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Die Erfindung betrifft ein Kupplungsteil eines Tragarmsystems für den Anschluss eines Gehäuses oder eines Tragarmsystemteils an einem Tragarm. Das Kupplungsteil weist einen im Wesentlichen hohlzylinderförmigen, am Gehäuse oder am Tragarmsystemteil festgelegten Aufnahmeteil zur Aufnahme und Fixierung des Tragarms in Axialrichtung auf.
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Am Aufnahmeteil ist ein Anschlussadapter mit einer Kegel- oder Konusspannverbindung zur Fixierung des Tragarms in Axialrichtung ausgebildet. Mit einer derartigen Kegel- oder Konusspannverbindung sind am Tragarm keine zusätzlichen Befestigungsmaßnahmen notwendig. Der am Anschlussadapter fixierte Tragarm wird mit Hilfe der Kegel- oder Konusspannverbindung im Aufnahmeteil durch Verspannkräfte festgelegt, welche auf die Außenumfangsfläche des Tragarms einwirken und ein Herausziehen in Axialrichtung wirkungsvoll verhindern.
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Das Aufnahmeteil weist eine sich in Axialrichtung erstreckende Aufnahmebohrung auf in welche der Tragarm in Axialrichtung zumindest teilweise eingeführt werden kann. Zusätzlich ist am Tragarm ein hülsenförmiges Klemmelement angeordnet, welches eine zentrale Durchgangsöffnung zur Durchführung des Tragarms aufweist.
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Das Klemmelement ist zur klemmenden Fixierung des Tragarms in Axialrichtung zumindest teilweise in den Raumbereich zwischen der äußeren Umfangsfläche des Tragarms und der inneren Zylinderfläche der Aufnahmebohrung eingeführt und bewirkt dort eine klemmende Verspannung nach Art einer Kegel- oder Konusspannverbindung.
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Ein weiteres Kupplungsteil für den Anschluss eines Tragarms bzw. eines Tragarmsystems ist beispielsweise aus der
DE 41 19 508 C2 bekannt. Bei diesem Kupplungsteil ist der Tragarm mittels einer Schraubverbindung an einem Aufnahmeteil angebracht. Das Aufnahmeteil ist wiederum mit einer Drehkupplung verbunden, die ein Verschwenken des Steuergerät-Gehäuses um eine vertikale Schwenkachse relativ zum Gehäuse ermöglicht.
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Beispielsweise aus der
DE 38 05 422 C1 ist ein Tragarmsystem bekannt, welches aus Tragarmsystemteilen aufgebaut ist, die Tragarme, Zwischengelenke, Winkelstücke, Wandanbauteile oder Gehäusekupplungen eines Tragarmsystems umfassen.
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Bei derartigen Kupplungsteilen besteht der Nachteil, dass der zu verbindende Tragarm und das Aufnahmeteil zum einen mit geeigneten, korrespondierenden Verbindungsbohrungen und Gewindebohrungen für die Schraubverbindung versehen sein muss, und zum anderen eine derartige Schraubverbindung keine hohe Stabilität insbesondere bei auftretenden Querkräften bietet.
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Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Kupplungsteil eines Tragarmsystems anzugeben, die bei guter Stabilität einfach zu handhaben ist.
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Diese Aufgabe der Erfindung wird durch ein Kupplungsteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gellst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Gegenstands sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Um das hülsenförmige Klemmelement sicher in der Aufnahmebohrung zu verspannen, weist das Klemmelement erfindungsgemäß einen sich parallel zur Stirnseite des Aufnahmeteils erstreckenden, umlaufenden kragenförmigen Ansatz auf. An diesem Ansatz ist eine Mehrzahl von sich in Axialrichtung erstreckenden Durchgangsbohrungen angebracht. In jede dieser Durchgangsbohrungen lässt sich jeweils eine Zylinderschraube einführen, welche sich wiederum in eine korrespondierende, an der Stirnseite im Aufnahmeteil angebrachte Gewindebohrung einschrauben lässt.
