DE19951441A1

DE19951441A1 - Mit Bremswirkung beaufschlagtes Verbindungs- oder Anschlußteil für wenigstens eine Welle, Profilstange oder dergleichen

Info

Publication number: DE19951441A1
Application number: DE1999151441
Authority: DE
Inventors: Werner Schuss
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-10-25
Filing date: 1999-10-25
Publication date: 2001-05-10

Abstract

Mit Bremswirkung beaufschlagtes Verbindungs- oder Anschlußteil für wenigstens eine Welle, Profilstange oder dergleichen, wobei das Verbindungsteil aus einem Halteteil und einem Aufnahmeteil besteht, wobei das Halteteil mit Haltemitteln an einem Gegenstand befestigt ist, und wobei das Aufnahmeteil die Welle oder die Profilstange oder dergleichen wenigstens teilweise form- und/oder kraftschlüssig aufnimmt und wobei weiter das Aufnahmeteil in dem Halteteil und/oder die Welle oder die Profilstange in dem Aufnahmeteil gegen eine reibende und/oder eine elastische Kraft wenigstens teilweise drehbar gelagert ist und wobei schließlich das Halteteil gegenüber der Welle oder der Profilstange in dem Gegenstand ortsfest oder begrenzt drehbar gelagert ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft, ein mit Bremswirkung beaufschlagtes Verbindungsteil für wenigstens eine Welle, Profilstange oder dergleichen.

In der Regel sollen Verbindungsteile für Wellen Drehkräfte möglichst verlustfrei übertragen. Hierfür sind zahlreiche Formen von leichtgängigen Lagerungen, Aufnahmen oder dergleichen entwickelt worden. Es gibt jedoch auch Anwendungen, bei denen es erwünscht ist, die Drehbewegung einer Welle stets kontrolliert zu bremsen, sei es, um Energie zu vernichten, sei es für bestimmte, hochpräzise Bewegungen oder sei es, um bei Wegnehmen einer Drehkraft einen sofortigen Stillstand der Welle zu erreichen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verbindungsteil für eine Welle oder Profilstange zu schaffen, das diesen erwünschten Bedingungen entspricht. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegende Erfindung ein solches Verbindungsteil zu schaffen, das ein breites Anwendungsfeld um Sport- und Therapiebereich, bei Maschinenantrieben oder kardanischen Gebilden oder einfachen Kupplungen eingesetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen umfaßt.

Erfindungsgemäß ist ein mit Bremswirkung beaufschlagtes Verbindungs- oder Anschlußteil für wenigstens eine Welle, Profilstange oder dergleichen, wobei das Verbindungsteil aus einem Halteteil und einem Aufnahmeteil besteht, wobei das Halteteil mit Haltemitteln an einem Gegentand befestigt ist, und wobei das Aufnahmeteil die Welle oder die Profilstange oder dergleichen wenigstens teilweise form- und/oder kraftschlüssig aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeteil in dem Halteteil und/oder die Welle oder die Profilstange in dem Aufnahmeteil gegen eine reibende und/oder eine elastische Kraft wenigstens teilweise drehbar gelagert ist und daß das Halteteil gegenüber der Welle oder der Profilstange an dem Gegenstand ortsfest oder begrenzt drehbar gelagert ist.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist die genannte elastische Kraft die Federkraft einer in dem Halteteil oder einem Gehäuse des Halteteils festgelegte Spiral- oder Schenkelfeder. Nach einer anderen Ausführung der Erfindung ist die elastische Kraft die Rückstellkraft eines in dem Halteteil oder einem Gehäuse des Halteteils festgelegten elastomeren Elements, wobei das Aufnahmeteil selbst das elastomere Element sein kann. Das elastomere Element kann fest mit der Welle oder der Profilstange verbunden sein.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die genannte reibende Kraft die Bremskraft von wenigstens einem in dem Halteteil für das Aufnahmeteil oder dem Aufnahmeteil für die Welle oder die Profilstange gelagerten Bremsbacken. Der Bremsbacken kann beispielsweise nur in eine Drehrichtung wirken, wobei in der anderen Drehrichtung ein Freilauf für die Welle oder die Profilstange vorhanden ist.

Nach einer besonderen Ausführung der Erfindung weist die Welle oder die Profilstange eine Lagerbuchse für die Aufnahme in dem Aufnahmeteil auf.

Der oder die Bremsbacken können elastisch gelagert sein. Für alle Ausführungsformen ist es vorteilhaft, wenn die elastische oder reibende Kraft einstellbar ist.

