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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine streckbare Hebelanordnung,
insbesondere für die Halterung von Lampen, bestehend aus einem mit einem Drehgelenk
und einem Auflager versehenen Fußteil, einem in dem Auflager gelagerten Auflagearm,
einem an dem Auflagerarm angelenkten, mit einem Gegengewicht versehenen Gegengewichtsarm,
einem an dem Gegengewichtsarm angelenkten, mit dem zu haltenden Körper versehenen
Lampenarm und einem an dem Lampenarm im Bereich des Gelenkpunktes mit dem Gegengewichtsarm
angelenkten Verbindungsarm.
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Derartige streckbare Hebelanordnungen für die Halterung von Lampen
sind bekannt; da zur Erzielung eines großen Streckbereiches relativ lange Hebelarme
notwendig sind, haben derartige Anordnungen jedoch den Nachteil, daß diese Hebelarme
bei gewissen Betriebssituationen - beispielsweise beim Arbeiten an einem Zeichentisch
- auf Grund ihrer Länge sehr störend sind.
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Es sind ferner streckbare Hebelanordnungen für die Halterung von Lampen
bekannt, bei welchen an Stelle eines Gegengewichtes ein Federmechanismus verwendet
ist, wobei der Verbindungsarm an dem Auflagerarm außerhalb des Auflagers befestigt
ist. Derartige Anordnungen haben jedoch den Nachteil, daß sie relativ kompliziert
sind und daß auf Grund des verwendeten Federmechanismus eine selbsttätige Arretierung
der Lampe ohne zusätzliche Reibungselemente nicht in allen Positionen möglich ist.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine streckbare Hebelanordnung,
insbesondere für die Halterung von Lampen, zu schaffen, die diese obengenannten
Nachteile nicht aufweist und die ein Verschwenken der Hebelanordnung in beliebige
Positionen ermöglicht, wobei die Hebelarme derart versetzt werden können, daß sie
nicht stören bzw. die zu haltende Lampe winkelmäßig in eine derartige Position gebracht
wird, wie es den jeweiligen Bedürfnissen entspricht.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß in an sich bekannter
Weise der Verbindungsarm an dem Auflagerarm außerhalb des Auflagers angelenkt ist
und daß das Auflager, wie weiterhin an sich bekannt, so ausgebildet ist, daß es
auch Drehbewegungen zuläßt, wobei die Verbindungslinie der Schwerpunkte des Gegengewichts
und der vor dem Auflager liegenden Teile der Gelenkanordnung einschließlich des
zu haltenden Körpers durch das Auflager verläuft.
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Durch die Anordnung der Schwerpunkte des Gegengewichts und der vor
dem Auflager liegenden Teile der Hebelanordnung einschließlich des zu haltenden
Körpers entlang einer durch das Auflager verlaufenden Linie ergibt sich die Möglichkeit,
die streckbare Hebelanordnung auf einem beispielsweise als Kardan- oder Kugelgelenk
ausgebildeten Auflager, um die obenerwähnte Schwerpunktlinie zu verschwenken, ohne
daß dabei die Hebelanordnung aus dem Gleichgewicht gerät. Dabei können je nach Bedarf
die relativ langen Hebelarme auf die Seite geschwenkt werden.
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Die Erfindung soll im folgenden an Hand einer Ausführungsform näher
erläutert und beschrieben werden, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen ist. Es
zeigt F i g.1 eine Seitenansicht der streckbaren Hebelanordnung gemäß der Erfindung
für die Halterung einer Lampe, wobei die Stellung der Hebelanordnung in der vollkommen
zusammengeschobenen Stellung durch strichpunktierte Linien dargestellt ist, F i
g. 2 eine Vorderansicht der in F i g. 1 dargestellten Hebelanordnung, wobei dieselbe
in einer seitlich geneigten Position durch strichpunktierte Linien dargestellt ist,
F i g. 3 eine F i g. 1 ähnliche Seitenansicht der streckbaren Hebelanordnung in
angehobener Stellung, F i g. 4 eine Aufsicht der in F i g.1 dargestellten Hebelanordnung
in einer seitlich geneigten Position, wobei die in F i g. 3 dargestellte Position
durch strichpunktierte Linien angedeutet ist, F i g. 5 eine vergrößerte perspektivische
Ansicht einer ersten Ausführungsform des Auflagers entlang der Linie 5-5 von F i
g. 4, F i g. 6 eine seitliche Teilschnittansicht des in F i g. 5 dargestellten in
Einzelteile zerlegten Auflagers und F i g. 7 eine seitliche Teilschnittansicht einer
zweiten Ausführungsform des in Einzelteile zerlegten Auflagers.
