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I. Anwendungsgebiet
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Die
Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung zum Festklemmen eines Stammes,
insbesondere des Stammes eines Christbaumes. Schwenkbare Spannfinger
werden durch einen Bewegungsmechanismus, der im Wesentlichen aus
einem Spannfingerträger
und einem Aufnahmeelement besteht, nach dem Einsetzen des Stammes
in die Haltevorrichtung, klemmend an dem Stamm zum Anliegen gebracht und
zur Entnahme des Stammes von dem Stamm gelöst.
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II. Technischer Hintergrund
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Zum
Aufstellen von Christbäumen
sind als Ständer
bezeichnete Vorrichtungen bekannt, die aus einem gehäuse- oder
rahmenartigen Tragkörper
bestehen, der eine Aufnahmeöffnung
aufweist, in die der untere Bereich des Stammes des Christbaumes eingesteckt
werden kann. Da der Querschnitt der Stämme von Christbäumen unterschiedlich
ist und die Christbäume
mit ihrem Stamm in einer senkrechten Lage ausgerichtet werden müssen, ist
die Öffnung
des Tragkörpers
immer größer als
der maximale Querschnitt des Stammes ausgebildet. Es sind unterschiedliche
Vorrichtungen bekannt geworden, um den Stamm in dieser Aufnahmeöffnung festzuspannen.
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Aus
der
EP 0 871 388 B1 ist
ein Christbaumständer
bekannt, bei dem mittels einer Grundplatte und einem Verschlussring
Spannbacken an den Stamm eines Christbaumes geklemmt werden können. Vor
dem Festklemmen des Stammes werden die Spannbacken, die mittels
Federn radial nach innen vorgespannt sind, durch Verdrehung des
Verschlussringes in eine Öffnungsrichtung über Mitnehmer
radial nach außen
geschwenkt, wodurch die Aufnahmeöffnung
freiliegt. Nach Einsetzen des Stammes werden beim Lösen des
Verschlussringes die Spannbacken durch die Federn an den Stamm anliegend
in die Aufnahmeöffnung
geschwenkt. Durch Verdrehen des Verschlussringes in eine Verschlussrichtung,
die entgegengesetzt der Öffnungsbewegung
zeigt, können
mittels am Verschlussring angebrachter Sperrklinken die Spannbacken
festgeklemmt werden. Jede Spannbacke muss dafür mit einer eigenen Verzahnung
versehen werden, in die jeweils eine Sperrklinke eingreift. Bei
einer solchen Halterung wird als nachteilig angesehen, dass jede Spannbacke
mit einer eigenen Verzahnung ausgeführt werden muss, jeder Spannbacke
eine eigene Sperrklinke und ein eigener Mitnehmer an dem Verschlussring
ausgeführt
werden muss und für
einen Festklemmvorgang sämtliche
Spannbacken vor Beginn aus der Aufnahmeöffnung entgegen der Federvorspannung
ausgeschwenkt werden müssen.
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Die
WO 89/03004 A1 beschreibt
eine Halterung für
Christbäume
mit einem Verschlussmechanismus, der sich im wesentlichen aus zwei
fest verbundenen Verschlussringen, einem Haltering und mehreren
um eine Aufnahmeöffnung
verteilten Spannbacken zusammensetzt. Die Spannbacken sind relativ
zu den Verschlussringen schwenkbar gelagert und weisen eine langlochartige
Steuergleitführung
im Inneren der Spannbacke auf. In diese langlochartigen Steuergleitführungen
greifen jeweils am Haltering angebrachte Steuerstifte ein. Durch
Relativbewegungen zwischen den Verschlussringen und dem Haltering
verändert
sich jeweils der Abstand der Schwenkachsen der Spannbacken und der
zugehörigen
Steuerstifte, wodurch diese eine Schwenkbewegung der Spannbacken
erzeugen. Diese Schwenkbewegungen werden für den Festklemmvorgang des Stammes
genutzt. Bei einer solchen Halterung wird als nachteilig angesehen,
dass erheblicher Aufwand mit der Fertigung und Montage des Verschlussmechanismus
insbesondere der Spannbacken und des Halterings mit den Steuerstiften
verbunden ist.