Gemäß einer praktischen Realisierung der Erfindung ist die Welle oder die Profilstange mit einem durch Körperkraft eines Lebewesens betätigbaren Gegenstand verbunden. Dieser Gegenstand kann das Pedal eines Ergometers oder ein Handgriff oder ein Pedal eines orthopädischen oder anderweitig medizinischen Trainingsgeräts sein, wobei das Trainingsgerät beispielsweise eine Venenpumpe ist.

Gemäß einer weiteren praktischen Ausführung der Erfindung sind wenigstens zwei Verbindungsteile mit wenigstens einer Welle oder Profilstange verbunden. Es können mehrere Verbindungsteile und mehrere Wellen oder Profilstangen miteinander verbunden sein, wobei wenigstens ein Halteteil eines Verbindungsteils ortsfest oder teilweise drehbar an einem Gegenstand gehalten ist. Gemäß einer besonderen Ausführung der Erfindung sind hierbei die Verbindungsteile und Wellen in 90°-Winkeln zueinander versetzt, so daß sich ein kardanischer Arm ergibt, dessen Endpunkt in x-, y- und z-Richtung bewegbar ist.

Für bestimmte Anwendungen ist es vorteilhaft, wenn Sensoren oder Meßgeräte die Drehrichtung, Drehkraft und/oder Drehgeschwindigkeit der Welle oder der Profilstange erfassen. Diese können auch die Position von Endpunkten von Bewegungen erfassen. Die erfassten Werte werden einer elektronischen Recheneinheit zugeführt, wobei es vorteilhaft sein kann, wenn ein Antrieb für die Welle oder Profilstange vorhanden ist und daß der Antrieb durch die Recheneinheit steuerbar ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen beispielhaft näher beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht einer Anwendungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine Ausführungsform eines Verbindungs- oder Anschlußteils in Explosionsdarstellung;

Fig. 3 ein aus zwei Verbindungsteilen zusammengesetztes Teil für zwei Wellen in Explosionsdarstellung;

Fig. 4 eine Explosionsdarstellung des in Fig. 1 schematisch dargestellten Anwendungsbeispiels mit den Teilen von Fig. 2 und Fig. 3.

Fig. 1 zeigt ein Gerät zur Bewegungstherapie zur Vorbeugung von Venenerkrankungen, eine sogenannte Venenpumpe P. Hier sind auf einem Gestell 31, bestehend aus zwei horizontal verlaufenden Rohren, die durch rechtwinklig zu diesen schräg nach oben verlaufenden Stangen verbunden sind, an deren Verbindungsort vier Verbindungsteile, die miteinander zu einem Kinematikmodul V vereinigt sind, feststellbar angeordnet. Die Verbindungsteile nehmen parallel zu den Rohren des Gestells 31 verlaufenden Achsen (hier nicht gezeigt) auf, die mit Trittbrettern 25 verbunden sind; die um eine Drehachse a um diese Achsen gegen eine Bremskraft der Verbindungsteile schwenkbar angeordnet sind. Der Benutzer bedient diese Pedale 25 von einem Stuhl oder einem Bett aus, wodurch die Venentätigkeit angeregt wird. Um das Gerät besser an verschiedene Einsatzort anzupassen, ist das Modul V lösbar und um eine Schwenkachse b drehbar an dem Gestell 31 angeordnet, so daß es in verschiedenen Winkeln feststellbar ist.