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Die wesentlichen Teile der Hebelanordnung sind ein Sockel
10, ein angelenktes knieförmiges Teil 20, ein Auflager 30, eine streckbare
Armverbindung 50,
ein von dieser getragener Lampenkopf 70 und ein als
Gewichtsausgleich dienendes Gehäuse 60 für die Aufnahme eines Lampentransformators
80. Der Sockel 10 weist eine scheibenförmige Platte 12 auf
mit einem mittig angeordneten vertikalen Rohr 13.
Ein auf das obere Ende des
Rohrs 13 aufgesetztes Lager 14 erlaubt eine Rotation der Hebelanordnung
um die vertikale Achse a-a. An einem in dem Rohr 13 eingesetzten Stift
21 ist ein knieförmiges Teil 20
befestigt, das an seinem oberen Ende
ein mit der Schwenkachse a-a fluchtendes Auflager 30 aufweist. Das knieförmige
Teil 20 bildet in seinem oberen Bereich einen gekrümmten, aus einem flachen Stahlstreifen
gebogenen Arm 22. Das obere Ende des Arms 22 ist - wie dies aus F
i g. 6 und 7 ersichtlich ist - an beiden Kanten mit Sperrnuten 23 versehen.
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Das durch zwei Freiheitsgrade gekennzeichnete Auflager 30 ist in den
F i g. 5 und 6 in Form eines Ausführungsbeispiels gezeigt. Es besteht aus zwei gegossenen,
in die Nuten 23 des Arms 22 eingreifenden Hälften 31, die mit Vorsprüngen
32 und Ausnehmungen 33 versehen sind. Seitlich davon sind Bohrungen
34 vorgesehen, in die eine die beiden Hälften 31 zusammenhaltende
Fixierschraube 35 und eine Mutter 36 eingesetzt sind, wodurch die innen liegenden
Flächen 38 eines zylindrischen Lagers 37
gegen die äußeren ringförmigen
Flächen 39 eines Zapfenpaares 40 gepreßt werden. Dieses Zapfenpaar
40 weist in der Mitte eine zylindrische Ausnehmung 41 auf, in. die
ein Zapfen 51 eingesetzt ist.
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Durch seitlichen Druck auf die Innenfläche 38 der Hälften
31 gegen die äußeren Zapfenflächen 39 wird das Zapfenpaar
40 zusammengehalten. Es bildet somit ein Lager um die Achse c-c, die rechtwinklig
zu der durch die zylindrischen Lager 37 gebildeten Schwenkachse b-b verläuft.
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Der die Achse c-c bildende Zapfen 51 bildet den Kopf eines
Auflagerarms 52. Entsprechend der Abschrägung des Arms 22 kann die
Hebelanordnung über einen großen ausnutzbaren Winkel d, der gemäß F i g. 5 180°
beträgt, geschwenkt werden. Der ganze oder der größte Teil des ausnutzbaren Bereichs
des
Winkels d, um den eine Bewegung relativ zur Schwenkachse c-c stattfinden kann, fällt
normalerweise nicht mit der Schwenkachse a-a zu-
sammen. Solange diese nicht
zusammenfallen, hat die Armverbindung 50 im Effekt drei Freiheitsgrade. Es ist jedoch
nicht notwendig, daß alle Achsen rechtwinklig zueinander stehen. Die F i g. 2 zeigt
die Hebelanordnung um die im wesentlichen horizontal verlaufende Schwenkachse c-c
herum geneigt.
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Eine andere Ausführungsform des Auflagers 30 ist in F i g. 7 dargestellt.
Funktionsähnliche Teile erhalten gleiche Bezugsziffern mit einem hinzugefügten Strich
('). Zur besseren Darstellung sind die Hälften 31' zusammen mit dem oberen Ende
des Arms 22 des angelenkten knieförmigen Teils 20 in die Zeichenebene gedreht.
Die Hälften 31' haben nach innen ragende Flächen 38', die nach Zusammenfügung durch
die Fixierschraube 35 und Mutter 36 einen Abstand voneinander haben, der dem Durchmesser
des abgerundeten zylindrischen Halsteils 75 des abgewandelten Auflagerarms 52' entspricht.
