerstiftes 1.10 gelagert. Ein Haltestift 1.11 greift sowohl durch ein Langloch 1.12 in Glied 1 hindurch, als auch durch ein Langloch 3.9 in Hebelarm 3.4 des Riegels 3. In verriegeltem Zustand liegt die Anlagefläche 10 an der Anlagefläche 20 an. Das Versteifen der einander benachbarten Glieder übernehmen die umlaufenden Anlageflächen 30 und 40. Riegel 3 übernimmt das Verriegeln und Entriegeln, wobei die Teile zusammengeschoben beziehungsweise auseinandergeschoben werden. Siehe Fig. 48. Wie man sieht, sind in den Fig. 47a und 47b zwei Glieder dargestellt, die einander benachbart sind. Dabei sind in beiden Fällen die Glieder entriegelt. Im Falle von Fig. 47b fluchten die beiden Gliedermiteinander. Zum Zwecke des Verriegelns müssen sie noch in axialer Richtung zusammengesteckt werden.

Die Fig. 49 bis 53 zeigen ein ähnlich gestaltetes Glied. Das Langloch 1.12 ist hierbei bumerangartig gestaltet. Im Steckteil 1.2 des Gliedes 1 ist eine kreiszylindrische Bohrung 1.4 sowie ein Langloch 1.5. Dabei ist jeweils ein Haltestift 1.11 vorgesehen, der sowohl durch das bumerangartige Langloch 1.12 als auch durch Langloch 1.5 hindurchgreift. Das Verriegeln erfolgt durch Verschwenken des Haltestiftes 1.11 mittels der Rampen 5 - siehe Fig. 10.

Auch hier ist wiederum eine Einrichtung 5 zum Verriegeln und Entriegeln vorgesehen.

Die Fig. 54 bis 61 betreffen eine weitere Ausführungsform. Dabei besteht der Steckteil 1.2 eines jeden Gliedes aus einem spreizbaren Federelement, das wiederum in eine entsprechende Aussparung 1.3 des benachbarten Elementes eingreift. Ein Riegel 3 ist im wesentlichen winkelförmig. Er umfaßt einen Funktionsteil 3.10, der in Achsrichtung der Zahnstange verläuft, und einen Betätigungsteil 3.11, der senkrecht hierzu angeordnet ist. Betätigungsteil 3.11 läßt sich durch eine hier nicht dargestellte Einrichtung zum Verriegeln und Entriegeln betätigen.

Wie man insbesondere aus Fig. 61 erkennt, weist das Steckteil an seinem unteren Ende eine Kugel 1.2.1 auf, die in eine entsprechende Kugelpfanne eingreift.

Aus Fig. 61 erkennt man insbesondere folgendes:
Die Kugel 1.2.1 weist einen Sicherungsstift 1.2.2 auf. Dieser dient dem Sichern des Gliedes gegen Verdrehen in der Hochachse. Dies sichert eine Kontinuität der Verzahnung über die Länge der Zahnstange hinweg.

Bei dem zweiten und dritten Glied in Fig. 61, von oben gesehen, befindet sich der Riegel 3 noch in seiner oberen Position. Bei den beiden unteren Gliedern befindet er sich in seiner unteren Position, in welcher der Steckteil 1.2 gespreizt ist, so daß eine Verriegelung zustande kommt.

Die hier dargestellte Ausführungsform hat den Vorteil, daß die Zahnstange in mehr als nur einer Ebene aufgeräumt werden kann, was bei beengten Einbauverhältnissen vorteilhaft sein kann.

Die Fig. 62 bis 64 zeigen eine Variante der vorausgegangenen Ausführungsform. Man erkennt dabei wiederum den Steckteil 1.2 mit der Kugel 1.2.1. Die Kugel 1.2.1 ist mit einem Stift 1.2.2 versehen, der als Verdrehsicherung dient.

Im oberen Bereich des Gliedes 1 sind zwei Kugelpfannen 1.1.3 und 1.1.4 vorgesehen. Die obere Kugelpfanne dient der sphärischen Lagerung des Steckteiles 1.2 des benachbarten Gliedes, und die untere Kugelpfanne 1.1.4 dient der Arretierung.

Das Langloch 1.1.2 dient zum Herausführen des Betätigungsteiles eines hier nicht dargestellten Riegels.

Die Aussparung 1.3 im oberen Bereich eines jeden Gliedes 1 ist derart gestaltet, daß eine Sicherung gegen Verdrehen um die Längsachse der Zahnstange erzielt wird.