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III. Darstellung der Erfindung
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a) Technische Aufgabe
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Das
der Erfindung zugrunde liegende Problem besteht darin, eine Haltevorrichtung
zum Festklemmen eines Stammes zu schaffen, bei welcher ein Stamm
zum einen mit ergonomischem Kraftaufwand ausreichend stark festgeklemmt
werden kann und zum anderen die Einzelteile, die Konstruktion und
die Montage einen vertretbaren Produktionsaufwand erfordern.
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b) Lösung
der Aufgabe
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Diese
Aufgabe wird durch eine Haltevorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch
1 gelöst. Weitere
Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
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Durch
eine derartige Haltevorrichtung werden mehrere Spannfinger durch
die Relativbewegungen eines Spannfingerträgers bezogen auf ein Aufnahmeelement
zur Aufnahme des Stammes bewegt. Das Aufnahmeelement ist insbesondere
rohr- oder hülsenförmig mit
vorzugsweise kreisförmiger
Querschnittsfläche
ausgebildet. Am Aufnahmeelement ist eine Aufnahmeöffnung ausgebildet,
durch welche hindurch insbesondere ein Stamm eines Christbaumes
in das Aufnahmeelement eingeführt
werden kann. Zudem sind an dem Aufnahmeelement Aussparungen vorgesehen,
welche von jeweils einem Spannfinger durchgriffen werden.
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Die
Ränder
bzw. Randflächen,
welche die Aussparung in der relativen Schwenkrichtung des Spannfingerträgers begrenzen,
fungieren für
die beiden äußeren Seitenflächen der
Spannfinger als Anlaufflächen.
Die beiden äußeren Seitenflächen der Spannfinger
fungieren ihrerseits als Gleitflächen,
die entlang der Anlaufflächen
gleiten können.
Diese Gleitflächen
befinden sich entlang des Teiles der Spannfinger, der sich zwischen
der Schwenkachse der Spannfinger und dem Ende der Spannfinger, welches
zum Anliegen an den Stamm gebracht wird, befindet.
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Jeder
Spannfinger weist eine in der Öffnungsstellung
im Wesentlichen radial außen
liegende bzw. im Wesentlichen nach außen weisende erste Gleitfläche auf,
die der ersten Anlauffläche
gegenüberliegt,
und eine in der Öffnungsstellung
im Wesentlichen radial innen liegende bzw. im Wesentlichen nach
innen weisende zweite Gleitfläche
auf, die der zweiten Anlauffläche
gegenüberliegt.
Die Spannfinger sind vorzugsweise an einem ihrer Enden an dem Spannfingerträger schwenkbar
befestigt und sind in ihrem Bewegungsraum derart frei, dass sie
sich in Radialrichtung derart aufeinander zu bewegen können, um
gängige
Stammdurchmesser festklemmen zu können. Der Spannfingerträger und
das Aufnahmeelement sind um eine vertikale Achse relativ zueinander
verschwenkbar. Relativverschwenkungen des Spannfingerträgers führen in
Umfangsrichtung zu einer Veränderung
des Abstandes zwischen den Schwenkachsen der Spannfinger und den
Anlaufflächen
der Aussparungen an bzw. in dem Aufnahmeelement.
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Dadurch
wird eine Gleitbewegung der Gleitflächen entlang der Anlaufflächen bewirkt,
wodurch die Spannfinger an dem Spannfingerträger um eine Vertikalachse verschwenkt
und radial nach innen beziehungsweise nach außen bewegt werden. Bei dem Schließvorgang
wird der Spannfingerträger
relativ zum Aufnahmeelement so weit in eine Schließrichtung
geschwenkt und dadurch werden die Spannfinger so weit radial nach
innen bewegt, bis der Stamm ausreichend festgeklemmt ist. Bei Relativbewegungen
des Spannfingerträgers
in Schließrichtung
gleiten die an den Spannfingern vorhandenen ersten Gleitflächen entlang
der ersten Anlaufflächen
an dem Aufnahmeelement, wodurch die Spannfinger radial nach innen
geschwenkt werden. Bei dem Öffnungsvorgang
wird der Spannfingerträger
so weit relativ zum Aufnahmeelement in eine Öffnungsrichtung, entgegen der
Schließrichtung,
geschwenkt, bis der Stamm von den Spannfingern freigegeben ist und entnommen
werden kann. Dabei gleiten die an den Spannfingern vorhandenen zweiten
Gleitflächen
an den zweiten Anlaufflächen
der Aussparungen.