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Diese Schraubverbindung bewirkt, dass das Klemmelement in Axialrichtung am Aufnahmeteil festgelegt wird, wodurch auch die Verspannkräfte eingestellt werden. Je höher die durch die Schraubverbindung in Axialrichtung wirkenden Kräfte eingestellt werden, desto größer ist auch die Verspannwirkung des Klemmelements in der Aufnahmebohrung.
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In vorteilhafter Weise kann das hülsenförmige Klemmelement an seiner äußeren Umfangsfläche einen Außenkonus und die Aufnahmebohrung an der inneren Zylinderfläche einen Innenkonus aufweisen. Dabei lässt sich der Außenkonus des Klemmelements mit dem Innenkonus der Aufnahmebohrung in Axialrichtung in Wirkverbindung bringen, wenn das Klemmelement in den Raumbereich zwischen der äußeren Umfangsfläche des Tragarms und der inneren Zylinderfläche der Aufnahmebohrung eingeführt wird.
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Der Außenkonus am Klemmelement kann dadurch ausgebildet sein, dass das Klemmelement in Richtung der Aufnahmebohrung einen sich verjüngenden Außendurchmesser aufweist. Demgegenüber kann der Innenkonus an der Aufnahmebohrung dadurch ausgebildet sein, dass die Aufnahmebohrung in Richtung des Klemmelements einen sich entsprechend vergrößernden Innendurchmesser aufweist.
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Um eine besonders gute Verspannwirkung zu erreichen, kann das hülsenförmige Klemmelement zumindest einen sich in Axialrichtung erstreckenden Längsschlitz aufweisen, so dass das Klemmelement umfangsmäßig bei Krafteinwirkung gestaucht und gegen die äußere Umfangsfläche des Tragarms gepresst wird.
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Selbst wenn die in die Durchgangsbohrungen am umlaufenden kragenförmigen Ansatz eingeführten Zylinderschrauben aus den Gewindebohrungen an der Stirnseite im Aufnahmeteil herausgeschraubt sind, kann es aufgrund der Selbsthemmung dazu kommen, dass sich das Klemmelement nicht einfach aus der Klemmposition herausbewegen lässt. Um das hülsenförmige Klemmelement jedoch wieder aus seiner verspannten Position in der Aufnahmebohrung zu lösen, kann am umlaufenden kragenförmigen Ansatz eine Mehrzahl von sich in Axialrichtung erstreckenden, durchgehenden Gewindebohrungen angebracht sein. In diese Gewindebohrungen lässt sich jeweils eine Zylinderschraube einschrauben, die sich bei der Schraubbewegung an der Stirnseite des Aufnahmeteils abstützt. Durch Einschrauben der Zylinderschrauben wird der umlaufende kragenförmige Ansatz von der Stirnseite des Aufnahmeteils abgehoben, wodurch das Klemmelement sich in Axialbewegung aus der Aufnahmebohrung herausbewegt und die Verspannposition verlässt. Das Klemmelement kann dann leicht abgehoben werden.
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Damit der Tragarm um eine in Axialrichtung verlaufende Drehachse verdreht werden kann, kann an dem dem Gehäuse oder dem Tragarmsystemteil zugewandten Randbereich des Aufnahmeteils ein Drehgelenk angeordnet sein. Das Drehgelenk legt das Aufnahmeteil in Axialrichtung am Gehäuse oder am Tragarmsystemteil fest und ermöglicht eine Drehung des Aufnahmeteils um eine sich in Axialrichtung erstreckende Drehachse. Da der Tragarm fest in Aufnahmeteil gehalten ist, kann auch der Tragarm diese Drehbewegung ausführen.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 in schematischer Ansicht und im Längsschnitt entlang der Mittelsenkrechten ein erfindungsgemäßes Kupplungsteil, welches an ein Steuergerät-Gehäuse angebracht ist und einen Tragarm aufnimmt;
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2 in schematischer und perspektivischer Ansicht das in der 1 dargestellte Kupplungsteil; und
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3 in schematischer und perspektivischer Ansicht das in den 1 und 2 dargestellte Kupplungsteil, wobei kein Tragarm aufgenommen ist.
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1 zeigt in schematischer und perspektivischer Ansicht ein erfindungsgemäßes Kupplungsteil, welches an ein Steuergerät-Gehäuse 10 angebracht ist und einen Tragarm 12 aufnimmt. 2 zeigt in schematischer und perspektivischer Ansicht das in der 1 dargestellte Kupplungsteil.
