DE102016119614A1

DE102016119614A1 - Device for 3D representation of objects

Info

Publication number: DE102016119614A1
Application number: DE102016119614.2A
Authority: DE
Inventors: Andreas Reichinger
Original assignee: VRVis Zentrum fuer Virtual Reality und Visualisierung Forschungs GmbH
Current assignee: VRVis Zentrum fuer Virtual Reality und Visualisierung Forschungs GmbH
Priority date: 2015-10-16
Filing date: 2016-10-14
Publication date: 2017-04-20
Also published as: AT517700B1; AT517700A4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur 3D-Darstellung von Objekten, mit einer Vielzahl von Stiften (2), die in einem Rahmen (3) zueinander parallel angeordnet und in ihrer Längsrichtung verstellbar sind, wobei der Rahmen (3) einwärts komprimierbar ist und die Stifte (2) somit durch den Rahmen (3) seitlich unter Druck setzbar sind, wobei der Rahmen (3) aus mehreren Rahmenteilen und bzw. oder aus einem flexiblen Material besteht, und dass der Rahmen (3) innerhalb einer äußeren Spanneinrichtung (4) angeordnet ist.The invention relates to a device (1) for the 3D representation of objects, with a multiplicity of pins (2) arranged parallel to one another in a frame (3) and adjustable in their longitudinal direction, the frame (3) being compressible inwardly and the pins (2) can thus be placed under pressure laterally by the frame (3), wherein the frame (3) consists of a plurality of frame parts and / or of a flexible material, and that the frame (3) is mounted inside an outer clamping device (3). 4) is arranged.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur 3D-Darstellung von Objekten, mit einer Vielzahl von Stiften, die in einem Rahmen zueinander parallel angeordnet und in ihrer Längsrichtung verstellbar sind. The invention relates to a device for 3D display of objects, with a plurality of pins, which are arranged parallel to each other in a frame and adjustable in its longitudinal direction.

Durch die individuelle Verstellung der Stifte in jeweilige Höhenlagen kann durch die oberen Stift-Stirnflächen eine dreidimensionale Fläche im Relief erhalten werden.Due to the individual adjustment of the pins in respective elevations can be obtained by the upper pin faces a three-dimensional surface in relief.

Aus US 2014/0120195 A1 ist eine derartige Vorrichtung bekannt, bei der in einem festen Rahmen eine Vielzahl von Stiften mit viereckigem Querschnitt parallel zueinander angeordnet ist. Die Stifte werden durch eine Einzel-Ansteuerung positioniert und mittels auf einzelne Stiftreihen drückende Querstäbe durch Reibung fixiert. Weiters kann zusätzlich eine Stützstruktur innerhalb der Stiftanordnung eingesetzt werden. Nachteilig ist dabei, dass durch diese Stützstruktur ein Spalt innerhalb der Stiftanordnung vorliegt, und dadurch keine dichte Anordnung von Stiften gegeben ist. Zudem müssen die Stifte in den Bereichen der Stützstruktur im Querschnitt verringert werden, was die Struktur der Stifte anfällig für Brüche macht. Out US 2014/0120195 A1 Such a device is known in which in a fixed frame, a plurality of pins with a square cross section is arranged parallel to each other. The pins are positioned by a single control and fixed by means of pushing on individual rows of pins cross bars by friction. Furthermore, a support structure can additionally be used within the pin arrangement. A disadvantage is that there is a gap within the pin assembly through this support structure, and thus no dense arrangement of pins is given. In addition, the pins in the regions of the support structure must be reduced in cross section, which makes the structure of the pins vulnerable to fractures.

Die US 5717423 A zeigt eine Vorrichtung zur Erzeugung eines dreidimensionalen Displays, wobei Stifte mit beispielsweise viereckigem Querschnitt innerhalb eines Rahmens angeordnet sind. Die Stifte liegen seitlich aneinander an und werden einzeln durch Spindel-Antriebe angetrieben. Durch diese Spindeln werden die Stifte auch in ihrer jeweiligen Höhenlage selbstsperrend gehalten. Nachteilig an dieser Vorrichtung ist, dass dadurch, dass jeder einzelne Stift durch eine eigene Spindel positioniert wird (was störungsanfällig sein kann), eine Mindest-Querschnittsgröße der Stifte vorgegeben ist, da durch die Spindel ein bestimmter Mindest-Querschnitt vorausgesetzt ist. Ferner ist diese Ausführung aufwändig und kostspielig. The US 5717423 A shows a device for generating a three-dimensional display, wherein pins are arranged, for example, square cross-section within a frame. The pins are laterally adjacent to each other and are driven individually by spindle drives. Through these spindles, the pins are held in their respective high altitude self-locking. A disadvantage of this device is that the fact that each individual pin is positioned by its own spindle (which may be susceptible to interference), a minimum cross-sectional size of the pins is specified because the spindle a certain minimum cross-section is required. Furthermore, this design is complex and expensive.

