DE1554289C3 - Vorrichtung zur Kompensation einer nach Richtung und Größe konstanten Kraft, insbesondere des Gewichts der Tischplatte eines vertikal verstellbaren Instrumententisches - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kompensation einer nach Richtung und Größe konstanten Kraft, insbesondere des Gewichts der Tischplatte eines an einer vertikal verstellbaren Stütze befestigten Instrumententisches, mittels mindestens einer Kompensationfeder, von welcher bei der Höhenverstellung der Stütze der eine Angriffspunkt gegenüber dem anderen, in Kraftrichtung unbeweglichen Angriffspunkt der Feder durch einen Lenkmechanismus längs eines Kreises geführt ist, wobei beim Lenkmechanismus die vertikale Stütze mit einer, vertikalen Säule mittels Gelenkarmcn zu einem Parallelogrammgelenksystem verbunden und die Kompensationsfeder geneigt zwischen Stütze und Säule angeordnet ist.

Bei einer bekannten Ausführung der eingangs genannten Art (US-PS 30 85 778), welche die Kompensation des Gewichtes eines Fahrzeugsitzes und der darauf sitzenden Person ermöglichen soll, ist der Sitz mittels eines Parallclogrammgelenksystems aufgehängt. Eine Kompensationsfeder ist zwischen dem unbeweglichen Schwenkpunkt des einen Lenkers des Parallelogramms und dem beweglichen Schwcnkpunkt des anderen Lenkers des Parallelogramms geneigt zwischen Stütze und Säule angeordnet. Auch in diesem Falle ist also der eine Angriffspunkt der Kompeiisationsfeder längs eines Kreises beweglich, doch sind im übrigen die Bedingungen nicht erfüllt, um eine genaue Kompensation eines bestimmten Gewichtes bei verschiedenen Stellungen des Fahrzeugsitz.es zu erzielen.

Bei einer ähnlichen bekannten Vorrichtung (US-I¹S 30 79 72b) ist die vertikale Stütze mit der Tischplatte eines Zeichentisches mittels zweier paralleler Lenker an einer Säule eines Tischgestells aufgehängt. Die Kornpensationsfeder wirkt parallel zur Stütze und ist zwischen dem Tischgestell und etwa der Mitte ties einen Lenkers eingehängt. Diese Vorrichtung ist zwar einfach.

aber sie ist nicht geeignet, bei einem erheblichen Hub der Tischplatte das Gewicht derselben und eines auf ihr stehenden Instrumentes in allen Lagen genau zu kompensieren. Bei dieser bekannten Vorrichtung liegt das Zentrum des Kreises mit dem alitieren Angril'l'spunkt der Kompensationsfeder nicht auf einer in Richtung der zu kompensierenden Kraft verlaufenden Linie.

Bei einer ähnlichen Vorrichtung (US-PS 32 1 3X09) für eine höhenverstellbare Tischplatte ist der Angriffspunkt tier Kompensationsfeder an einem Lenker verstellbar. Auch in diesem Falle ist keine Hinstellung möglich, bei welcher eine vollständige Kompensation des Gewichtes für alle Lagen des Trägers eintritt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Krall, z. B. das Gewicht einer Tischplatte eines Instrumententisches. für jede Stellung der Stütze kompensiert ist.

Die Lösung dieser Aufgabe soll erfindungsgemäß dadurch erfolgen, daß das Zentrum des Kreises mit dem anderen Angriffspunkt auf einer in Richtung dcv zu kompensierenden Kraft verlaufenden Linie liegt, und daß die Kompensationsfeder eine lineare Charakteristik aufweist. Unter diesen Umständen ist eine theoretisch genaue, dauernde Kompensation der Kraft für beliebige Stellungen der Stütze möglich.

Im folgenden ist die Erfindung anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispielc näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Senkrechtschnitt einer ersten Ausführungsform,

F i g. 2 und 3 Horizontalschnitte nach Linien H-Il bzw. IH-111 von Fig. I,

F i g. 4 einen Senkrechtschnitt durch eine zweite Ausführungsform und

Fig. 5 bis 10 Schnitte nach Linien V-V bis X-X von F i g. 4.