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Der gezeigte Tragarm 12 ist als hohles Rundprofil ausgebildet und bildet ein Teilstück eines Tragarmsystems bestehend aus weiteren (nicht dargestellten) Tragarmsystemteilen die durch geeignete Verbindungselemente miteinander verbunden sind. Die Tragarmsystemteile können dabei Wandanbauteile, Zwischengelenke, Winkelstücke oder Gehäusekupplungen eines Tragarmsystems sein. Das Steuergerät-Gehäuse 10 beinhaltet einen (nicht gezeigten) Touch-Screen der zur Eingabe von Bedienbefehlen zur Ansteuerung eines am anderen Ende der Tragarmanordnung befindlichen elektronischen Geräts dient. Zu diesem Zweck sind zwischen dem Touch-Screen und dem elektronischen Gerät elektronische Leitungen durch den hohlen Tragarm hindurchgeführt. Das elektronische Gerät kann in einem Schaltschrankgehäuse untergebracht sein, an welchem wiederum ein Kupplungsteil, wie es in 1 gezeigt ist, angebracht ist und die Tragarmanordnung hält.
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Sowohl das Steuergerät-Gehäuse 10 als auch das (nicht gezeigte) Schaltschrankgehäuse sind für die Anwendung in einem Hygienebereich konzipiert und hinsichtlich einer leichten Reinigung optimiert. Dies bedingt auch, dass diese Gehäuse möglichst keine Rillen und Kanten aufweisen, in welchem sich Verschmutzung ansammeln und niederschlagen kann.
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Das Kupplungsteil dient dem Anschluss des Steuergerät-Gehäuses 10 am Tragarm 12. Der Tragarm 12 ist in einem hohlzylinderförmigen, am Steuergerät-Gehäuse 10 festgelegten Aufnahmeteil 14 aufgenommen, wobei der Tragarm 12 in der durch den Pfeil A gekennzeichneten Axialrichtung fixiert ist. Das Aufnahmeteil 14 ist durch eine topfförmige Abdeckung 16 abgedeckt. An der Abdeckung 16 ist eine zentrale Durchgangsöffnung 18 angebracht, durch welche sich der Tragarm 12 hindurcherstreckt. Der in der Darstellung der 1 untere Randbereich 20 der topfförmigen Abdeckung 16 stützt sich gegenüber dem Aufnahmeteil 14 umlaufend ab.
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Zwischen der äußeren Umfangsfläche 22 des Tragarms 12 und dem Innenrandbereich 24 der in der Abdeckung 16 ausgeformten Durchgangsöffnung 18 ist ein als O-Ring ausgebildetes, umlaufendes Dichtelement 28 aus Kunststoff angeordnet. Der Innenrandbereich der in der Abdeckung 16 ausgeformten Durchgangsöffnung 18 weist eine umlaufende, kreisbogenförmige Aussparung bzw. Nut 36 auf, in welcher das Dichtelement 28 aufgenommen und gehalten wird. Zusätzlich ist das Dichtelement 28 gegenüber dem Aufnahmeteil 14 abgestützt. Zu diesem Zweck ist an der dem Aufnahmeteil 14 zugewandten Seite der Abdeckung 16 zur axialen Festlegung des umlaufenden Dichtelements 28 ein Abstandsstück 30 angeordnet ist. Das Abstandsstück 30 weist wiederum eine zentrale Durchgangsöffnung 32 auf, durch welche sich der Tragarm 12 hindurcherstreckt. Das Abstandsstück 30 ist gegenüber dem Aufnahmeteil 14 durch eine Mehrzahl von sich im Wesentlichen in Axialrichtung erstreckenden Abstandshaltern abgestützt, die in den 1 und 2 nicht dargestellt sind.
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Zwischen dem in der Darstellung der 1 unteren Randbereich 20 der Abdeckung 16 und dem Aufnahmeteil 14 ist ein umlaufendes, als O-Ring ausgebildetes Dichtelement 38 aus Kunststoff angeordnet.
