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Die Erfindung betrifft eine kardanische Lagerung, insbesondere für Aufnahmeteile, wie z. B. Ablagen, Tischplatten, Behälter für Speisen oder Getränke usw. mit einem ersten an einem Aufhängeteil anordenbaren, eine Supportvorrichtung schwenkbar tragenden Kardangelenkteil und einem im Wesentlichen rechtwinklig dazu an der Supportvorrichtung angeordneten zweiten, das schwenkbare Aufnahmeteil tragende Kardangelenkteil.
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Kardanische Lagerungen sind aus dem Stand der Technik in vielfältiger Weise und für diverse Einsatzmöglichkeiten bekannt. Sie dienen dazu, Lageverschiebungen zwischen ihren Aufhängungen und ihren Bauteilen weitgehend ungehindert zuzulassen bzw. auszugleichen.
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Die
US 384 298 A offenbart eine solche Gelenkkonstruktion, mit der Lageveränderungen eines Arbeitsteils gegenüber einem mit ihm zusammenwirkenden Arbeitsteil ausgeglichen werden sollen.
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In der
DE 10 2010 018 955 A1 wird ein verstaubarer Tisch zum Gebrauch in einem Fahrzeug gezeigt und beschrieben, der aus einer verstauten Stellung in eine Gebrauchsstellung über ein Scharnier bewegbar ist und eine so ausgestaltete Öffnung aufweist, dass in Gebrauchsstellung ein Trinkgefäß aufnehmbar ist.
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In der
DE 10 2015 006 437 B3 ist eine Nivelliereinheit für Kameras oder Sensoren offenbart, die über einen gegenüber einer Basis schwenkbaren Neigetisch und zwei zwischen der Basis und dem Neigetisch angeordneten Keilringen mit jeweils keilförmig zueinander ausgerichteten Stirnseiten eine neigungsneutrale Höhenverstellung einer Tragfläche zulässt.
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In der
DE 10 2015 205 017 A1 ist eine kardanische Lagerung für eine Luftdüse gezeigt und beschrieben, deren Schwenkachsen rechtwinklig zueinander angeordnet sind und die elastisch verformbare Kardanringe aufweist, die über Drehzapfen jeweils aneinander verschwenkbar gelagert sind.
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Die
US 2007/0200414 A1 und Die
US 384 298 A offenbart an einem Kraftfahrzeugteil angebrachte Trinkgefäß-Halter. Dabei sind die Haltevorrichtungen für die Trinkgefäße verschwenkbar gelagert.
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In der
US 4 819 843 A ist eine ähnlich aufgebaute Konstruktion eines Trinkgefäß-Halters gezeigt und beschrieben, der über einen Tragarm an beliebigen Stellen in einem Fahrzeug platzierbar ist.
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Die
US 4 474 354 A offenbart einen kardanisch aufgehängten Trinkgefäß-Halter, der in mehreren Freiheitsgraden drehbar an einem Vibrationen und Schläge absorbierenden Schaft mit integriertem Gummielement in einem Fahrzeug gelagert ist.
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Auch die
US 2014/0175139 A1 zeigt und beschreibt einen Trinkgefäßhalter, der über im Wesentlichen rechtwinklig zueinander angeordnete Lagerstellen sowohl Beschleunigungswie auch Verzögerungsmomente wie auch Lageveränderungen, Stöße und Vibrationen des Fahrzeugs ausgleichen soll.
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In der
DE 202 16 673 U1 ist ein Getränkehalter für Kraftfahrzeuge offenbart, der einen in einer Unterlage ausfahrbar aufgenommenen Träger mit einem kardanisch am Träger gelagerten Aufnahmeteil für das Getränkebehältnis aufweist.
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Und schießlich ist in der
DE 20 2010 007 632 U1 eine Klemmvorrichtung zum Halten von Gegenständen in einer Aufnahme offenbart, die den Gegenstand über ein federbelastet schwenkbares Ausgleichselement festklemmt.
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Auf die Gegenstände in einem z.B. in einem in Bewegung befindlichen Fahrzeug wirken infolge von Fahrmanövern wie Anfahren, Abbremsen, Kurvenfahrt infolge Massenträgheit länger anhaltende Beschleunigungen ein, in erster Linie in etwa horizontaler Richtung, aber zum anderen auch z.B. bei sehr unruhigen Fahrmanövern sowie durch Unebenheiten der Fahrbahn in vertikaler Richtung. Besonders problematisch sind stoßartige Beschleunigungen bzw. Bewegungen.