Fig. 2 zeigt den Aufbau eines einzelnen Verbindungsteils mit einer rechteckigen Schale 17 mit einer mittigen Durchgangsbohrung 17', die zwei Bremsbacken 9, 10 aufnimmt. Die Bremsbacken 9, 10 weisen halbrunde Ausnehmungen auf, die zusammen eine kreisförmige Bohrung ergeben, die einen flachzylindrischen Freilauf 4 umschließt. Die Bremsbacken 9, 10 sind mit Reibbelägen 8 für den Freilauf 4 versehen. Der Freilauf 4 weist eine Bohrung für eine Welle (Welle 3 in Fig. 3) auf, deren Achse senkrecht zu der Schale 17 steht. Neben der Durchgangsbohrung 17' der Schale 17 ist in dieser an einer Seite ein Stehbolzen 11 angeordnet, auf den die Bremsbacken 9, 10 mit einander überlagernden, mit Bohrungen für den Stehbolzen 11 versehenen Ohren aufgesteckt und mit einem Sicherungsring 12 gesichert sind. Auf der gegenüberliegenden Seite der Durchgangsbohrung der Schale 17 liegen die Bremsbacken 9, 10 mit Schenkeln gegenüber, wobei der Schenkel des Bremsbackens 9 eine Durchgangsbohrung 9' und der Schenkel des anderen Bremsbackens 10 ein Gewindesackloch aufweist, die koaxial zueinander liegen. Durch die Durchgangsbohrung 9' ist eine Einstellwelle 15 geführt, die nach einer Seite aus der Schale 17 ragt und dort mit einem Drehknopf 16 verbunden ist und deren anderes Ende mit einem Gewinde für das Gewindesackloch des anderen Bremsbackens 10 aufweist. Die Einstellwelle 15 ist durch ein Paket von Tellerfedern 14, das sich außen auf dem Bremsbacken 10 und auf einem Sicherungsring 12 auf der Einstellwelle abstützt nach außen vorgespannt. Durch Betätigen des Drehknopfs 16 können so die Bremsbacken 9, 10 fester angezogen, oder gelockert werden, um die gewünschte Bremswirkung auf den Freilauf 4 zu erzielen. Unterhalb des Freilaufs 4 und bündig mit der Außenwand der Schale 17 liegt auf der Durchgangsbohrung 17' ein Kugellager 5 auf, das die oben genannte Welle aufnimmt.

Fig. 3 zeigt in Explosionsdarstellung ein Kinematikmodul (V in Fig. 1), das aus vier zusammengesetzten Verbindungsteilen 17, 18, 19 besteht, wie sie zu Fig. 2 beschrieben wurden. Die Verbindungsteile sind zu einem Block verschraubt, wobei die zwei mittleren Verbindungsteile 17 mit Durchgangsbohrungen für Schrauben 20 versehen sind, die indem am weitesten links gezeigten Verbindungsteil 19 in Bohrungen mit Senkungen geführt sind und an ihren Enden in Gewindeeinsätze 21 des am weitesten rechts gezeigten Verbindungsteils eingeschraubt werden. Die Verbindungsteile sind in dem Block so ausgerichtet, daß die Einstellwellen in zwei verschiedene Richtungen zeigen. In den Freiläufen und Kugellagern (4 und 5 in Fig. 2) sind Wellen 3 geführt, die mit Sicherungsringen 6 gehalten werden.

Fig. 4 zeigt das Kinematikmodul V aus Fig. 3 in der zu Fig. 1 beschriebenen Anwendung bei einer Venenpumpe P. Das in Explosionsdarstellung gezeigte Gerät besteht aus dem Gestell 31, das aus zwei liegenden parallelen Rohren mit Endkappen 32 besteht, die über jeweils zwei schräg nach oben zu ihrer Mitte hin verlaufenden Rohren zum Beispiel durch Verschweißen miteinander verbunden sind. Ein Rohrpaar weist an seinem oberen Ende Einstecköffnungen für Montagezapfen des Kinematikmoduls V auf, die mittels Schrauben 22 in den Rohrenden befestigt sind. Die Wellen 3 des Kinematikmoduls V verlaufen parallel zu den Rohren des Gestells 31 und sind endseitig verdrehsicher in Lageraugen von jeweils gleich geformten Lagerblöcken 2 gelagert. Die Lagerblöcke lassen sich mit den Wellen 3 in den Freiläufen und Kugellagern des Kinematikmoduls V gegen eine voreingestellte Kraft drehen. Mit den Lagerblöcken 2 ist jeweils eine Führungswelle 25 verbunden, die nach unten aus den Lagerblöcken 2 ragt und in einem Abstand zu diesen in 90°-Winkeln nach außen gebogen sind, wobei die gebogenen Enden parallel zu den Wellen 3, bzw. den Rohren des Gestells ausgerichtet sind. Auf diesen Enden sind starre Trittplattenhalter 25' angeordnet, auf denen Trittplatten 25" mittels Schrauben 26 befestigt sind. Die Trittplatten 25" sind mit Schlaufen 30 für Füße versehen. Ein Benutzer richtet, beispielsweise auf einem Stuhl sitzend, seine Füße auf den Trittplatten 25" so aus, daß sich die Knöchelachsen in einer Ebene mit den Modulachsen befinden. Zur Einhaltung dieser Position sind an den Enden der Führungswellen 25 mittels Rändelhohlschrauben 28 verstellbare Fußanschläge angeordnet. Zur Ausrichtung der Drehachsen sind die Lagerblöcke 2 mit Einstellgriffen 23 für die Einstelltiefe der Führungswellen 25 angeordnet. Der Benutzer dreht nun seine Füße auf den Trittplatten um die Knöchelachsen gegen die voreingestellte Kraft des Kinematikmoduls V. Diese Bewegung, die dem Gehen nicht unähnlich ist, unterstützt vor allem den venösen Kreislauf durch Verbesserung der Pumpfunktion und beugt so venöser Insuffizienz vor, die zu Thrombosen und Krampfadern führen können.