Die EP 0857544 A2 zeigt eine etwas andersartige Vorrichtung, nämlich eine Haltevorrichtung für Werkstücke, die in einem Rahmen eine Vielzahl von im Querschnitt kreisförmigen, parallel zueinander horizontal ausgerichteten und seitlich aneinander anliegenden Spannstiften aufweist. Diese Stifte werden beispielsweise von einem kreisförmigen Rahmen umschlossen und sind in ihrer Haupterstreckungsrichtung einzeln verschiebbar. Durch eine Fixiervorrichtung werden die Stifte innerhalb des Rahmens aneinander gedrückt und dadurch fixiert. The EP 0857544 A2 shows a somewhat different device, namely a holding device for workpieces, which has a plurality of circular cross-section, parallel to each other horizontally aligned and laterally abutting dowel pins in a frame. These pins are enclosed for example by a circular frame and are individually displaceable in their main extension direction. By a fixing device, the pins are pressed together within the frame and thereby fixed.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung wie eingangs angegeben zu schaffen, mit welcher, im Vergleich zum Stand der Technik, eine verbesserte Ausführung realisiert werden kann. Die Erfindung setzt sich insbesondere zum Ziel, einen die Stifte umschließenden Rahmen derart zu gestalten, dass von allen Seiten des Rahmens gleichmäßig Druck auf die Stifte ausgeübt wird und dadurch auf einfache Weise entweder eine Fixierung der Stifte ohne unerwünschtes Verschieben von Stiften in andere Höhen-Einstellungen erreicht werden kann, oder aber durch einen genau dosierten Druck auf die Stifte ein kontrolliertes Verschieben der Stifte ermöglicht wird, wobei die Stifte trotzdem in ihrer Position gehalten werden.Object of the present invention is to provide a device as stated above, with which, compared to the prior art, an improved design can be realized. The invention has the particular object of designing a frame enclosing the pins in such a way that uniform pressure is exerted on the pins from all sides of the frame and thereby in a simple manner either fixing the pins without undesirably moving pins into other height settings can be achieved, or a controlled displacement of the pins is made possible by a precisely metered pressure on the pins, the pins are still held in position.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur 3D-Darstellung von Objekten, wie in Anspruch 1 angegeben, gelöst. Bevorzugte Ausführungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. This object is achieved by a device for the 3D representation of objects as stated in claim 1. Preferred embodiments are specified in the dependent claims.

Die vorliegende Vorrichtung zur 3D-Darstellung von Objekten weist demgemäß einen Rahmen auf, der einwärts komprimierbar ist, wobei die Stifte somit durch den Rahmen seitlich unter Druck setzbar sind; der Rahmen kann dabei aus mehreren Rahmenteilen und bzw. oder aus einem flexiblen Material bestehen, und er ist innerhalb einer äußeren Spanneinrichtung angeordnet.The present apparatus for the 3D display of objects accordingly comprises a frame that is inwardly compressible, the pins being thus laterally pressurizable by the frame; The frame can consist of several frame parts and / or of a flexible material, and it is disposed within an outer clamping device.

Demnach ist die Rahmenanordnung zum Halten bzw. Fixieren der in ihrer Längsrichtung verstellbaren Stifte so ausgeführt, dass der Rahmen, der z.B. aus mehreren Rahmenteilen, aber auch aus flexiblem Material bestehen kann, von einer äußeren Spanneinrichtung umschlossen wird. So kann der Rahmen auf einfache und besonders effektive Weise seitlich unter Druck gesetzt werden, um die Stifte seitlich gegeneinander zu drücken und sie so durch Reibung zu halten. Weiters können die Stifte in ihrem Querschnitt besonders klein gewählt werden, da sie nicht wie z.B. gemäß US 5717423 A mittels einer Spindel im Stift in der eingestellten Höhe gehalten werden. Die Anordnung der Stifte kann sehr kompakt und eng sein, da die Spannung bzw. der Druck ausschließlich über den Rahmen ausgeübt wird. Accordingly, the frame assembly for holding or fixing the adjustable in its longitudinal direction pins is designed so that the frame, which may for example consist of several frame parts, but also of flexible material is enclosed by an outer clamping device. Thus, the frame can be placed in a simple and particularly effective way laterally under pressure to press the pins laterally against each other and thus to hold them by friction. Furthermore, the pins can be chosen to be particularly small in their cross-section, as they do not like eg US 5717423 A be held by a spindle in the pen at the set height. The arrangement of the pins can be very compact and narrow, since the tension or the pressure is exerted exclusively on the frame.

Um den Rahmen unter Druck zu setzen, ist es günstig, wenn die Spanneinrichtung äußere steife Spannteile aufweist. Dadurch kann auf den gesamten Rahmen von allen Seiten ein ausreichender, insbesondere gleichmäßiger Druck ausgeübt werden. Außerdem ist diese Ausführung besonders einfach in der Handhabung und günstig in der Herstellung. To put the frame under pressure, it is advantageous if the clamping device has outer stiff clamping parts. As a result, sufficient, and in particular uniform, pressure can be exerted on the entire frame from all sides. In addition, this design is particularly easy to use and inexpensive to manufacture.