Auf dem Hals 75 befindet sich ein Kugelkopf 76 von größerem Durchmesser, der in
die im wesentlichen kugelförmigen Ausnehmungen 77 in den Endflächen 38' eingesetzt
ist.
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Die innerhalb der Flächen 38' angeordneten Ausnehmungen 77 gehen in
flache, dicht am Hals 75 anliegende Teile über. Der Auflageraren 52' kann deshalb
nicht um eine durch die Kugel 76 senkrecht zur Zeichenebene der F i g. 7 verlaufende
Achse gedreht werden. Das durch den Kugelkopf 76 und die kugelförmigen Ausnehmungen
77 gebildete Lager weist somit nur zwei durch Anziehen der Mutter 36 fixierbare
Freiheitsgrade auf. Der dritte Freiheitsgrad wird durch die Drehung des angelenkten
knieförmigen Gliedes 20 um den Stift 21 herum gebildet.
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Von im Schnittpunkt der Schwenkachse c-c mit der seitlichen Schwenkachse
b-b liegenden Auflager verläuft der Auflageraren 52 entlang einer im folgenden als
Wirkungslinie bezeichneten Linie j-j. Die Linie f-f fällt nicht mit der Schwenkachse
c-c zu-
sammen, sondern verläuft entsprechend der Darstellung in F i g. 6
unter einem Winkel von etwa 45° zu derselben. Diese Maßnahme dient dazu, die Schwenkachse
in eine nahezu horizontale Lage zu bringen, wenn die Hebelanordnung in der in F
i g. 1 gezeigten Stellung sich befindet.
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Der Auflageraren 52 reicht von dem im Auflager 30 liegenden Schnittpunkt
der Kippachsen bis zu einem durch einen Gelenkstift 53 gebildeten Gelenkpunkt g.
Oberhalb der in den F i g. 3, 6 und 7 gezeigten Wirkungslinie f-j weist der Auflageraren
52 ein Auge 54 auf, in dem ein Verbindungsarm 55 zur Parallelführung mittels eines
Stiftes 56 schwenkbar befestigt ist.
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Die Parallelität wird durch einen Gelenkaufbau erreicht, der - solange
der Verbindungsarm 55 entsprechend F i g. 1, 2 und 3 nicht geneigt ist - in der
vertikalen Ebene v-v liegt. Dabei kann der Verbindungsarm aus der vertikalen Ebene
v-v um einen gewünschten, innerhalb des Winkelbereichs z-z liegenden Winkel entsprechend
F i g. 2 verdreht werden.
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Wenn der Gelenkaufbau zuerst in die Ebene v-v ausgerichtet wird, wobei
der Lampenkopf in der in F i g. 3 dargestellten Stellung steht und anschließend
um 90° aus der Ebene v-v gekippt wird, ergibt sich die in F i g. 4 dargestellte
Stellung. Vor diesem Kippvorgang ist gemäß F i g. 3 die Schwenkachse c-c um 45°
gegen die Horizontale geneigt. Dabei erstreckt sich das knieförmige Teil in Richtung
des Lampenkopfes 70 nach vorn, wie dies durch die gestrichelten Linien in F i g.
4 angedeutet ist. Beim Schwenken innerhalb des Bereichs z-z um einen Winkel von
90°, wie dies durch die ausgezogenen Linien in F i g. 4 gezeigt ist, wird der Auflageraren
52 mitsamt der Schwenkachse c-c aus seiner in F i g. 3 dargestellten geneigten Stellung
waagerecht gestellt. Damit diese Stellungsänderung der Schwenkachse c-c vollzogen
werden kann, wird gemäß der Darstellung von F i g. 4 die seitliche Schwenkachse
b-b verdreht und das angelenkte knieförmige Teil 20 um die Achse a-a aus der vertikalen
Ebene v-v um einen Winkel h um etwa 45° verdreht.
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Auf dem Gelenkstift 53 ist ein Gußelement 57 gelagert, das in seinem
oberen Bereich eine Ausnehmung 59 zur Aufnahme eines Rohrs und in seinem rückwärtigen
Bereich ein Gehäuse 60 zur Aufnahme eines Gegengewichts aufweist. Das Gehäuse
60 ist so geformt, daß es in das knieförmige Teil 20 hineinpaßt, wie dies
in F i g. 1 durch die gestrichelten Linien angedeutet ist.