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c) Ausführungsbeispiele
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Folgende
Ausführungsformen
gemäß der Erfindung
sind im Folgenden beispielhaft näher
beschrieben. Es zeigen:
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1:
eine Explosionsansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung;
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2 eine
Draufsicht auf die in 1 gezeigte Haltevorrichtung
mit in ihrer Öffnungsstellung befindlichen
Spannfingern;
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3a eine
Draufsicht auf die in 1 gezeigte Haltevorrichtung
mit in ihrer Schließstellung befindlichen
Spannfingern;
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3b eine
Detailansicht des Spannfingerträgers
und des Aufnahmeelementes im Schnitt;
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4 eine
Seitenansicht des Schwenkhebels zum Verschwenken des Spannfingerträgers mit Sicherungsmechanismus;
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5 eine
isometrische Ansicht der Haltevorrichtung mit Grundgestell in einer
alternativen Ausführungsform
der Aussparungen.
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In
den 1 bis 4 ist eine erste Ausführungsform
einer Haltevorrichtung 1 zum Festklemmen eines Stammes 1 insbesondere
eines Christbaumes gezeigt. Bei den in allen Figuren gezeigten Ausführungsformen
werden die relativen Schwenkbewegungen zwischen dem hier als Spannring 8 ausgebildeten
Spannfingerträger
und dem Aufnahmeelement 4 ausschließlich von dem sich relativ
zu der Raumumgebung bewegbaren Spannring 8 ausgeführt. Es
sind Ausführungen
denkbar, bei denen nur das Aufnahmeelement 4 oder in Kombination
das Aufnahmeelement 4 zusammen mit dem Spannring 8 die
Schwenkbewegungen relativ zu der Raumumgebung ausführt.
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Das
Aufnahmeelement 4 ist in 1 hülsen- oder
rohrförmig
mit kreisförmigem
Querschnitt dargestellt Das Aufnahmeelement 4 weist vorzugsweise drei
Aussparungen 5 auf, an dessen vertikalen Rändern sich
seitliche Anlaufflächen 6a und 6b befinden. In
dem gezeigten Ausführungsbeispiel
sind die Aussparungen 5 langlochartig ausgeführt. Alternativ
ist denkbar, die Aussparungen 5 nach oben offen zu gestalten,
so dass das obere Ende des Aufnahmeelementes 4 die Form
einer „Axialverzahnung" oder eines „Turmes
mit Zinnen" (siehe 5)
annimmt, wobei vorzugsweise das zwischen den Aussparungen 5 stehen
bleibende Material des Aufnahmeelementes 4 die „Zinnen" bildet. Unterhalb
der Aussparungen 5 befindet sich ein Radialvorsprung 7,
der als eine das Aufnahmeelement 4 umfassende Ringwulst
ausgeführt
ist. Der Radialvorsprung 7 kann in Umfangsrichtung durchgehend
verlaufen oder unterbrochen sein, so dass in letzterem Fall eine
Vielzahl von Radialvorsprüngen
entsteht.
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Der
Spannring 8 ist oberhalb des Aufnahmeelementes 4 gezeigt
und die kreisförmige
Innenöffnung
des Spannrings 8 hat einen Durchmesser, der einerseits
so groß ist,
dass der Spannring 8 auf das Aufnahmeelement 4 aufschoben
werden kann, andererseits kleiner als der Außendurchmesser der Ringwulst
ist, damit der Spannring 8 auf dieser aufliegt. Dadurch
ist der Spannring 8 mit dem Aufnahmeelement 4 schwenkbar
verbunden. Die Schwenkbewegungen des Spannrings 8 werden
durch Betätigungen
eines Schwenkhebels 10 ausgeführt, der seitlich an dem Spannring 8 angreift
und in Radialrichtung absteht. In dem Spannring 8 sind
vorzugsweise in gleichen Winkelabständen drei Bohrungen 9 angebracht,
die für
die Lagerung dreier Schraubbolzen 14 genutzt werden, welche
Schwenkachsen für
Spannfinger 11 bilden. Diese Schraubbolzen 14 greifen
in Achslöcher 13 der
Spannfinger 11 und lagern somit die Spannfinger 11 schwenkbar
an dem Spannring 8. Die Spannfinger 11 stellen
den Kontakt zwischen dem Stamm 2 und der Haltevorrichtung 1 her.