Um den Rahmen durch die äußeren Spannteile in besonders einfacher, effizienter Weise unter Druck zu setzen, ist es vorteilhaft, wenn die Spannteile mit Hilfe von Schrauben gegen den Rahmen spannbar sind. Dadurch kann die Fixierung der Stifte innerhalb des Rahmens gleichmäßig und fest erfolgen. Zudem ist die Fixierung der Spanneinrichtung durch Schrauben mechanisch einfach, und ein feines, lokales Justieren ist möglich. Durch die Schrauben ist es möglich, den ausgeübten Druck gesondert einzustellen, wobei z.B. auch mögliche Toleranzen in der Rahmenkonstruktion ausgeglichen werden können. In order to set the frame by the outer clamping parts in a particularly simple, efficient way under pressure, it is advantageous if the clamping parts by means of screws against the frame can be tensioned. This allows the fixation of the pins within the frame done evenly and firmly. In addition, the fixation of the clamping device by screws is mechanically simple, and a fine, local adjustment is possible. By the Screw it is possible to adjust the applied pressure separately, for example, also possible tolerances in the frame construction can be compensated.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung sind die äußeren Spannteile mit Hilfe eines Spannbandes gegen den Rahmen gespannt. Dadurch kann die Fixierung der Stifte auf eine besonders einfache und schnelle Art und Weise erzielt werden. Dabei ist es auch von Vorteil, wenn die äußeren Spannteile durch an Ecken des eckigen Rahmens angeordnete Eckwinkel gebildet sind. Dadurch kann die Druckkraft gleichmäßig auf die z.B. vier Seiten des viereckigen Rahmens verteilt und somit eine optimale Kompression erreicht werden. Zudem ergeben die dadurch entstehenden Spalten an den Längs- und Querseiten des Rahmens einen gewissen Spielraum beim Zusammenziehen des Rahmens insgesamt. In a further preferred embodiment, the outer clamping parts are clamped by means of a tension band against the frame. Thereby, the fixation of the pins can be achieved in a particularly simple and fast manner. It is also advantageous if the outer clamping parts are formed by arranged at corners of the square frame corner angle. As a result, the compressive force can be uniformly applied to the e.g. distributed four sides of the square frame and thus an optimal compression can be achieved. In addition, the resulting gaps on the longitudinal and transverse sides of the frame give a certain amount of leeway when contracting the frame as a whole.

Um das Spannband auf einfache Weise um den Rahmen zu positionieren, ist es günstig, wenn die Eckteile am Außenumfang eine Nut zum Einlegen des Spannbandes aufweisen. In order to easily position the strap around the frame, it is advantageous if the corner parts have a groove for inserting the tension band on the outer circumference.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Eckwinkel der Spannvorrichtung außen eine konvexe Form aufweisen. Dadurch wird ein annäherungsweise gerundeter Verlauf des Spannbandes erreicht und ein gleichmäßiger Zug um den Umfang auf einfache Weise zustande gebracht. Furthermore, it is advantageous if the corner angles of the clamping device have a convex shape on the outside. As a result, an approximately rounded course of the tension band is achieved and brought about a uniform train around the circumference in a simple manner.

Weiters ist es günstig, wenn der Rahmen im Wesentlichen punktuell mit dem Spannteil verbunden ist. So kann ein ungewolltes Trennen des Rahmens von der Spanneinrichtung vermieden werden. Zudem wird auch einem Verschieben zwischen Rahmen und Spannteil entgegengewirkt und die gesamte Konstruktion gewinnt an Stabilität. Andere Möglichkeiten, wie eine erhöhte Stabilität erreicht werden kann, sind z.B. die punktuelle Verklebung des Spanngurtes mit den Eckteilen oder auch die Verbindung zwischen einem Schlauch bzw. einer Membran mit einem festen Rahmen.Furthermore, it is advantageous if the frame is substantially selectively connected to the clamping part. Thus, an unwanted separation of the frame can be avoided by the clamping device. In addition, a displacement between the frame and clamping part is counteracted and the entire construction gains in stability. Other ways in which increased stability can be achieved are e.g. the selective bonding of the tension belt with the corner parts or the connection between a hose or a membrane with a fixed frame.

Vorzugsweise weist die Spanneinrichtung einen Druckmittel-Schlauch auf, der außerhalb des Rahmens angeordnet ist. Mit diesem Druckmittel-Schlauch kann auf einfache Weise ein besonders gleichmäßiger Druck auf alle Seiten des Rahmens ausgeübt werden. Um eine kompakte und effektive Druckverteilung zu gewährleisten, ist es zudem günstig, wenn sich der Druckmittel-Schlauch außen an einem Außenrahmen abstützt. Der Druckmittel-Schlauch kann z.B. pneumatisch oder hydraulisch unter Druck gesetzt werden. Dadurch kann auch der Druck auf die Stifte einfach angepasst werden. Anstatt eines gesonderten Druckmittel-Schlauchs kann auch mit der Außenseite des Rahmens eine Membran, zur Bildung einer aufblasbaren Kammer zwischen der Membran und dem Rahmen, verbunden sein.Preferably, the tensioning device has a pressure medium hose which is arranged outside the frame. With this pressure medium hose can be exercised in a simple manner, a particularly uniform pressure on all sides of the frame. In order to ensure a compact and effective pressure distribution, it is also advantageous if the pressure fluid hose is supported on the outside of an outer frame. The pressure medium hose may e.g. be pressurized pneumatically or hydraulically. As a result, the pressure on the pins can be easily adjusted. Instead of a separate pressure fluid hose, a membrane may also be connected to the outside of the frame to form an inflatable chamber between the diaphragm and the frame.