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Obwohl im Stand der Technik teilweise relativ aufwändige Konstruktionen bekannt sind, um bei einem im Betrieb befindlichen z. B. Kraftfahrzeug Vibrationen, Stöße, Verzögerungs- und Beschleunigungsmomente ausgleichen zu können, sind die bekanntgewordenen Lösungen im praktischen Einsatz im Ergebnis nicht optimal.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine kardanische Lagerung für Aufnahmeteile, wie z. B. Ablagen, Tischplatten, Behälter für Speisen und Getränke usw. zu schaffen, die alle auf sie einwirkenden Kräfte optimal auszugleichen in der Lage ist.
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Die Erfindung löst diese Aufgabenstellung bei einer eingangs dargestellten kardanischen Lagerung dadurch, dass mit der Lagerung des Aufhängungsteils und/oder mit dem ersten und/oder dem zweiten Kardangelenkteil zusammenwirkende Dämpfungs- und/oder Federelemente vorgesehen werden. Damit werden z.B. länger wirksame Beschleunigungen wirksam ausgeglichen.
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Um Schwenkbewegungen auszugleichen kann das am zweiten Kardangelenkteil gelagerte Aufnahmeteil zur Erzeugung eines tiefen Schwerpunkts gewichtsbeschwert ausgeführt sein. Als Gewicht kann vorzugsweise ein im Wesentlichen starres Element in Form eines Pendels an der Unterseite des Aufnahmeteils angeordnet werden. Mit der Gewichtsanordnung zur möglichst tiefen Verlagerung des Schwerpunkts eines Aufnahmeteils wird über dessen kardanische Aufhängung eine ausgleichende Schwenkbewegung des Aufnahmeteils erzeugt.
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Ergänzend kann zur Dämpfung der Schwenkbewegung an mindestens einem der Kardangelenkteile, vorzugsweise jedoch am zweiten Kardangelenkteil mindestens ein Bremselement angeordnet werden, das mit Teilen der Supportvorrichtung bremsend zusammenwirkt.
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Mittels eines solchen Bremselements kann das Aufnahmeteil zusätzlich in wählbaren Positionen feststellbar sein.
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Vorzugsweise sind als Dämpfungselemente die Kardangelenke mit eine definierte Selbsthemmung aufbringenden Kunststofflagern versehen. Zusätzlich können die Kardangelenke mit Federelementen zur federnden Lagerung von Supportvorrichtung und/oder Aufnahmeteil und zur Dämpfung von Bewegungen kombinierbar sein. Damit wird ein ständiges oder anhaltendes Schwingen der Aufnahmeteile verhindert.
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Das die Supportvorrichtung tragende Aufhängungsteil ist vorzugsweise gegen Verdrehung gesichert, aber Pendelbewegungen zulassend an einem feststehenden Teil, z. B. eines Kraftfahrzeugs gelagert.
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In einer weiteren Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung können die Bewegungen des Aufhängungsteils über in der Lagerung angreifende Dämpfungs- bzw. Federungselemente dämpf- bzw. abfederbar sein, um die beim Fahren auftretenden kurzen Stöße zu eliminieren bzw. durch entsprechende Ausweichbewegungen infolge der Massenträgheit der Aufnahmeteile zu reduzieren. Dazu kann vorzugsweise das erste Kardangelenkteil mit Feder-Dämpfungs-Elementen zum Auffangen kleinerer Bewegungen in im Wesentlichen horizontaler und vertikaler Richtung und das zweite Kardangelenkteil oder ein zwischen erstem und zweitem Kardangelenkteil angeordnetes Führungsteil zum Dämpfen von in erster Linie Bewegungen in vertikaler Richtung ausgestattet sein. Je nach Aufnahmeteil können als Feder-Dämpfungs-Elemente auch einfache elastische Lager, z.B. Gummilager angeordnet werden.
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Erfindungsgemäß wird die kardanische Lagerung in Kraftfahrzeugen angewendet, z. B. für Ablagen, Tischplatten, Behälter für Speisen oder Getränke usw.