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An dem der Abdeckung 16 zugewandten oberen Randbereich 40 des Aufnahmeteils 14 ist eine umlaufende, stufenförmige Aussparung 42 oder ein Absatz ausgebildet, in welcher bzw. welchem der untere Randbereich 20 der Abdeckung 16 aufgenommen ist. An der umlaufenden, stufenförmigen Aussparung 42 im Aufnahmeteil 14 ist ein Außengewinde 43 und am inneren Randbereich 20 der Abdeckung 16 ein Innengewinde 45 ausgebildet, so dass die Abdeckung 16 auf das Aufnahmeteil 14 aufgeschraubt werden kann. Alternativ kann das Außengewinde 43 und das Innengewinde 45 auch ausgelassen sein und eine einfache Steckverbindung zwischen der Abdeckung 16 und dem Aufnahmeteil 14 anstelle der Schraubverbindung realisiert sein.
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Das Dichtelement 38 ist zwischen dem Randbereich 20 der Abdeckung 16 und der umlaufenden, stufenförmigen Aussparung 42 angeordnet.
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Am Innenrandbereich 44 der Abdeckung 16 ist ebenfalls eine umlaufende, stufenförmige Aussparung 46 ausgebildet, an welcher sich der der Abdeckung 16 zugewandte Randbereich 40 des Aufnahmeteils 14 abstützt.
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An dem dem Gehäuse 10 zugewandten unteren Randbereich 48 des Aufnahmeteils 14 ist eine umlaufende, zurückgesetzt stufenförmige Aussparung 52 ausgebildet. In der umlaufenden Aussparung 52 ist ein umlaufender Dichtungsring 50 aus Kunststoff angeordnet, der sich gegenüber dem Gehäuse 10 abstützt.
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Am Aufnahmeteil 14 ist ein Anschlussadapter 54 mit einer Kegel- oder Konusspannverbindung zur Fixierung des Tragarms 12 in Axialrichtung ausgebildet.
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Das Aufnahmeteil 14 weist eine sich in Axialrichtung erstreckende Aufnahmebohrung 58 auf. In der Aufnahmebohrung 58 ist der Tragarm 12 in Axialrichtung eingeführt.
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Am Tragarm 12 ist ein hülsenförmiges Klemmelement 60 angeordnet, welches eine zentrale Durchgangsöffnung 62 aufweist, durch welche sich der Tragarm 12 hindurcherstreckt.
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Das hülsenförmige Klemmelement 60 weist einen sich in Richtung der Aufnahmebohrung 58 verjüngenden Außendurchmesser auf, so dass an der äußeren Umfangsfläche 68 des Klemmelements 60 ein Außenkonus 70 ausgebildet ist. Demgegenüber weist die Aufnahmebohrung 58 einen sich in Richtung des Klemmelements 60 entsprechend vergrößernden Innendurchmesser auf, so dass an der inneren Zylinderfläche 66 der Aufnahmebohrung 58 ein Innenkonus 72 ausgebildet ist. Der Außenkonus 70 des Klemmelements 60 lässt sich mit dem Innenkonus 72 der Aufnahmebohrung 58 in Axialrichtung in Wirkverbindung bringen, um den Tragarm 12 klemmend bzw. verspannend zu fixieren. Dabei wird das Klemmelement 60 in Axialrichtung zumindest teilweise in den Raumbereich 64 zwischen der äußeren Umfangsfläche 22 des Tragarms 12 und der inneren Zylinderfläche 66 der Aufnahmebohrung 58 eingeführt. Der Außenkonus 70 des Klemmelements 60 gleitet dabei am Innenkonus 72 der Aufnahmebohrung 58 in der Darstellung der 1 nach unten in den Raumbereich 64. Um das Klemmelement 60 nach unten zu bewegen, muss eine von oben gerichtete vertikale Kraft auf das Klemmelement 60 ausgeübt werden, die dazu dient, zum einen die zwischen dem Außenkonus 70 und dem Innenkonus 72 auftretende Reibungskraft zu überwinden und zum anderen durch Kraftumlenkung eine horizontale Kraftkomponente in Richtung auf die Umfangsfläche 22 des Tragarms 12 zu erzeugen. Diese horizontale Kraftkomponente dient dazu, das Klemmelement 60 zu verformen und einerseits gegen die Umfangsfläche 22 des Tragarms 12 und anderseits gegen die Innenfläche der Aufnahmebohrung 58 zu drücken. Hierdurch wird also eine Kegel- oder Konusspannverbindung zur Fixierung des Tragarms 12 in der Aufnahmebohrung 58 ausgebildet. Je flacher der Keilwinkel von Außenkonus 70 und Innenkonus 72 ausgebildet ist, desto geringer ist die vertikal aufzubringende Kraft.