Um mögliche Spannungen zwischen Rahmen und Spanneinrichtung zu vermeiden, ist es günstig, wenn zwischen Rahmen und Spanneinrichtung eine Gleitschicht vorhanden ist. Weiters ist es vorteilhaft, wenn der Rahmen aus einem Elastomer, wie z.B. Silikonkautschuck, besteht. So kann auf einfache Weise gleichmäßiger Druck ausgeübt werden, und der Rahmen gibt beim Zusammenpressen durch die Spannvorrichtung leicht nach. Dadurch erfahren die Stifte eine elastische, trotzdem stabile und schonende Fixierung. Außerdem können durch die Elastomer-Schicht kleine Toleranzen ausgeglichen werden. Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit besteht darin, dass der Rahmen durch einen, mit einer Wand direkt an den Stiften seitlich anliegenden, Druckmittel-Schlauch gebildet ist. Dadurch werden die Stifte direkt durch den Druckmittel-Schlauch gehalten und zusammengedrückt. Dadurch kann sich ein gesonderter Rahmen erübrigen. In order to avoid possible stresses between the frame and clamping device, it is advantageous if a sliding layer is present between the frame and the clamping device. Furthermore, it is advantageous if the frame is made of an elastomer, e.g. Silicone rubber, consists. Thus, even pressure can be applied in a simple manner, and the frame yields slightly when compressed by the tensioning device. As a result, the pins experience an elastic, yet stable and gentle fixation. In addition, small tolerances can be compensated by the elastomer layer. A further advantageous possibility is that the frame is formed by a, with a wall directly adjacent to the pins laterally, pressure fluid hose. As a result, the pins are held directly by the pressure fluid hose and compressed. This may make a separate framework unnecessary.

Um die Verbindung zwischen den äußersten Reihen der Stifte und dem Rahmen so effizient und vorteilhaft wie möglich zu gestalten, ist es günstig, wenn der Rahmen innen mit Nuten entsprechend dem Querschnitt der Stifte ausgebildet ist. So kann ein größtmöglicher Kontakt und Halt zwischen Rahmen und Stiften und eine besonders stabile dichte Anordnung der Stifte erzielt werden.In order to make the connection between the outermost rows of the pins and the frame as efficient and advantageous as possible, it is favorable if the frame is formed inside with grooves corresponding to the cross section of the pins. Thus, the greatest possible contact and hold between the frame and pins and a particularly stable dense arrangement of the pins can be achieved.

Da die Verschiebung zwischen der äußeren (ersten) Reihe der Stifte entlang des Rahmens ohnehin nur schwer möglich ist, ist es von Vorteil, wenn die äußere Reihe von Stiften mit dem Rahmen einstückig oder mit ihm verklebt ist und/oder längsgeteilte Stifte am Rahmen angebracht sind. Zudem ist es für eine günstige Fixierung vorteilhaft, dass so wenig Leerraum wie möglich zwischen den einzelnen Stiften gegeben ist.Since the displacement between the outer (first) row of pins along the frame is in any case difficult, it is advantageous if the outer row of pins are integral with or bonded to the frame and / or longitudinally split pins are attached to the frame , In addition, it is advantageous for a favorable fixation that there is as little empty space as possible between the individual pins.

Von Vorteil ist es auch, wenn die Stifte einen sechseckigen Querschnitt aufweisen. Dadurch werden unvorteilhafte Leerräume zwischen den Stiften vermieden und es wird eine dichte Packung erreicht. It is also advantageous if the pins have a hexagonal cross-section. As a result, unfavorable voids between the pins are avoided and a dense packing is achieved.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen, auf welche die Erfindung jedoch nicht beschränkt sein soll, noch weiter erläutert. Im Einzelnen zeigen in der Zeichnung:The invention will be explained below with reference to preferred embodiments, to which the invention should not be limited. In detail, in the drawing:

1 eine schaubildliche, teilweise aufgeschnittene Ansicht einer Vorrichtung zur 3D-Darstellung von Objekten, mit einer Vielzahl von Stiften, die in einem Rahmen zueinander parallel angeordnet und in ihrer Längsrichtung verstellbar sind; 1 a diagrammatic, partially cutaway view of an apparatus for 3D representation of objects, with a plurality of pins which are arranged in a frame parallel to each other and adjustable in its longitudinal direction;

2 eine Draufsicht der in 1 gezeigten Vorrichtung; 2 a top view of the 1 shown device;

3 eine Ansicht einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung zur 3D-Darstellung von Objekten; 3 a view of another embodiment of the device for 3D representation of objects;

4 eine Draufsicht der in 3 gezeigten Vorrichtung; 4 a top view of the 3 shown device;

5 noch eine andere Ausführungsform einer Vorrichtung zur 3D-Darstellung von Objekten; 5 yet another embodiment of a device for 3D representation of objects;

6 eine Draufsicht der in 5 gezeigten Vorrichtung; 6 a top view of the 5 shown device;

7 eine weitere alternative Ausführungsform einer Vorrichtung zur 3D-Darstellung von Objekten, wobei der Rahmen eine runde Form aufweist; 7 a further alternative embodiment of an apparatus for 3D representation of objects, wherein the frame has a round shape;

8 schematisch eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zur 3D-Darstellung von Objekten in Draufsicht, wobei sowohl der Rahmen als auch die Stifte einen sechseckigen Querschnitt aufweisen; 8th schematically another embodiment of an apparatus for 3D representation of objects in plan view, wherein both the frame and the pins have a hexagonal cross-section;

9A–9C verschiedene Profil-Varianten von Druckmittel-Schläuchen zum Unterdrucksetzen eines Rahmens gemäß 5; und 9A - 9C various profile variants of pressure fluid hoses for pressurizing a frame according to 5 ; and

10A–10L verschiedene Ausführungsvarianten des Rahmens mit verschiedenen Stift-Querschnitten, verschiedenen Nuten innerhalb des Rahmens und verschiedenen Eckbereichs-Abrundungen von Rahmen. 10A - 10L various embodiments of the frame with different pin cross sections, different grooves within the frame and various corner region rounding of frame.