Dazu werden die Spannfinger 11 radial nach innen in die Aufnahmeöffnung 3 des
Aufnahmeelementes 4 geschwenkt, bis sie mit ihren von der
Schwenkachse abgewandten Enden an dem Stamm anliegen. An diesen
Enden der Spannfinger befinden sich Klemmflächen 23, die an dem
Stamm 2 anliegen.
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Die äußeren Seitenflächen der
Spannfinger 11 sind als erste und zweite Gleitflächen 12a und 12b ausgeführt. Die
ersten Gleitflächen 12a weisen
in der Öffnungsstellung
des Spannrings 8 im Wesentlichen radial nach außen, die
zweiten Gleitflächen 12b weisen
in der Öffnungsstellung
des Spannrings 8 im Wesentli chen radial nach innen (siehe 2).
Im montierten Zustand durchgreifen die Spannfinger 11 die in
dem Aufnahmeelement 4 ausgebildeten Aussparungen 5.
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Die
Verstell- bzw. Schwenkbewegungen der Spannfinger 11 zum
Festklemmen oder Lösen
des Stammes 2 werden durch Schwenkbewegungen des Spannrings 8 relativ
zu dem Aufnahmeelement 4 ausgelöst. Dadurch treten je nach
Bewegungsrichtung die Gleitflächen 12a oder 12b mit
den jeweils gegenüberliegenden
Anlaufflächen 6a oder 6b in Kontakt.
In einer Festklemmbewegung werden die Spannfinger 11 radial
nach innen geschwenkt, in einer Öffnungsbewegung
werden die Spannfinger 11 radial nach außen geschwenkt.
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In
der Festklemmbewegung wird in dem in 1 bis 4 dargestellten
Ausführungsbeispiel der
Spannring 8 gegenüber
dem Aufnahmeelement 4 gegen den Uhrzeigersinn verschwenkt.
Durch diese Bewegung verändern
sich in Umfangsrichtung gemessen die Abstände der in dem Spannring 8 gelagerten
Schraubbolzen 14 und somit der Schwenkachsen der Spannfinger 11 und
der an dem Aufnahmeelement 4 angebrachten Anlaufflächen 6a und 6b. Die
ersten Gleitflächen 12a der
Spannfinger 11, die in der Öffnungsstellung radial nach
außen
weisen, gleiten auf den zugehörigen
ersten Anlaufflächen 6a,
wodurch die Spannfinger 11 radial nach innen schwenken.
Dadurch werden die Klemmflächen 23 der Spannfinger 11 zu
dem Stamm 2 geführt
und so fest an den Stamm 2 angedrückt, bis dieser ausreichend festgeklemmt
ist.
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Zum
Lösen des
Stammes 2 aus der Haltevorrichtung 2 wird in der Öffnungsbewegung
der Spannring 8 gegenüber
dem Aufnahmeelement 4 im Uhrzeigersinn verschwenkt. Dadurch
verändern
sich die Abstände
zwischen den Schraubbolzen 14, die die Schwenkachsen der
Spannfinger 11 bilden, und den Anlaufflächen 6a und 6b.
Die zweiten Gleitflächen 12b,
die sich an den Spannfingern 11 befinden und in der Öffnungsstellung
radial nach innen weisen, gleiten auf den ihnen gegenüberliegenden
zweiten Anlaufflächen 6b,
wodurch die Spannfinger 11 radial nach außen schwenken.
Dadurch werden die an den Spannfingern 11 liegenden Klemmflächen 23 von
dem Stamm 2 gelöst
und die Spannfinger 11 radial nach außen in die Öffnungsstellung bewegt.