Fig. 1 zeigt einen Tisch 1, auf welchem sich ein nicht dargestelltes Instrument oder Gerät befindet, das mit dem Tisch in einem bestimmten Bereich höhenverstellbar sein soll. Der Tisch 1 ist mit einer Platte 2 verschraubt, die ihrerseits mit einer vertikalen Stütze 3 verschraubt ist. Die Stütze 3 ist beweglich in einem Gehäuse 4 angeordnet, das mittels eines Fußes 5 am Boden befestig werden kann. Die Stütze 3 besteht aus einem U-Profil 6, das durch ein Flacheisen 7 verstärkt ist. Mit dem U-Profil 6 und dem Flacheisen 7 sind an zwei Stellen Klötze 8 mit seitlich vorstehenden Gelenkzapfen 9 verschraubt. Auf den Gelenkzapfen 9 sind Gelenkarme 10 gelenkig gelagert. An einem mit dem Fuß 5 mittels einer Platte 11 verbundenen U-Profil 12, das einen Teil des ortsfesten Gehäuses 4 bildet, sind den Klötzen 8 entsprechende Klötze 8' verschraubt, die

mit Gelenkzapfen 9' für die Gelenkarme 10 versehen sind. Die Stütze 3 kann somit um die ortsfesten Gelenkzapfen 9' eine kreisförmige Bewegung ausführen, wobei der Tisch 1 mit der Stütze 3 verstellt werden kann. In einem zwischen dem U-Profil 12 und einer dazu parallelen Schiene 13 gebildeten vertikalen Führungskanal ist eine Säule 14 vertikal verschiebbar angeordnet. Mit dem oberen Ende der Säule 14 ist eine Spindel 15 verbunden, die eine auf dem oberen Klotz 8' abgestützte Mutter 16 durchragt. Die Mutter 16 kann mittels eines durch die obere Öffnung des Gehäuses 4 eingeführten Schlüssels gedreht werden, um die Spindel 15 und damit die Säule 14 vertikal einzustellen.

Das U-Profil 6 der Stütze 3 ist im unteren Teil mit Zapfen 17 versehen, an welchen gemäß F i g. 3 je zwei als Kompensationsfedern 18 wirkende Schraubenfedern eingehängt sind. Die oberen Enden der Kompensationsfedern 18 sind an Zapfen 19 der Säule 14 angehängt. Zur deutlicheren Darstellung ist das mit der Säule 14 verbundene Ende der untersten Feder 18 in Fig. 1 dargestellt, obwohl diese Feder eigentlich in diesem Schnitt nicht sichtbar wäre.

Mit der Schiene 13 ist ein Zahnsegment 20 verbunden, in welches eine Nase 21 eines Verriegelungskörpers 22 greift, der mit den beiden Schenkeln eines Senkrechtarmes 23 verbunden ist. Der Senkrechtarm 23 ist mit einem etwa parallel unter dem Tisch 1 liegenden Betätigungsarm 24 verbunden. Der innere plattenförmige Teil des Betätigungsarmes 24 ist unter Zwischenlage eines elastischen Polsters 25, beispielsweise aus Gummi, beweglich mit der Platte 2 verschraubt. Normalerweise hält das elastische Polster 25 den Senkrechtarm 23 und den Betätigungsarm 24 in der in Fig. 1 dargestellten Lage, wobei die Nase 21 im Eingriff mit dem Zahnsegment 20 steht und damit die Höhe des Tisches 1 und der damit verbundenen Stütze 3 festlegt. Der Betätigungsarm 24 der Verriegelung kann jedoch angehoben werden, wobei das elastische Polster 25 in Fig. 1 gesehen links etwas komprimiert wird, um die Nase 21 aus dem Zahnsegment 20 auszurücken und den Tisch, bzw. die Stütze 3 zu verstellen.

Die einen Angriffspunkte der Kompensationsfedern 18, d. h. die Zapfen 17, bewegen sich bei der Tischverstellung auf Kreisbahnen, wobei der andere Angriffspunkt jeder Kompensationsfeder 18, d. h. der Zapfen 19, senkrecht über dem Zentrum liegt, um das der zugeordnete Zapfen 17 verschwenkbar ist. Unter diesen Umständen findet stets eine vollständige Kompensation des Gewichtes statt, vorausgesetzt, daß die Federn 18 im linearen Teil ihrer Charakteristik arbeiten, d. h. daß die Federkraft proportional dem Federweg bleibt. Geringe, theoretisch mögliche Fehler infolge nicht absoluter Linearität der Federkraft sind praktisch ohne Bedeutung. Zur Anpassung des Kompensationssystems an ein bestimmtes Gewicht genügt es, durch Drehen der Mutter 16 die Spindel 15, bzw. die Säule 14 so lange vertikal zu verstellen, bis eine vollständige Kompensation des vorhandenen Gewichtes eintritt. Damit ist die richtige Einstellung erreicht.