Die in den Fig. 67 und 68 dargestellte Hubeinheit umfaßt zwei Zahnstangen, die parallel zueinander angeordnet sind. Wie man aus Fig. 67 erkennt, weisen die beiden Zahnstangen oberhalb der ihnen zugeordneten Ritzel einen gekrümmten Verlauf auf. Die rechts dargestellte Zahnstange ist um eine größere Länge ausgefahren, als die links dargestellte. Deswegen ist die Tischplatte geneigt angeordnet.

Die Fig. 69 bis 76 beziehen sich auf ein Glied, das ähnlich gestaltet ist, wie jenes gemäß der Fig. 49 bis 53.

Bei der Darstellung gemäß Fig. 70 sind die beiden hier teilweise dargestellten Glieder voneinander entriegelt. Das obere Glied ist weggeschwenkt.

In Fig. 71 sind die Glieder miteinander verriegelt.

In Fig. 72 ist der Riegel weggelassen. Fig. 73 zeigt den verriegelten Zustand. Fig. 74 zeigt den entriegelten Zustand.

Das in Fig. 77 gezeigte Glied 100 einer Zahnstange hat besonders gestaltete Durchbrüche 101 und 102 - siehe insbesondere die Fig. 79 und 80. Den Durchbrüchen entspricht ein Riegel 300, der ein besonderes Profil aufweist - siehe die Fig. 81 bis 83.

Aufgrund dieser Konfiguration lassen sich zwei einander benachbarte Glieder einer Zahnstange unter unterschiedlichen Winkelpositionen relativ zueinander verriegeln. Die dabei erzielte Abkröpfung läßt sich sehr fein gestuft auswählen. Die verschiedenen Möglichkeiten ergeben sich aus den Fig. 84 bis 91.

Eine wichtige Rolle spielen hierbei Tragflächen 105. Diese sind sphärisch gestaltet und können erhebliche Druckkräfte aufnehmen. Gleichzeitig dienen sie beim Verschwenken zweier einander benachbarter Glieder relativ zueinander als Lagerflächen.

Mit Gliedern gemäß Fig. 77 ist es möglich, aufeinanderfolgend verschiedene Bewegungen auszuführen, da diese Variante eine im Führungsauslauf beziehungsweise im Kulissenbereich bewegliche Bahnführung besitzt. Die bewegliche Bahnführung ist hier nicht dargestellt. Die Führung der unverriegelten Zahnsegmente ended hier, so daß der verriegelte Teil der Zahnstange völlig frei ist. Am vordersten Zahnsegment kann zum Beispiel ein Greifer montiert sein.

Dieses System ermöglicht eine äußerst kostengünstige Lösung für kleinere und mittlere Serienfertigung. Es ist ebenfalls sehr gut geeignet bei beengten Platzverhältnissen, bei welchen ein Roboter oder andere Handhabungssysteme meist zu teuer sind und zu viel Platz benötigen. Es kann sehr leicht in allen drei Achsen verfahren werden. Es läßt sich sehr schnell an bestimmte Arbeitssysteme ankoppeln und für andere Bewegungen umprogrammieren.

Fig. 92 veranschaulicht die Anwendung einer erfindungsgemäßen Zahnstange bei einem Hubwagen. Die Zahnstange stützt sich dabei mit ihrem unteren Ende auf dem fahrbaren Gestell ab, während sie mit ihrem oberen Ende an der oberen Platte angreift. Wird die obere Platte mit der Kurbel heruntergekurbelt, so wickelt sich die Zahnstange im gezeigten Spiralgehäuse auf.

Ähnlich ist der Stapler gemäß Fig. 93 gestaltet.

Bei Fig. 94 erkennt man wiederum die aufrollbare Zahnstange als Schiebeantrieb mit einem Hubwagen.

Die Fig. 95-100 zeigen eine interessante Variante.

Fig. 95 zeigt ein Glied 1 einer Zahnstange. Das Glied weist einen Kanal 400 auf, der zum Hindurchführen eines Stranges dient. Als Stränge kommen in Betracht: Stromkabel, Lichtleiterkabel, Schläuche für flüssige, gasförmige oder pulverförmige Medien, Seilzüge, Bowdenzüge, biegsame Wellen und anderes mehr. Auch ist es denkbar, zwei oder mehrere gleichartige oder verschiedenartige Stränge im Kanal 400 vorzusehen.

Wie man sieht, schließen sich die Kanäle 400 einander benachbarter Glieder 1 aneinander an.

Die Glieder 1 weisen jeweils einen Gelenkbolzen 401 sowie eine Aussparung 402 zur Aufnahme des Gelenkbolzens des Nachbargliedes auf. Wie man erkennt, läßt sich ein Gelenkbolzen 401 eines ersten Gliedes in die Aussparung 402 eines benachbarten Gliedes einschieben, und zwar in eine Schieberichtung praktisch senkrecht zur Längsrichtung des Kanals 400.