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In 2 bzw. 3a ist
die Haltevorrichtung 1 in ihrer Öffnungs- beziehungsweise in
ihrer Schließstellung
dargestellt. In der in 2 dargestellten Öffnungsstellung
sind die Spannfinger 11 in ihre radial äußerste Lage geschwenkt. Vorzugsweise befindet
sich das der Achse der Spannfinger 11 abgewandte Ende der
Gleitflächen 12a innerhalb
eines gedachten Kreises 27, der durch die radial inneren Enden
aller ersten Anlaufflächen 6a gelegt
wird und der den Eingriffsbereich der ersten Anlaufflächen 6a beschreibt.
Dadurch wird verhindert, dass im nächsten Festklemmvorgang die
Spannfinger 11 so weit nach außen geschwenkt sind, dass die
Gleitflächen 12a der
Spannfinger 11 sich außerhalb
des Eingriffsbereiches der Anlaufflächen 6a befinden.
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In
der in 3a dargestellten Schließstellung
sind die Spannfinger 11 so weit in die Aufnahmeöffnung 3 eingeschwenkt,
bis der Stamm 2 ausreichend festgeklemmt ist. Die Gleitflächen 12a liegen an
den Anlaufflächen 6a an
und fixieren somit die Position der Spannfinger 11, so
dass Rückstellbewegungen
dieser in ihre Öffnungsstellung
verhindert werden.
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3b zeigt
eine Detailansicht einer Ausführungsform
des Spannrings 8 im Schnitt. Vorzugsweise ist der Spannring 8 im
Querschnitt U-förmig ausgeführt. Dabei
zeigt die Öffnung
des U-förmigen Profils
radial nach innen. Die Bohrungen 9 laufen durch die beiden
parallelen Schenkel 28a und 28b des U-Profils.
In diesen Bohrungen 9 sind die Schraubbolzen 14 gelagert,
die durch die zweiseitige Aufnahme in den Bohrungen 9 an
ihren beiden Enden gelagert werden können. Radial innen mit Spiel an
den Spannring 8 angrenzend befindet sich das Aufnahmeelement 4.
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Bei
der gezeigten Ausführungsform
ist der Spannring 8 folgendermaßen gelagert. Für die vertikale
Lagerung liegt der Spannring 8 mit seinem unteren Schenkel 28b auf
dem Radialvorsprung 7 auf. Zusätzlich wird der Spannring 8 durch
die an ihm schwenkbar gelagerten Spannfinger 11, die durch
die nach oben begrenzten Aussparungen 5 greifen, niedergehalten.
Die horizontale Lagerung des Spannrings 8 bewirkt das von
dem Spannring 8 umgriffene Aufnahmeelement 4.
Bei der darge stellten Ausführungsform
ist ein kleiner Zwischenraum zwischen der inneren Begrenzung des
Spannrings 8 und der äußeren Begrenzung
des Aufnahmeelementes 4 vorhanden. Dadurch können die
Schwenkbewegungen des Spannrings 8 reibungsarm durchgeführt werden.
Es ist denkbar, als Alternative zu der beschriebenen Lagerung die
horizontale als auch die vertikale Lagerung mit reibungsarmen Komponenten
wie etwa Gleit- oder Wälzlagerungen
auszuführen.
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Vorzugsweise
wirken elastische Mittel zwischen dem Spannring 8 und dem
Aufnahmeelement 4. Dabei ist sowohl eine Anordnung, bei
der der Spannring 8 relativ zum Aufnahmeelement 4 durch die
elastischen Mittel in Richtung Öffnungsstellung gezogen
wird, als auch eine Anordnung, bei der der Spannring 8 relativ
zum Aufnahmeelement 4 durch die elastischen Mittel in Richtung
Schließstellung
gezogen wird, denkbar. Bei den elastischen Mitteln kann es sich
beispielsweise um eine Spiralfeder handeln.
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In 4 ist
der Schließ-
und Sicherungsmechanismus der Haltevorrichtung 1 dargestellt.
An dem Spannring 8 ist seitlich ein Schwenkhebel 10 befestigt,
mit dem durch Verschwenken von Hand die Schwenkbewegungen des Spannrings 8 ausgeführt werden.