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Mit dem Gegenstand der Erfindung sollen länger auf Aufnahmeteile, z.B. in Fahrzeugen einwirkende Beschleunigungen, aber auch stoßartige Beschleunigungen möglichst komplett eliminiert, aber zumindest weitgehend ausgeglichen werden. Für lange Beschleunigungen (Anfahren, Bremsen, Kurvenfahrt) ist es erforderlich, die Aufnahmeteile so zu schwenken, dass die resultierende Beschleunigung aus Erdbeschleunigung und aktueller Quer- und Längsbeschleunigung in Normalrichtung = Benutzungsstellung auf die Aufnahmeteile einwirkt, um z.B. ein seitliches Verrutschen eines Gegenstands Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der erfinderischen Lösung für eine kardanische Lagerung von Aufnahmeteilen z. B. in einem Kraftfahrzeug ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von in den Figuren einer Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen. Die beschriebenen Merkmale und Merkmalskombinationen, wie nachfolgend in den Figuren der Zeichnungen gezeigt, und die anhand der Zeichnung beschriebenen Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination sondern auch in anderen Kombinationen oder auch in Alleinstellung anwendbar, ohne dass damit der Rahmen der Erfindung verlassen wird.
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Es zeigt:
- 1 eine perspektivische Darstellung einer kardanischen Lagerung einer Tischplatte nach der Erfindung;
- 2 eine Seitenansicht der kardanischen Lagerung nach 1;
- 3 eine schematische Darstellung der Dämpfungs- bzw. Federungs-Elemente bei einer kardanischen Lagerung nach der Erfindung;
- 4 die Anordnung der Dämpfungs- bzw. Federungs-Elemente bei einer kardanischen Lagerung nach 3 um 90° gedreht dargestellt;
- 5 ein Beispiel für ein Aufhängungsteil für eine kardanische Lagerung nach der Erfindung;
- 6 und 7 alternative Aufnahmeteile bei einer kardanischen Lagerung nach der Erfindung (6: Trinkbehälter; 7: tellerartiger Speisenbehälter).
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An einem Aufhängungsteil 1 (siehe 1), das z. B. an einem beliebigen Teil eines Kraftfahrzeugs befestigt sein kann, ist über ein erstes Kardangelenkteil 2 eine Supportvorrichtung 3 schwenkbar angelenkt, die über ein zweites Kardangelenkteil 4.1 und 4.2 schwenkbar eine Tischplatte 5 trägt. Anstelle einer Tischplatte 5 können beliebige andere Aufnahmeteile, wie z. B. Ablagen, Behälter für Speisen oder Getränke usw. am Kardangelenk 4.1 und 4.2 eingesetzt werden.
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Im Ausführungsbeispiel nach 1 ist die Supportvorrichtung 3 aus einem in etwa als unvollständiger Halbkreis ausgebildetes Trageteil 3.1 ausgeformt, dessen eines Ende als Lagerung für das erste Kardangelenkteil 2 ausgeführt ist. Am zweiten Ende des Trageteils 3.1 ist in etwa halbkreisförmig ein Aufnahme-Trageteil - im Ausführungsbeispiel einstückig - angeformt. Die freien Enden des Aufnahme-Trageteils 3.2 sind als Lagerstellen für das zweite Kardangelenkteil 4.1, 4.2 zur verschwenkbaren Lagerung der Tischplatte 5 ausgebildet.
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Im Ausführungsbeispiel nach 1 ist zur Ausrichtung der unter Umständen großflächig ausgeführten Tischplatte 5 in Benutzungsposition = in etwa waagerechte Ausrichtung der Tischfläche ein Gewicht befestigt, um aus Aufbaubewegungen des Fahrzeugs (z. B. bei Kurvenfahrten, beim Beschleunigen, beim Abbremsen, unter Fahrbahnoberflächeneinflüssen usw.) resultierende Beschleunigungen normal auf die Tischfläche einwirken zu lassen. Dadurch werden auf der Fläche der Tischplatte befindliche Gegenständer gegen diese angedrückt und es wird wirksam ein Verrutschen verhindert. Im Ausführungsbeispiel nach 1 ist das Gewicht als starres Element 6 an der Unterseite angeordnet, das frei, also nicht in Berührung mit dem in etwa halbkreisförmigen Trageteil 3.1 die Bewegungen der Tischplatte 5 infolge des Trägheitsmoments des Gewichts 6 die Bewegungen mitvollzieht.
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Als ergänzende Lösung (in der Zeichnung nicht dargestellt) ist es denkbar und sinnvoll, an mindestens einem, vorzugsweise an beiden Kardangelenkteilen Bremselemente zum Dämpfen bzw. Abbremsen von Bewegungen der Tischplatte 5 einzubauen.