1 und 2 zeigen eine Vorrichtung 1 zur 3D-Darstellung in einer teilweise aufgeschnittenen Ansicht bzw. in einem horizontalen Schnitt, wobei eine Vielzahl von Stiften 2 in einem – hier allgemein rechteckigen – Rahmen 3 zueinander parallel angeordnet und in ihrer Längsrichtung (d.h. Höhe) individuell verstellbar sind, vgl. insbesondere 1. Der Rahmen 3, der aus einem Elastomer, wie z.B. Silikonkautschuck, bestehen kann, ist innerhalb einer Spanneinrichtung 4 angeordnet, die einen den gesamten Rahmen 3 umfassenden steifen, äußeren Spannteil 5 aufweist, der zur Druckausübung auf vier innere, im Querschnitt C- bzw. U-förmige Spannprofile 6 dient. Das Feld der Stifte 2 kann mittels einer wie z.B. aus dem Stand der Technik bekannten Stift-Ansteuerung (vgl. z.B. US 2014/0120195 A1 ) in eine 3D-Form gebracht werden, wonach der Rahmen 3 einwärts komprimiert wird, d.h. mittels der Spanneinrichtung 4 unter Druck gesetzt wird, z.B. mittels Schrauben 7, die an gegenüberliegenden Seiten des Rahmens 3 in jeweils gleicher Anzahl befestigt sind. Dadurch werden die Stifte 2 in der Position fixiert. Um mögliche Spannungen zwischen dem Rahmen 3 und der Spanneinrichtung 4 zu vermeiden, kann zwischen dem Rahmen 3 und der Spanneinrichtung 4 eine – in der Zeichnung nicht näher ersichtliche – Gleitschicht angebracht werden. Eventuelle Toleranzen in den Stiften 2, der Konstruktion des Rahmens 3, der Spanneinrichtung 4 und/oder des steifen äußeren Spannteils 5 können durch gesondertes Justieren der Schrauben 7 ausgeglichen werden. Die äußere Reihe der Stifte 2 kann außerdem mit dem Rahmen 3 einstückig oder mit ihm verklebt sein, da sich die äußere Reihe der Stifte 2 ohnehin nur erschwert an einem Rahmen 3 aus Elastomer verschieben lässt. Zudem bietet diese Ausführung auch Vorteile im Bezug auf die Herstellung und die Stabilität. 1 and 2 show a device 1 for 3D representation in a partially cutaway view or in a horizontal section, wherein a plurality of pins 2 in a - here generally rectangular - frame 3 arranged parallel to each other and in their longitudinal direction (ie height) are individually adjustable, cf. especially 1 , The frame 3 , which may consist of an elastomer, such as silicone rubber, is within a clamping device 4 arranged, the one the whole frame 3 comprehensive stiff, outer clamping part 5 having, for the pressure exerted on four inner, in cross-section C- or U-shaped clamping profiles 6 serves. The field of pens 2 can by means of a known as for example from the prior art pin drive (see, eg US 2014/0120195 A1 ) are brought into a 3D shape, after which the frame 3 is compressed inwardly, ie by means of the clamping device 4 under pressure, eg by means of screws 7 on opposite sides of the frame 3 are attached in equal numbers. This will cause the pins 2 fixed in position. To avoid possible tension between the frame 3 and the clamping device 4 To avoid, between the frame 3 and the clamping device 4 a - not apparent in the drawing - sliding layer are attached. Possible tolerances in the pins 2 , the construction of the frame 3 , the tensioning device 4 and / or the rigid outer clamping part 5 can be done by adjusting the screws separately 7 be compensated. The outer row of pins 2 can also with the frame 3 be integral or glued to it, as the outer row of pins 2 anyway only complicates on a frame 3 made of elastomer can be moved. In addition, this design also offers advantages in terms of manufacturing and stability.