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In die Ausnehmung 59 ist ein nach vorn sich erstreckender Gegengewichtsarm
61 eingesetzt. Am vorderen Ende dieses Gegengewichtsarms 61 ist ein Lager 62 angeordnet,
das Teil eines parallel zu dem Gelenkstift 53 um eine Schwenkachse i schwenkbaren
Gelenkstücks 63 ist. Ein in eine Ausnehmung 64 des Gelenkstücks 63 eingesetzter
Lampenarm 65 erstreckt sich nach vorn und trägt an seinem vorderen Ende ein Befestigungsstück
66, auf welchem der zu haltende Körper - im vorliegenden Fall der Lampenkopf 70
- einstellbar befestigt ist.
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Auf dem vorderen Teil des Gelenkstücks 63 befindet sich ein
mit einem Gelenkstift 68 versehener Bügel 67, mit welchem das vordere
Ende des die Parallelführung bewirkenden Verbindungsarms 55 gelagert ist. Da die
Gelenkstifte 53, 56 und 68 parallel gegenüber der Schwenkachse i angeordnet sind
und da der Abstand des vorderen Gelenkstiftes 68 von der Schwenkachse i im wesentlichen
mit der Entfernung des unteren Gelenkstiftes 56 zum Gelenkpunkt g übereinstimmt,
bildet der Verbindungsarm 55 zusammen mit dem Ende des Auflagerarms 52 und dem vorderen
Gelenkstück 63 ein Parallelogramm.
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Für die nach vorn sich erstreckenden Massen, die aus dem Lampenarm
65 und seinen Verbindungen und dem zu haltenden Körper 70 bestehen, ergibt sich
der Schwerpunkt m. Die Länge des Verbindungsarms 55 ist konstant, so daß sich der
Schwerpunkt m entlang einer Linie j-j bewegt, die von der Schwenkachse i
ausgeht und parallel zur Wirkungslinie f-f verläuft. Der Verbindungsarm
55
bewahrt diese Parallelität ohne Rücksicht darauf, ob der Lampenkopf 70
in der vertikalen Ebene v-v in seiner in F i g. 1 durch die ausgezogenen Linien
angedeuteten Normalstellung oder in der zusammengefalteten oder voll ausgezogenen
Stellung sich befindet. Die Parallelität bleibt auch erhalten, wenn der Lampenkopf
70 um die seitliche Balancierachse b-b gemäß F i g. 3 geschwenkt wird, wobei ein
Kippen um den Winkel z-z aus der vertikalen Ebene v-v heraus möglich ist, wie dies
beim Schwenken von der in F i g. 3 dargestellten Position in die in F i g. 4 dargestellte
Position der Fall ist.
Der Gewichtsausgleich kann dadurch erwirkt
werden, indem beispielsweise ein elektrischer Transformator 80 und eventuell erforderliche
zusätzliche Gewichte in dem Gehäuse 60 untergebracht werden. Sie ergeben einen Schwerpunkt
n, der sich nach hinten bewegt, sobald der Lampenkopf 70 nach vorn geführt wird.
Der Schwerpunkt n liegt auf dem Schnittpunkt einer von dem vorderen Schwerpunkt
in durch das Auflager 30 sich erstreckenden Linie x-x mit einer von der Schwenkachse
i durch den Gelenkstift 53 verlaufenden Linie y-y. Das Verhältnis der auf den hinteren
Schwerpunkt n wirkenden Kräfte zu denen, die auf den vorderen Schwerpunkt tut wirken,
ist umgekehrt proportional ihrer Entfernungen vom Auflager 30 entlang der Linie
x-x.
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Damit wird ein vollständiges Gleichgewicht erreicht, ohne Rücksicht
darauf, ob die Lampe vollkommen zusammengefaltet (Massenmittelpunkt m' und W) oder
vollkommen gestreckt ist (m'', h"). Dies rührt daher, daß mit der Parallelität zwischen
der Linie f-f und der Linie H der rückwärtige Schwerpunkt n (oder n' öder fi') jeweils
der Scheitelpunkt von ähnlichen Dreiecken ist. Wird der zu haltende Körper in bezug
auf das Auflager 30 nach vorn geschoben, so neigen sich die Linien f-f und 1=j unter
Beibehaltung ihrer Parallelität derart, daß der Schwerpunkt n nach hinten verschoben
wird, indem ihre Lineärität entlang der durch das Auflager 30 verlaufenden Achse
x-x und die umgekehrte Abstandspropcirtionalität bis zum Auflager 30 erhalten bleibt.