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2 zeigt eine Seitenansicht des Gegenstandes der Erfindung nach 1. Das am Fahrzeug befestigte Aufhängungsteil 1 weist in einer als Halbkugel gestalteten Aufnahme das erste Kardangelenkteil 2 auf, an dem die Supportvorrichtung 3 schwenkbar gelagert ist. Am Aufnahme-Trageteil 3.2 der Supportvorrichtung 3 ist über ein zweites Kardangelenkteil 4 schwenkbar ein Aufnahmeteil (=Tischplatte 5 im gezeigten Ausführungsbeispiel) gelagert. Um aus Vibrationen, Schwingungen, Stöße, aus Beschleunigungen oder Verzögerungen des Fahrzeugs, aus Kurvenfahrten usw. auf den Aufbau des Fahrzeugs und darüber auf die Lagerung für Aufnahmeteile einwirkenden Kräften ausgleichen bzw. dämpfen zu können, kann zusätzlich zu dem im Ausführungsbeispiel nach 1 dargestellten und beschriebenen Dämpfen über Bremselemente an den Kardangelenkteilen das Aufhängungsteil 1 selbst im Wesentlichen in Vertikal- bzw. Horizontalrichtung federbelastet gelagert sein - siehe dazu die schematischen Darstellungen in den 3 und 4. Vorzugsweise sind ebenfalls in die Kardangelenke 2 bzw. 4 innerhalb der Lagerstellen Dämpfungs- bzw. Bremselemente aus elastischem Material eingebaut.
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Um zu verhindern, dass über die halbkugelförmige Lagerung des Kardangelenkteils 2 im Aufhängungsteil 1 eine unerwünschte Verdrehung der Supportvorrichtung 3 erfolgen kann und lediglich ein gewisser seitlicher Bewegungsausgleich zugelassen wird, kann die Halbkugel 9 im Aufhängungsteil 1 vorzugsweise in ihrem oberen Teil pyramidenförmig mit z.B. vier abgekantet-abgeflachten Teilflächen 10 ausgeführt sein, die im Wesentlichen korrespondierend in der Aufhängung 1 mit entsprechenden vier abgekantet-abgeflachten Teilflächen als Sicherung gegen Verdrehung zusammenwirken (siehe 5). Ein solches gegen Verdrehung gesichertes „Habkugel-Quadrat-Pyramiden-Gelenk“ lässt seitliche Bewegungen der Aufhängung in geringem Umfang zu.
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In den 6 und 7 sind ausschnittsweise alternative Aufnahmeteile in Zusammenhang mit einer kardanischen Lagerung nach der Erfindung dargestellt. So zeigt 6 als Aufnahmeteil ein Trinkgefäß 7, das anstelle eines als Tischplatte 5 ausgeführten Ausnahmeteils mit einer kardanischen Lagerung nach der Erfindung Verwendung finden kann. Entsprechend zeigt 7 die Anordnung eines tellerartigen Aufnahmebehältnisses 8 für z.B. Speisen an einer kardanischen Lagerung nach der Erfindung.
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Für den Fachmann versteht es sich von selbst, dass Ausführung und Dimensionen der Bauteile der kardanischen Lagerung auf die im Zusammenhang damit Verwendung findenden Aufnahmeteile, wie z. B. Tischplatte 5, Trinkgefäß 7,
Speise-Aufnahmebehältniss 8 anzupassen sind. Ebenso versteht es sich von selbst, dass bei Trinkgefäßen 7 bzw. Speisen-Aufnahmebehältnissen 8 zu Reinigungszwecken eine leichte Austauschbarkeit durchführbar sein muss.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Aufhängungsteil
- 2
- erstes Kardangelenkteil
- 3
- Supportvorrichtung
- 3.1
- Trageteil
- 3.2
- Aufnahmen-Trageteil
- 4
- zweites Kardangelenkteil
- 5
- Tischplatte (=Aufnahmeteil)
- 6
- Gewicht
- 7
- Trinkgefäß (=Aufnahmeteil)
- 8
- Speisen-Aufnahmebehältnis (=Aufnahmeteil)
- 9
- Halbkugel des Halbkugel-Quadrat-Pyramiden-Gelenks
- 10
- Teilflächen des Halbkugel-Quadrat-Pyramiden-Gelenks