3 und 4 zeigen eine alternative Ausführung der Vorrichtung 1 zur 3D-Darstellung in einer teilweise aufgeschnittenen Ansicht bzw. in einer Draufsicht, wobei eine Vielzahl von Stiften 2 in einem rechtwinkligen Rahmen 3 mittels eines Spannbandes 8 komprimiert wird. Bei dieser Ausführungsform sind Eckwinkel 9 als äußere Spannteile vorgesehen, die an den vier Ecken des Rahmens 3 angeordnet sind. Das Spannband 8 wird um die gesamte Rahmenkonstruktion, bestehend aus Rahmen 3 und der Spanneinrichtung 4 inkl. Eckwinkel 9 gelegt und ist über einen herkömmlichen Spannverschluss 10 schließbar. Dadurch, dass die Spannteile als Eckwinkel 9 ausgebildet sind, kann gezielt und gleichmäßig Druck auf die Eckbereiche des Rahmens 3 ausgeübt werden. Gleichzeitig bleibt durch die jeweils eine Lücke 11 an den vier Seiten des Rahmens 3 genug Spielraum für die Kompression, und es wird vermieden, dass die Eckwinkel 9 durch eine gegenseitige Berührung die Kompression behindern. Die Eckteile 9 weisen zudem eine Nut 12 (siehe 3) zum Einlegen des Spannbandes 8 auf, was verhindert, dass das Spannband 8 z.B. beim Spannungsvorgang verrutscht. Durch die Nuten 12 bleibt das Spannband 8 an seiner Position und ermöglicht dadurch ein einfaches und unkompliziertes Schließen und Öffnen des Spannverschlusses 10. Das Spannband 8 weist außerdem aufgrund der Eckwinkel 9 in den vier Eckbereichen des Rahmens 3 eine zumindest bereichsweise konvexe Form 13 auf. Dadurch kann auf einfache Art und Weise über den gesamten Umfang des Rahmens 3 eine gleichmäßige Zugspannung erzielt werden. Um nach dem Lösen des Spannbandes 8 eine ungewollte Trennung des Rahmens 3 von den Spannteilen 6 zu vermeiden, können der Rahmen 3 und die Spannteile 6 punktuell verklebt sein. 3 and 4 show an alternative embodiment of the device 1 for 3D representation in a partially cutaway view or in a plan view, wherein a plurality of pins 2 in a rectangular frame 3 by means of a tension band 8th is compressed. In this embodiment, corner angles 9 provided as outer clamping parts, at the four corners of the frame 3 are arranged. The strap 8th is around the entire frame construction, consisting of frames 3 and the clamping device 4 including corner bracket 9 laid and is over a conventional tension lock 10 closable. As a result, the clamping parts as a corner angle 9 are formed, can be targeted and even pressure on the corner areas of the frame 3 be exercised. At the same time there remains a gap in each case 11 on the four sides of the frame 3 enough room for compression, and it avoids the corner angle 9 interfere with the compression by mutual contact. The corner pieces 9 also have a groove 12 (please refer 3 ) for inserting the tension band 8th on, what prevents the strap 8th eg slips during the tensioning process. Through the grooves 12 the strap remains 8th in its position and thereby enables a simple and uncomplicated closing and opening of the lock 10 , The strap 8th also indicates due to the corner angle 9 in the four corners of the frame 3 an at least partially convex shape 13 on. This can be done in a simple way over the entire scope of the frame 3 a uniform tensile stress can be achieved. To after loosening the tension band 8th an unwanted separation of the frame 3 from the clamping parts 6 To avoid the frame 3 and the clamping parts 6 be glued at points.

5 und 6 zeigen eine weitere alternative Ausführungsform der Vorrichtung 1 zur 3D-Darstellung in einer teilweise aufgeschnittenen Schrägansicht bzw. in einer Draufsicht. Hier ist die Spanneinrichtung 4 durch einen Druckmittel-Schlauch 14 und einen äußeren fixen Spannteil in Form eines äußeren (Stütz-)Rahmens 15, z.B. als ein fixer Stahlrahmen 15 gebildet, der außerhalb des Rahmens 3 angeordnet ist. Der Druckmittel-Schlauch 14, der den gesamten – hier wiederum rechteckigen – Rahmen 3 kontinuierlich umgibt, übernimmt die Aufgabe der Druckausübung wie die Schrauben 7 in 1 und 2 oder das Spannband 8 in 3 und 4. Mit Hilfe des äußeren Rahmens 15 kann durch z.B pneumatisches oder hydraulisches Unterdrucksetzen des Druckmittel-Schlauchs 14 Druck auf den inneren Rahmen 3 und somit auch auf die Stifte 2 ausgeübt werden. Auf diese Weise kann der Druck auf die Stifte 2 beliebig angepasst werden. In dieser Ausführungsform sind der Rahmen 3 und der Druckmittel-Schlauch 14 einstückig ausgebildet, was die gesamte Rahmen-Spanneinrichtung zusätzlich vereinfacht. Das pneumatische oder hydraulische Unterdrucksetzen des Druckmittel-Schlauchs 14 kann über einen Anschluss 16 (mit Ventil) erfolgen. 5 and 6 show a further alternative embodiment of the device 1 for 3D representation in a partially cutaway oblique view or in a plan view. Here is the clamping device 4 through a pressure fluid hose 14 and an outer fixed clamping member in the form of an outer (support) frame 15 , eg as a fixed steel frame 15 formed outside the frame 3 is arranged. The pressure medium hose 14 , the whole - here again rectangular - frame 3 continuously surrounds, the task of applying pressure takes over like the screws 7 in 1 and 2 or the strap 8th in 3 and 4 , With the help of the outer frame 15 can by eg pneumatic or hydraulic pressurization of the pressure fluid hose 14 Pressure on the inner frame 3 and therefore also on the pins 2 be exercised. That way the pressure on the pins can be reduced 2 be adjusted arbitrarily. In this embodiment, the frame 3 and the pressure fluid hose 14 formed in one piece, which additionally simplifies the entire frame clamping device. The pneumatic or hydraulic pressurization of the pressure medium hose 14 can have a connection 16 (with valve).

7 zeigt eine alternative Ausführung eines Rahmens 3 in Draufsicht, wobei dieser, ebenso wie die Stifte 2, einen runden Querschnitt aufweist. Durch den runden Querschnitt des Rahmens 3 können die inneren Spannprofile 6 von vier (gemäß 1) auf z.B. drei (oder zwei) reduziert werden. 7 shows an alternative embodiment of a frame 3 in plan view, this one, as well as the pins 2 , has a round cross-section. Due to the round cross section of the frame 3 can the inner clamping profiles 6 of four (according to 1 ) can be reduced to eg three (or two).