Claims

1. Mit Bremswirkung beaufschlagtes Verbindungs- oder Anschlußteil für wenigstens eine Welle, Profilstange oder dergleichen,
wobei das Verbindungsteil aus einem Halteteil und einem Aufnahmeteil besteht,
wobei das Halteteil mit Haltemitteln an einem Gegentand befestigt ist,
und wobei das Aufnahmeteil die Welle oder die Profilstange oder dergleichen wenigstens teilweise form- und/oder kraftschlüssig aufnimmt, dadurch gekennzeichnet,
daß das Aufnahmeteil in dem Halteteil (17) und/oder die Welle (3) oder die Profilstange in dem Aufnahmeteil (4, 5, 9, 10) gegen eine reibende und/oder eine elastische Kraft wenigstens teilweise drehbar gelagert ist,
und daß das Halteteil gegenüber der Welle oder der Profilstange an dem Gegenstand ortsfest oder begrenzt drehbar gelagert ist.

2. Verbindungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Kraft die Federkraft einer in dem Halteteil oder einem Gehäuse des Halteteils festgelegte Spiral- oder Schenkelfeder ist.

3. Verbindungsteil nach Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Kraft die Rückstellkraft eines in dem Halteteil oder einem Gehäuse des Halteteils festgelegten elastomeren Elements ist.

4. Verbindungsteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeteil das elastomere Element ist.

5. Verbindungsteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das elastomere Elementfest mit der Welle oder der Profilstange verbunden ist.

6. Verbindungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die reibende Kraft die Bremskraft von wenigstens einem in dem Halteteil für das Aufnahmeteil oder dem Aufnahmeteil für die Welle (3) oder die Profilstange gelagerten Bremsbacken (9, 10) ist.

7. Verbindungsteil nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsbacken nur in eine Drehrichtung wirkt und daß in der anderen Drehrichtung ein Freilauf (4) für die Welle (3) oder die Profilstange vorhanden ist.

8. Verbindungsteil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle oder die Profilstange eine Lagerbuchse für die Aufnahme in dem Aufnahmeteil aufweist.

9. Verbindungsteil nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsbacken elastisch gelagert ist.

10. Verbindungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische oder reibende Kraft einstellbar ist.

11. Verbindungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle oder die Profilstange mit einem durch Körperkraft eines Lebewesens betätigbaren Gegenstand verbunden ist.

12. Verbindungsteil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand das Pedal eines Ergometers oder ein Handgriff oder ein Pedal eines orthopädischen oder anderweitig medizinischen Trainingsgeräts ist.

13. Verbindungsteil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Trainingsgerät eine Venenpumpe (P) ist.

14. Verbindungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Verbindungsteile (17, 18, 19) mit wenigstens einer Welle oder Profilstange verbunden sind.

15. Verbindungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Verbindungsteile und mehrere Wellen oder Profilstangen miteinander verbunden sind, wobei wenigstens ein Halteteil eines Verbindungsteils ortsfest oder teilweise drehbar an einem Gegenstand gehalten ist.

16. Verbindungsteil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsteile und Wellen in 90°-Winkeln zueinander versetzt sind, so daß sich ein kardanischer Arm ergibt, dessen Endpunkt in x-, y- und z-Richtung bewegbar ist.

17. Verbindungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Sensoren oder Meßgeräte die Drehrichtung, Drehkraft und/oder Drehgeschwindigkeit der Welle oder der Profilstange erfassen.

18. Verbindungsteil nach Anspruch 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Position des Endpunkts durch Sensoren oder Meßgeräte erfasst wird.

19. Verbindungsteil nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die erfassten Werte einer elektronischen Recheneinheit zugeführt werden.

20. Verbindungsteil nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antrieb für die Welle oder Profilstange vorhanden ist und daß der Antrieb durch die Recheneinheit steuerbar ist.