Die Glieder 1 können sämtliche Merkmale der vorausgehend beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, beispielsweise die Tragfläche 105. Sie haben in jedem Falle eine Verzahnung 1.1.

Bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 98-100 sind Gelenk und Kanal seitenvertauscht. Die Funktionen sind sonst gleich. Der Pfeil bei Fig. 100 veranschaulicht den durchgehenden Kanal, gebildet aus den Einzelkanälen 400 der einzelnen Glieder.

Claims (14)

1. Zahnstange;

• 1. 1.1 umfassend eine Mehrzahl von in Längsrichtung aneinandergereihten Gliedern;
• 2. 1.2 die Glieder sind derart aneinander angelenkt, daß die Zahnstange durch Umlenken um eine Krümmungsachse eine gekrümmte Gestalt annimmt;
• 3. 1.3 einander benachbarte Glieder weisen eine Einrichtung auf, mit der sich die Glieder miteinander verriegeln lassen.

2. Zahnstange nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• 1. 2.1 einander benachbarte Glieder weisen Bohrungen auf, die bei . geradliniger bzw. bogenförmiger Erstreckung der Zahnstange miteinander fluchten;
• 2. 2.2 jeweils zwei einander benachbarten Gliedern ist ein Riegel zugeordnet, der dann in die beiden Bohrungen einführbar ist, wenn diese miteinander fluchten.

3. Zahnstange nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen im wesentlichen in Längsrichtung der Zahnstange verlaufen.

4. Zahnstange nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• 1. 4.1 jedes Glied weist - in Längsrichtung der Zahnstange gesehen - an seinem einen Ende einen Steckteil und an seinem anderen Ende eine Aussparung auf;
• 2. 4.2 der Steckteil des einen Gliedes ist in die Aussparung eines benachbarten Gliedes einsteckbar;
• 3. 4.3 die Bohrungen verlaufen parallel zur Krümmungsachse durch Steckteil und Aussparung.

5. Zahnstange nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Riegel 3 derart gestaltet und angeordnet ist, daß er sich im wesentlichen innerhalb der äußeren Kontur des Gliedes befindet.

6. Zahnstange nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Riegel (3) mit dem Glied (1) einteilig ist und mit diesem federnd verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Riegel (3) an seinem freien Ende eine Spitze (3.1.1) aufweist, die nach Art eines Widerhakens ausgebildet ist, und die mit einem Steg (3.6) oder einem Absatz des benachbarten Gliedes zusammenarbeitet.

8. Zahnstange nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Riegel einen Nocken (3.1.2) aufweist, der über die Außenfläche des Gliedes (3) hinausragt.

9. Zahnstange nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugewandten Stirnflächen (105) eines jeden Gliedes (100) sphärisch gestaltet sind, so daß zwei einander benachbarte Stirnflächen (105, 105) zweier Glieder Lagerflächen miteinander bilden.

10. Zahnstange nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Glieder jeweils einen innenliegenden Kanal aufweisen, der dem Halten und/oder Führen von Strängen dient.

11. Zahnstange nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Strängen um Stromkabel, Lichtleiterkabel, Schläuche für fließfähige Medien, Seilzüge, Bowdenzüge, biegsame Wellen handelt.

12. Zahnstange nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß einander benachtbarte Glieder nach Art eines Bajonettverschlusses aneinander ankoppelbar sind.

13. Zahnstange nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankoppelung frei von Gelenkbolzen ist.

14. Vorrichtung zum Verriegeln oder Entriegeln einander benachbarter Glieder einer Zahnstange nach einem der Ansprüche 1 bis 9;

• 1. 14.1 die Vorrichtung ist auf jener Seitenfläche eines Gliedes (Einführfläche) plazierbar, von der aus der Riegel einzuschieben ist;
• 2. 14.2 die Vorrichtung und die Zahnstange sind relativ zueinander in Längsrichtung der Zahnstange verschiebbar;
• 3. 14.3 die Vorrichtung weist eine Führungsnut auf, deren lichte Weite derart bemessen ist, daß die Führungsnut den Riegel aufnehmen kann;
• 4. 14.4 die Führungsnut ist gegen die Einführfläche hin offen und erstreckt sich in Längsrichtung des Gliedes;
• 5. 14.5 der Abstand zwischen dem Nutgrund und der Einführfläche verringert sich in Verschieberichtung beim Verriegeln und vergrößert sich beim Entriegeln.