8 zeigt eine weitere Ausführungsform des Rahmens 3 in Draufsicht, wobei der Querschnitt des Rahmens 3, sowie hier auch der Querschnitt der Stifte 2, eine sechseckige Form aufweisen. Durch den sechseckigen Querschnitt der Stifte 2 können diese ohne Leerräume zwischen ihnen aneinander anliegen und somit kann eine dichte Anordnung der Stifte 2 erzielt werden. Aufgrund der Form des Rahmens 3 sind sechs innere Spannprofile 6, die an den jeweils sechs Seiten des Rahmens 3 anliegen, vorgesehen. 8th shows a further embodiment of the frame 3 in plan view, the cross section of the frame 3 , as well as the cross section of the pins 2 , have a hexagonal shape. Due to the hexagonal cross-section of the pins 2 These can rest against each other without voids between them and thus can create a dense arrangement of the pens 2 be achieved. Due to the shape of the frame 3 are six inner clamping profiles 6 on the six sides of the frame 3 abutment.

9 zeigt in den Teil9A, 9B und 9C verschiedene Profil-Varianten des Druckmittel-Schlauchs 14 (vgl. 4 und 5). Dabei sind in 9A ein innerer Rahmen 3, ein Druckmittel-Schlauch 14 und ein fester äußerer Stahlrahmen 15 als getrennte Teile gezeigt. 9 pointing in the part 9A . 9B and 9C different profile variants of the pressure medium hose 14 (see. 4 and 5 ). Here are in 9A an inner framework 3 , a pressure medium hose 14 and a solid outer steel frame 15 shown as separate parts.

9B zeigt eine Abwandlung der Anordnung gemäß 9A, wobei ein Druckmittel-Schlauch 14, der die Druckkraft nach innen ausübt, zwischen einem fixen äußeren Stahlrahmen 15 und einem inneren beweglichen, z.B. geteilten Stahlprofil 17 am Rahmen 3 angeordnet ist. 9B shows a modification of the arrangement according to 9A , being a pressure medium hose 14 , which exerts the compressive force inward, between a fixed outer steel frame 15 and an inner movable, eg split steel profile 17 at the frame 3 is arranged.

In 9C ist statt des Druckmittel-Schlauchs 14 eine Membran 18 vorgesehen, die mit einem festen äußeren Stahlrahmen 15 fest verbunden ist und so eine Druckkammer 19 bildet. Dabei kann die Verbindung zwischen dem Stahlrahmen 15 und der Membran 18 z.B. formschlüssig (mittels Verankerung) und/oder kraftschlüssig (z.B. Verklebung) erfolgen. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass sie ressourceneffizient und kompakt ist.In 9C is instead of the pressure medium hose 14 a membrane 18 provided with a solid outer steel frame 15 is firmly connected and so a pressure chamber 19 forms. This can be the connection between the steel frame 15 and the membrane 18 eg positively (by anchoring) and / or non-positively (eg bonding) done. This design has the advantage of being resource efficient and compact.

10A–10L illustrieren verschiedene Varianten, wie der Rahmen 3 bzw. die Anlage zwischen dem Rahmen 3 und den Stiften 2, sowie der Querschnitt der Stifte 2 ausgebildet sein kann. 10A - 10L illustrate different variants, like the frame 3 or the plant between the frame 3 and the pins 2 , as well as the cross section of the pins 2 can be trained.

10A–10D zeigen Stifte 2 mit verschiedenen, an sich bekannten Querschnitten. Während 10A und 10C Stifte 2 mit rundem bzw. viereckigem Querschnitt zeigen, sind gemäß 10B und 10D die Stifte 2 mit einem sechseckigen bzw. dreieckigen Querschnitt ausgebildet. Letztere sind, so wie jene gemäß 10C, vor allem durch die Vermeidung von Leerräumen 20 (s. 10A) vorteilhaft. 10A - 10D show pins 2 with different, known per se cross sections. While 10A and 10C pencils 2 with round or square cross-section are according to 10B and 10D the pencils 2 formed with a hexagonal or triangular cross-section. The latter are like those according to 10C , especially by avoiding voids 20 (S. 10A ) advantageous.

Weiters zeigt 10E eine Anordnung von im Querschnitt runden Stiften 2, wobei die äußere (erste) Reihe (links in 10E) in Form von längsgeteilten Stiften 21 am Rahmen 3 vorgesehen ist. Further shows 10E an arrangement of round cross-round pins 2 , wherein the outer (first) row (left in 10E ) in the form of longitudinally split pins 21 at the frame 3 is provided.

In 10F ist eine äußere Reihe von Stiften 2' mit dem Rahmen 3 einstückig ausgebildet. Dadurch kann ein kontinuierlicher Übergang zwischen den Stiften 2 und dem Rahmen 3 erzielt werden.In 10F is an outer row of pens 2 ' with the frame 3 integrally formed. This allows a continuous transition between the pins 2 and the frame 3 be achieved.

Gemäß 10G hat der Rahmen 3 – als Alternative zu 10F – innen Nuten, wie in 10B, jedoch haben die Stifte 2 in dieser Ausführungsform, anders als in 10B, einen runden Querschnitt. Die Größe der Leerräume 20 an den inneren Rändern des Rahmens 3 wird durch diese Form der Nuten im Vergleich zu 10F reduziert, was sich positiv auf die Kompression auswirken kann. According to 10G has the frame 3 - as an alternative to 10F - inside grooves, like in 10B However, the pins have 2 in this embodiment, unlike in 10B , a round cross-section. The size of the voids 20 at the inner edges of the frame 3 is compared to this shape of the grooves 10F reduced, which can have a positive effect on the compression.