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Damit sich das hülsenförmige Klemmelement 60 besonders einfach und definiert verformen lässt, weist das Klemmelement 60 einen sich in Axialrichtung erstreckenden Längsschlitz 74 auf, so dass das Klemmelement 60 durch Einwirkung der horizontalen Kraftkomponente umfangsmäßig gestaucht wird.
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Das hülsenförmige Klemmelement 60 weist an seinem in der Darstellung der 1 oberen, umlaufenden Randbereich einen sich parallel zur Stirnseite 76 des Aufnahmeteils 14 erstreckenden, umlaufenden kragenförmigen Ansatz 78 auf. An dem Ansatz 78 ist eine Mehrzahl von sich in Axialrichtung erstreckenden Durchgangsbohrungen angebracht, wobei in 1 nur die Durchgangsbohrung mit dem Bezugszeichen 80 dargestellt ist, die im Folgenden beispielhaft für alle Durchgangsbohrungen näher betrachtet wird. So lässt sich beispielhaft in die Durchgangsbohrung 80 eine Zylinderschraube 82 einführen. An der Stirnseite 76 im Aufnahmeteil 14 ist eine korrespondierende Gewindebohrung 84 angebracht, in welche die Zylinderschraube 82 eingeschraubt werden kann. Wenn nun sämtliche in die Gewindebohrungen eingeführte Zylinderschrauben in die korrespondierenden Gewindebohrungen eingeschraubt werden, wird eine vertikal von oben gerichtete Kraft auf das hülsenförmige Klemmelement 60 ausgeübt, welche wiederum durch die Zusammenwirkung von Außenkonus 70 und Innenkonus 72 in eine horizontale Kraftkomponente umgelenkt wird, die zur Verspannung des Klemmelement 60 führt.
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An dem dem Gehäuse 10 zugewandten, in der Darstellung der 1 unteren Randbereich 48 des Aufnahmeteils 14 ist ein Drehgelenk 56 angeordnet. Das Drehgelenk 56 legt das Aufnahmeteil 14 in Axialrichtung am Gehäuse 10 fest, ermöglicht jedoch eine begrenzte Drehung des Aufnahmeteils 14 und somit auch des Tragarms 12 um eine sich in Axialrichtung erstreckende Drehachse 57.
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Das Drehgelenk 56 weist einen in einer an der Unterseite des Aufnahmeteils 14 angebrachte Sackbohrung 87 aufgenommenen Drehring 86 auf. Die Sackbohrung 87 ist konzentrisch zur Aufnahmebohrung 58 angebracht und weist einen größeren Durchmesser als diese auf. Der Drehring 86 ist mittels einer Schraubverbindung 98 ortsfest und nicht drehbar an dem Gehäuse 10 angebracht.
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Der Drehring 86 weist an seinem oberen, in Richtung auf das Aufnahmeteil 14 gerichteten Randbereich einen umlaufenen Ansatz 89 auf, der nach oben in Richtung auf das Aufnahmeteil 14 durch einen oberen Lagerring 92 abgestützt ist. Nach unten stützt sich der umlaufene Ansatz 89 des Drehrings 86 gegen einen unteren Lagerring 94 ab, der wiederum durch einen Sicherungsring 90 in Position gehalten wird. Der Sicherungsring 90 ist in einer am Innenumfang der Sackbohrung 87 umlaufenden Ringnut 91 eingespannt und hält das Aufnahmeteil 14 drehbar am Drehring 86. Der untere Lagering 94 und der oberer Lagerring 92 bilden zusammen mit dem umlaufenden Ansatz 89 des Drehrings 86 ein Drehlager.