Zwischen dem Schwenkhebel 10 und dem Aufnahmeelement 4 wirkt
eine ratschenartige Mechanik 16, mit der der Schwenkhebel 10 gegen
Verschwenkungen bezügliche
des Aufnahmeelementes 4 gesichert werden kann. Die ratschenartige
Mechanik 16 besteht aus einer Sektorverzahnung 19,
die in einem entsprechenden Sektor an der äußeren Mantelfläche des
Aufnahmeelementes 4 angebracht ist, und einem Rastelement 20,
welches beweglich an dem Schwenkhebel 10 angebracht ist.
Das Rastelement 20 der ratschenartigen Verbindung ist an
dem Schwenkhebel 10 mit einer Gleitführung befestigt. Diese Gleitführung besteht
im in 4 ausgeführten Beispiel
aus einem Stift 24, der zum einen durch ein in dem Rastelement 20 vorgesehenes
und längs
des Schwenkhebels 10 verlaufendes Langloch 15 und zum
anderen durch ein Befestigungsloch (nicht gezeigt) im Schwenkhebel 10 greift.
Das Rastelement 20 der ratschenartigen Mechanik 16 hat
eine keilförmige
Spitze 25, die der Sektorverzahnung 19 an dem Aufnahmeelement 4 gegenüberliegt.
In die Sektorverzahnung 19 rastet die keilförmige Spitze 25 des Rastelements 20 ein.
Die zum Ein- und Ausrasten der rat schenartigen Mechanik 16 erforderlichen
Bewegungen des Rastelementes 20 werden durch einen Betätigungshebel 21 ausgeführt, der
zum einen gelenkig mit dem Rastelement 20 verbunden, zum anderen
an dem Schwenkhebel 10 schwenkbar befestigt ist. Der Betätigungshebel 21 wird
durch weitere elastische Mittel 22 in eine Position vorgespannt, in
der die ratschenartige Mechanik 16 einrastet und somit
der Spannring 8 und die Spannfinger 11 insbesondere
in ihrer Schließstellung
gesichert sind.
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In 5 ist
ein Christbaumständer
mit der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung 1 gezeigt.
Bei dieser Ausführungsform
sind die Aussparungen 5 an dem Aufnahmeelement 4 als
nach oben offene Öffnungen
des Aufnahmeelementes 4 ausgeführt, die sich zwischen den
im oberen Teil zinnenförmigen Zwischenwänden 33 des
Aufnahmeelementes 4 befinden. Die Haltevorrichtung 1 ist
durch mehrere seitliche Streben 30 mit einem Grundkörper 29 verbunden.
An diesem Grundkörper 29 ist
unterhalb der Haltevorrichtung 1 eine Wanne 31 angebracht.
Diese Wanne dient zum einen als Behälter, um den Stamm 2 in
ein Wasserbad stellen zu können,
zum anderen ist in ihr ein Haltedorn 32 angebracht. Dieser
Haltedorn befindet sich vorzugsweise genau unterhalb der Aufnahmeöffnung 3 der
Haltevorrichtung 1 und dient neben der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung 1 in an
sich bekannter Weise als zweiter Haltepunkt des Stammes 2.
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- 1
- Haltevorrichtung
- 2
- Stamm
- 3
- Aufnahmeöffnung
- 4
- Aufnahmeelement
- 5
- Aussparung
- 6a
- erste
Anlauffläche
- 6b
- zweite
Anlauffläche
- 7
- Radialvorsprung
- 8
- Spannring
- 9
- Bohrung
- 10
- Schwenkhebel
- 11
- Spannfinger
- 12a
- erste
Gleitfläche
- 12b
- zweite
Gleitfläche
- 13
- Achsloch
- 14
- Schraubbolzen
- 15
- Gleitführung
- 16
- ratschenartige
Mechanik
- 19
- Sektorverzahnung
- 20
- Rastelement
- 21
- Betätigungshebel
- 22
- weitere
elastische Mittel
- 23
- Klemmflächen
- 24
- Stift
- 25
- keilförmige Spitze
- 26
- Verzahnung
- 27
- gedachter
Kreis
- 28a
- erster
Schenkel
- 28b
- zweiter
Schenkel
- 29
- Grundkörper
- 30
- Strebe
- 31
- Wanne
- 32
- Haltedorn
- 33
- zinnenförmige Zwischenwand