10H zeigt eine ähnliche Ausführung der Nuten innerhalb des Rahmens 3 wie 10G. Die Nuten sind im Gegensatz zu den Nuten in 10G nicht eckig, sondern abgerundet ausgebildet. So kann sich der Rahmen 3 durch die runden Nuten eng an die äußeren Reihen der Stifte 2 anschmiegen. Außerdem ist diese Ausführungsform besonders einfach und stabil herstellbar. 10H shows a similar embodiment of the grooves within the frame 3 as 10G , The grooves are in contrast to the grooves in 10G not angular, but rounded. So can the frame 3 through the round grooves close to the outer rows of pins 2 nestle. In addition, this embodiment is particularly simple and stable to produce.

10I–10L zeigen ausgehend von der Ausführungsform gemäß 10G Rahmen 3 mit verschieden stark ausgeprägten Abrundungen der Bereiche in den Ecken. Im Einzelnen zeigt 10I, dass die Anordnung der Stifte 2 innerhalb des Rahmens 3 relativ spitz in der Ecke zusammenläuft. 10K zeigt im Vergleich dazu einen etwas stumpferen Winkel, wohingegen 10L schon eine deutliche Abrundung des Stifte-Felds 2 in den Ecken des Rahmens 3 zeigt. Abhängig von der Abrundung der Ecken kann die Kraftübertragung auf den Rahmen 3 verbessert werden. Vor allem in den Ausführungen mit dem Spanngurt 8 gemäß 3 und 4 und dem Druckmittel-Schlauch 14 können zu kleine Radien an den Ecken problematisch werden. 10I - 10L show starting from the embodiment according to 10G frame 3 with differently pronounced rounding of the areas in the corners. In detail shows 10I that the arrangement of the pins 2 within the frame 3 relatively pointed in the corner converges. 10K shows in comparison a slightly duller angle, whereas 10L already a significant rounding of the pencil field 2 in the corners of the frame 3 shows. Depending on the rounding of the corners, the power transmission to the frame 3 be improved. Especially in the versions with the tension belt 8th according to 3 and 4 and the pressure fluid hose 14 too small radii at the corners can be problematic.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2014/0120195 A1 [0003, 0032]
US 5717423 A [0004, 0009]
EP 0857544 A2 [0005]

Claims

Contraption ( 1 ) for the 3D representation of objects, with a multiplicity of pens ( 2 ), in a framework ( 3 ) are arranged parallel to each other and adjustable in their longitudinal direction, characterized in that the frame ( 3 ) is inwardly compressible and the pins ( 2 ) through the framework ( 3 ) are laterally pressurizable, wherein the frame ( 3 ) consists of several frame parts and / or of a flexible material, and that the frame ( 3 ) within an outer tensioning device ( 4 ) is arranged.

Contraption ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the tensioning device ( 4 ) at least one outer stiff clamping part ( 5 ) against the frame ( 3 ) is tensionable.

Contraption ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the outer clamping parts ( 5 ) with the help of screws ( 7 ) against the frame ( 3 ) are tensionable.

Contraption ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the at least one outer clamping part ( 5 ) with the aid of a tension band ( 8th ) against the frame ( 3 ) is tensionable.

Contraption ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the outer clamping parts ( 5 ) through at corners of the frame ( 3 ) arranged corner angle ( 9 ) are formed.

Contraption ( 1 ) according to claim 5, characterized in that the corner angles ( 9 ) outside at least partially have a convex, for example, general elliptical contour.

Contraption ( 1 ) according to claim 5 or 6, characterized in that the corner parts ( 9 ) on the outer circumference of a groove ( 10 ) for inserting the tension band ( 8th ) exhibit.

Contraption ( 1 ) according to one of claims 2 to 7, characterized in that the frame ( 3 ) substantially punctually with the clamping device ( 4 ), eg by gluing, is connected.

Contraption ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the tensioning device ( 4 ) a pressure medium hose ( 14 ) outside the frame ( 3 ) is arranged.

Contraption ( 1 ) according to claim 9, characterized in that the pressure medium hose ( 14 ) on the outside of an outer frame ( 15 ) is supported.

Contraption ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that with the outside of the frame ( 3 ) a membrane ( 18 ), to form an inflatable chamber ( 19 ) between her and the frame ( 3 ), connected is.

Contraption ( 1 ) according to one of claims 1 to 10, characterized by a sliding layer between the frame ( 3 ) and the tensioning device ( 4 ).

Contraption ( 1 ) according to one of claims 1 to 12, characterized in that the frame ( 3 ) consists of an elastomer, such as silicone rubber.

Contraption ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the frame ( 3 ) by one with a wall directly on the pins ( 2 ) side-fitting pressure fluid hose ( 14 ) is formed.

Contraption ( 1 ) according to claims 1 to 14, characterized in that the frame ( 3 ) inside with grooves ( 12 ), eg according to the cross-section of the pins ( 2 ), is trained.

Contraption ( 1 ) according to one of claims 1 to 15, characterized in that an outer row of pins ( 2 ) with the frame ( 3 ) is bonded in one piece or with it and / or longitudinally divided pins ( 2 ) on the frame ( 3 ) are mounted.

Contraption ( 1 ) according to one of claims 1 to 16, characterized in that the pins ( 2 ) have a hexagonal cross-section.