Ein gewisser Nachteil der Ausführungsform nach F i g. 1 bis 3 besteht darin, daß der Tisch 1 bei der Höhenverstellung auch etwas seitlich bewegt wird, indem er nicht nur die gewollte vertikale, sondern die oft unerwünschte horizontale Komponente der Kreisbogenbewegung mitmacht. Dieser Nachteil ist bei der Ausführungsform nach Fig.4 bis 10 vermieden. Der Tisch 1, bzw. die Platte 2 sind in diesem Falle mit einer Stütze 30 verbunden, die an zwei Stellen mittels je dreier Kugellager 31 vertikal geführt ist. Die Kugellager 31 sind an drei vertikalen Zusatzstützen 32 und 33 angebracht. An zwei weiteren Stellen ist die Stütze 30 mittels der Gelenkarme 10 mit einer Säule 34 verbunden. Das untere Ende der Säule 34 ist mittels einer kugelgelagerten Rolle 35 auf einer horizontalen Führungsbahn 36 abgestützt, die mit der Platte 11, bzw. mit dem Fuß 5 des Tischgestells verbunden ist. Auf dem unteren Teil der Säule 34 ist ein Halter 37 vertikal verschiebbar angeordnet. Ein der Sicherung des Halters 37 auf der Säule 34 dienender Klotz 38 ist mit einer Gewindebohrung 39 versehen, in welche eine Spindel 40 greift. Das obere Ende der Spindel 40 ist drehbar, aber axial gesichert in einem mit dem oberen Ende der Säule 34 verbundenen Klotz 41 gelagert. Das obere Spindelende ist als Mehrkant 42 zum Aufsetzen eines Schlüssels durch eine Öffnung 43 des Gehäusedeckels 44 ausgebildet.

Die Stütze 30, die Säule 34 und der Halter 37 sind mit den Zapfen 17 bzw. 19 zum Einhängen je zweier Kompensationsfedern 18 versehen, die in den F i g. 4 bis 10 mit strichpunktierten Linien angedeutet sind. Das obere System von Kompensationsfedern 18 weist fünf Gruppen von je vier in einer Ebene liegenden Federn auf, aber diese Federn könnten gegebenenfalls etwas weniger steil eingehängt werden, indem die in F i g. 4 gesehen rechten Enden der obersten Federgruppe am rechten Gelenkzapfen des oberen Gelenkarms 10 und auch die übrigen Federn je um eine Stelle höher eingehängt würden. Auch an der Säule 34 kann eine überschüssige Einhängestelle vorgesehen werden, damit gegebenenfalls auch eine zusätzliche Federgruppe eingehängt werden könnte um höhere Gewichte zu kompensieren.

An der Stütze 30 ist eine Bremse zum Arretieren der Stütze bzw. des Tisches 1 auf bestimmter Höhe vorgesehen. Der Betätigungsarm 24 ist mit einer die Stütze 30 umgreifenden und auf einem Zapfen 45 gelagerten Gabel 46 verbunden, deren in F i g. 4 gesehen rechtes Ende an einer Betätigungsstange 47 angreift. Die Betätigungsstange 47 ist in mit der Stütze 30 verschraubten Klötzen 48 und 49 vertikal verschiebbar geführt. Eine Druckfeder 50 hält die Betätigungsstange 47 normalerweise in der dargestellten oberen Endlage. Das untere Ende der Betätigungsstange 47 ist gemäß F i g. 10 mit einem Klotz 51 verbunden, der zwei bewegliche Bremsbacken 52 mit Keilflächen 53 trägt. Die Keilflächen 53 umgreifen einen mit der Stütze 30 verschraubten Zapfen 54. Bei der dargestellten Ruhelage, in welcher die Betätigungsstange 47 durch die Druckfeder 50 in einer oberen Endlage gehalten wird, liegen die Keilflächen 53 am Zapfen 54 an und pressen die Bremsbacken 53 seitlich gegen die beiden Zusatzstützen 33.