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Der Tragarm 12 ist hohlzylindrisch ausgebildet und kann beispielsweise (nicht gezeigte) elektrische Kabel führen. Diese können sich durch die Aufnahmebohrung 58 hindurch zum Drehgelenk 56 erstrecken, in welchem ebenso wie im Gehäuse 10 eine Durchgangsöffnung 100 zur Durchführung der Kabel in das Gehäuse 10 ausgebildet ist. Da bei übermäßiger Verdrehung des Aufnahmeteils 14 am Drehgelenk 56 eine Beschädigung der Kabel auftreten kann, ist das Drehgelenk 56 in seiner Verdrehbarkeit durch eine Drehwinkelbegrenzung begrenzt. Hierzu dient ein in eine (nicht gezeigte) Führungsnut am Drehgelenk 56 eingreifender, am dem Drehgelenk 56 zugewandten unteren Ende des Aufnahmeteils 14 angebrachter, sich axial erstreckender Zylinderstift 96.
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Der an dem dem Gehäuse 10 zugewandten unteren Randbereich 48 des Aufnahmeteils 14 in der umlaufenden, zurückgesetzt stufenförmigen Aussparung 52 umlaufende Dichtungsring 50 dichtet das Drehgelenk 56 gegenüber dem Gehäuse 10 ab. Dabei lässt sich das Aufnahmeteil 14 oder das Gehäuse 10 relativ zum Dichtelement 50 verdrehen.
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3 zeigt in schematischer und perspektivischer Ansicht das in den 1 und 2 dargestellte Kupplungsteil, wobei der Tragarm ausgelassen ist.
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Am umlaufenden kragenförmigen Ansatz 78 des Klemmelements 60 ist eine Mehrzahl von sich in Axialrichtung erstreckenden Gewindebohrungen 85 angebracht, von denen in der Darstellung der 3 nur die Gewindebohrung mit dem Bezugszeichen 85 dargestellt ist. Diese soll im Folgenden beispielhaft näher betrachtet werden. Links neben der Gewindebohrung 85 erkennt man (im Vergleich mit der 1) die durch die Durchgangsbohrung 80 im kragenförmigen Ansatz 78 des Klemmelements 60 in die Gewindebohrung 84 im Aufnahmeteil 14 eingeschraubte Zylinderschraube 82. Die Zylinderschraube 82 hält das hülsenförmige Klemmelement 60 in Verspannposition in der Aufnahmebohrung 58. Um das hülsenförmige Klemmelement 60 aus seiner verspannten Position in der Aufnahmebohrung 58 zu lösen, wird die Abdeckung 16 und das Abstandsstück 30 vom Aufnahmeteil 14 abgehoben und dann die in die Durchgangsbohrung 80 am umlaufenden kragenförmigen Ansatz 78 eingeführte Zylinderschraube 82 aus der Gewindebohrung 84 an der Stirnseite 76 im Aufnahmeteil 14 herausgeschraubt. Anschließend wird die Zylinderschraube 82 in die benachbarte Gewindebohrungen 85 eingeschraubt, wobei sich das untere Ende der Zylinderschraube 82 an der Stirnseite 76 des Aufnahmeteils 14 abstützt. Je tiefer die Zylinderschraube 82 in die Gewindebohrungen 85 eingeschraubt wird, desto weiter hebt sich das Klemmelement 60 aus der Aufnahmebohrung 58 heraus.
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Das Abstandsstück 30 ist gegenüber dem Aufnahmeteil 14 durch eine Mehrzahl von sich im Wesentlichen in Axialrichtung erstreckende Abstandshalter abgestützt, wobei in der Darstellung der 3 nur der Abstandshalter mit dem Bezugszeichen 34 dargestellt ist. Der Abstandhalter 34 erstreckt sich vom unteren Randbereich des Abstandsstücks 30 durch die Gewindebohrung 85 im umlaufenden kragenförmigen Ansatz 78 des Klemmelements 60 hindurch bis zur Stirnseite 76 des Aufnahmeteils 14. Dabei ist der Abstandshalter 34 in die Gewindebohrung 85 nur eingesteckt, nicht eingeschraubt.