Dabei liegt der Schwerpunkt des gesamten Systems immer genau auf dem Auflager 30.
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Durch diese Litiearität und Proportionalität wird ein wichtiges Ziel
erreicht. Betrachtet man den in F i g. 2 dargestellten Kippvorgang aus der Ebene
v-v, so wird das Gleichgewicht der Lampe in keiner Weise durch eine Drehung uni
diese Achse herum gestört, da »z und n auf einer geraden Linie x-x durch das Auflager
30 liegen.
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Diese Tatsache ermöglicht einen leichten und kleinen Sockel
10. Der Lärimpenarm kann ätn Lanipenköpf 70 oder dein Gehäuse 60 oder einem
anderen beweglichen Teil eingestellt werden. h'ür die Einstellung ist keine Klemmverbindung
notwendig. Es kbtmen jedoch Klemmverbindungen verwendet werden, uni ein Ausschwenken
der Lampe, z. B. durch unabsichtliches Berühren, zu verhindern. Die Schraube 35
ist ein bekanntes Mittel zur Erzeugung einer solchen Klemmverbindung, da ein Anziehen
auf die beiden Zapfen einen Drück ausübt, und zwar sowohl um die seitliche Schwenkachse
b=b als auch um die Schwenkachse c=c. Durch das Vorsehen dieser Reibungselemente
wird erreicht, däß an die exakte Position des vorderen Schwerpunktes m und des hinteren
Schwerpunktes n weniger strenge Anforderungen gestellt Werden müssen.
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Wenn der Arm vollkommen aufrecht steht i wie dies durch die gestrichelten
Linien in F i g.1 angedeutet ist -, verläuft die Linie fy fast senkrecht und die
Wirkungslinie parallel dazu. Dadurch wird das Gehäuse 60 angehoben und in
den freien Raum des knieförmigen Teils 20 eingeschwenkt. Die Abmessungen
sind dabei so, daß der Zwischenraum des vergrößerten Teils des Gehäuses 60 vom Gelenk
g etwas größer ist als die Länge des Gliedes von der seitlichen Schwenkachse b-b
bis zum Gelenk g.
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Ein Ausführungsbeispiel der Hebelanordnung in Verbindung mit einer
elektrischen Lampe ist in den F i g. 1 bis 4 gezeigt, wobei ein schweres elektrisches
Element - beispielsweise ein Transformator 80 -in dem Gehäuse 60 untergebracht
und mit dem Lampenkopf 70 über eine Leitung verbunden ist. Auf diese Weise unterstützt
der Transformator 80 ein Ausbalancieren des relativ leicht konstruierten Lampenkopfes
70. In diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Stromzufuhr mittels einer Anschlußleitung
8ü., die durch das Gehäuse 60 zum Transformator 80 führt. Ferner sind Leitungen
82 vorgesehen, die vom Gehäuse 60 durch den Gegen gewichtsarm 61 und durch das Gelenkstück
63 und den Lampenarm 65 zum Lampenkopf 70 führen. Da der Transformator 80 und das
Gehäuse 60 rückwärts liegen, braucht das Kabel 81 nicht durch das Auflager
30, das knieförmige Teil 20 und die Grundplatte 10 geführt zu werden.
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Bei anderen Lampentypen kann das notwendige Zubehör, wie z. B. Batterien,
Kondensatoren usw., den Transformator 80 ersetzen. Dadurch wird die Lampe sehr vielseitig
-_- beispielsweise als tragbare Lampe, als leistungsfähige Studiobeleuchtungseinrichtung,
als therapeutische Lampe und als Arbeitslampe auf Maschinen =- verwendbar. Die beschriebene
Hebelanordnung ist jedoch auch als Mikrofonarm und für andere gleichartige Zwecke
verwendbar. Da nur der Gegengewichtsarm 50 und der Lampenarm 65 mit einer elektrischen
Leitring versehen sind, bestehen keine Schwierigkeiten, den Sockel dem jeweiligen
Zweck anzupassen.