Durch Anheben des Betätigungsarms 24 kann die Betätigungsstange 47 entgegen dem Druck der Druckfeder 50 nach unten verschoben werden, wodurch auch die Bremsbacken 52 nach unten verschoben und damit deren Verkeilung gelöst wird. Damit kann der Tisch 1 frei nach oben oder unten verstellt werden, wobei die Bremsbacken 52 zwischen den beiden Zusatzstützen 33 laufen. Während der Tischverstellung erfolgt dauernd eine vollständige Gewichtskompensation, indem wiederum der eine Angriffspunkt jeder Kompensatiorrsfeder 18 gegenüber dem anderen Angriffspunkt einen Kreisbogen beschreibt, dessen horizontale Komponente bei dieser Ausführung durch die Horizontalverschiebung der Säule 34 übernommen wird, wobei die Rolle 35

auf der Führungsbahn 36 rollt und das ganze Gewicht aufnimmt. Zur kontinuierlichen Anpassung des Kompensationssystems an Gewichtsänderungen kann mittels der Spindel 40 der Halter 37 vertikal verschoben werden, um die Spannung der unteren Gruppe von Kompensationsfedern 18 zu verändern. Zur Anpassung an größere Gewichtsänderungen können Federgruppen entfernt oder zusätzliche Federgruppen eingehängt und/oder in der obenerwähnten Weise die Steilheit eines Teils oder aber aller oberen Federgruppen geändert werden.

Es können selbstverständlich Einzelheiten jeder Ausführungsform bei der andern angewendet werden. So können beispielsweise auch bei der Ausführungsform nach F i g. 1 bis 3 überzählige Verankerungsstellen für die Federn vorgesehen werden, so daß die Federn verschieden steil eingehängt oder zusätzliche Federn angebracht werden können. Außerdem können auch dort nur einzelne Federgruppeh durch Vertikalverstellung eines dem Halter 37 entsprechenden Teils fein eingestellt werden. Durch die Anwendung mehrerer verhältnismäßig kurzer Federn können die Querabmessungen des säulenartigen Gehäuses des Tischständers klein bleiben. Wenn jedoch genügend Raum zu Verfügung steht, kann eine entsprechende Kompensation auch nur mit einer Feder vorgenommen werden, wobei unter Umständen auch eine Druckfeder verwendet werden kann, die von unten nach oben auf den zu kompensierenden Teil wirkt. Es könnte auch eine andere als eine Schraubenfeder verwendet werden, sofern der Kompensationsweg genügend klein ist. Bei beiden Ausführungsbeispielen greifen die Federn direkt an dem zu kompensierenden Teil an. Auch das ist nicht unbedingt erforderlich und die Einstellbewegung kann gegebenenfalls durch Gestänge und Getriebe übersetzt und/oder in eine andere Richtung umgelenkt werden, um in bestimmten Fällen eine günstigere Anordnung und Ausbildung des Kompensationssystems zu ermöglichen.

Die Lenkung der Kreisbewegung je eines Angriffspunktes der Feder oder Federn kann auch so erfolgen, daß eine Rolle vorgesehen wird, die längs einer Kreisbogenbahn läuft.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

. Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Kompensation einer nach Richtung und Größe konstanten Kraft, insbesondere des Gewichts der Tischplatte eines an einer vertikal verstellbaren Stütze befestigten Instrumenlentischcs, mittels mindestens einer Koinpensationsfecler. von welcher bei der Höhenverstellung der Stütze der eine Angriffspunkt gegenüber dem anderen, in Kraftrichtung unbeweglichen Angriffspunkt der Feder durch einen Lenkmechanismus längs eines Kreises geführt ist. wobei beim Lenkmechanismus die vertikale Stütze mit einer vertikalen Säule mittels Gelenkarmen zu einem Parallelogrammgelcnksystem verbunden und die Kompensationsfeder geneigt zwischen Stütze und Säule angeordnet ist. d a d u r c h g e k e η η ζ e i c h η e t. daß das Zentrum des Kreises mit dem anderen Angriffspunkt (19) auf einer in Richtung der zu kompensierenden Krall verlaufenden Linie liegt, und daß die Kompensationsfeder(18)eine lineare Charakteristik aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch !.dadurch gekennzeichnet, daß bei einer oder mehreren, zwischen Stütze (6, 30) und Säule (14, 34) angeordneten Kompensationsfedern( 18) die Säule (14) oder ein auf der Säule (34) angeordneter, die Kompensationsfeclcr oder -federn (18) tragender Halter (37) vertikal einstellbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch I oder 2. bei der die Tischplatte (I, 2) od. dgl. zusammen mit der Stütze (3) eine kreisförmige Bewegung mit einer der Vertikelbewegung überlagerten Horizon ta !bewegung ausführt, gekennzeichnet clinch ein an der Säule (14) angeordnetes Zahnsegment (20), das mit einer Nase (21) eines an der Stütze (3) angeordneten Verriegelungskörpers(22) kuppelbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 3. bei der die Tischplatte (1, 2) od. dgl. zusammen mit der Stütze (30) in Vertikalrichlung gcradegeführt ist. dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsfedern (18) zwischen der Stütze (30) und der horizontal geführten Säule (34). angeordnet sind.