-
Die
Erfindung betrifft ein Gelenkstativ mit wenigstens zwei Armen, die über
einen Gelenkzapfen miteinander verbunden sind, wobei der Gelenkzapfen
mit einem Betätigungsglied versehen ist, wobei an den freien
Enden der Arme jeweils ein Gelenkglied in einer Spannhülse
angeordnet ist, nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher
definierten Art.
-
Ein
gattungsgemäßes Gelenkstativ ist aus der
DE 40 11 178 C2 bekannt.
Zwar hat sich dieses Stativ über die Jahre sowohl im Einsatz
als Halterung für Messinstrumente als auch zum Halten medizinischer
Instrumente als sehr gut geeignet erwiesen, insbesondere bei Anwendungen,
bei denen von dem durch das Gelenkstativ gehaltenen Gegenstand höhere
Kräfte auf das Gelenksta tiv einwirken, kann es jedoch teilweise
zu Ungenauigkeiten in der Messung kommen.
-
Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes
Gelenkstativ derart weiter zu bilden, dass unter Beibehaltung der
kompakten Bauweise desselben genauere Messergebnisse möglich
sind.
-
Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
-
Durch
die beiden aneinanderliegenden Schrägflächen des
Arms und des Halterings wird im montierten Zustand des erfindungsgemäßen
Gelenkstativs der Haltering über die Schrägflächen
nach außen in Richtung der Spannhülse gedrückt.
Eine Bewegung in diese Richtung ist für den Haltering jedoch nicht
möglich, da eine solche Bewegung von der Spannhülse
begrenzt wird, so dass der Haltering zwischen dem Arm und der Spannhülse
sehr starr gehalten ist. Dadurch kann über die Spannhülse
das durch den Arm gehaltene Gelenkglied in seiner gespannten Position
erheblich steifer gehalten werden als dies mit bekannten Lösungen
möglich war.
-
Erfindungsgemäß ergibt
sich somit eine erheblich steifere Konstruktion des Gelenkstativs,
wodurch sich mit an demselben angebrachten Messeinrichtungen sehr
viel genauere Messergebnisse erzielen lassen.
-
Eine
Verstärkung des oben beschriebenen Effekts, nämlich
dass der Haltering in Richtung der Spannhülse gedrückt
und von derselben gehalten wird, ergibt sich, wenn in einer vorteilhaften
Weiterbildung der Erfindung die umlaufenden Schrägflächen des
Arms und des Halterings als Kegelstumpfflächen ausgebildet
sind.
-
Weitere
vorteilhaften Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung
ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen. Nachfolgend
ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung
prinzipmäßig dargestellt.
-
Es
zeigt:
-
1 einen
Schnitt durch das erfindungsgemäße Gelenkstativ;
-
2 einen
Schnitt durch den Arm des erfindungsgemäßen Gelenkstativs;
und
-
3 eine
vergrößerte Darstellung des Gelenkstativs im Bereich
des Halterings und der Spannhülse.
-
Von
dem erfindungsgemäßen Gelenkstativ sind lediglich
die für die Erfindung wesentlichen Teile dargestellt. So
fehlen z. B. die an einem Ende eines Armes zu befestigende Messuhr
und der an dem anderen Arm zu befestigende Stativfuß, welcher
z. B. ein Permanentmag net sein kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird ein hydraulisch betätigtes Gelenkstativ beschrieben,
die Erfindung ist jedoch auch bei mechanisch über entsprechende
Gestänge betätigten Gelenkstativen anwendbar,
wie sie beispielsweise in der
DE 24 19 637 A1 oder der
DE 31 04 353 A1 beschrieben
sind.
-
Das
dargestellte Gelenkstativ weist zwei Arme 1 und 2 auf,
die einen inneren, dickeren Bereich aufweisen, wobei sie jeweils
an entsprechenden Abflachungen an ihren aufeinander zugekehrten Seiten
aneinanderliegen. Während der Arm 1 mit einer
Stufenbohrung 3 versehen ist, weist der Arm 2 eine
Sackbohrung 4 auf, die mit einem Innengewinde versehen
ist. In die Stufenbohrung 3 ist ein Gelenkzapfen 5 eingesetzt,
dessen Bund 6 in die größere Bohrung
der Stufenbohrung 3 des Arms 1 eingepasst ist.
Der Schaft 7 des Gelenkzapfens erstreckt sich durch die
Stufenbohrung 3 mit dem kleineren Durchmesser und dessen
Endbereich 8 ragt in die Sackbohrung 4 des anderen
Arms 2. Der Endbereich 8 des Gelenkzapfens 5 ist
mit einem Außengewinde versehen, das in das Innengewinde
der Sackbohrung 4 eingreift. Auf diese Weise ist der Arm 1 mit
dem Gelenkzapfen 5 verbunden, wobei er gleichzeitig mit
seiner Abflachung an dem Arm 2 anliegt.
-
Auf
der aus dem Arm 1 ragenden Seite des Gelenkzapfens 5 ist
diese mit einer Klemmschraube 9 als Betätigungsglied
versehen. Die Klemmschraube 9 besitzt einen freien Innenraum,
in den ein Stellkolben 10 eingesetzt ist. Der Stellkolben 10 liegt
auf seiner einen Seite an dem Boden einer Innenbohrung der Klemmschraube 9 an,
während er mit seinem anderen Endbereich in einen Druckraum 11 im
Inneren des Gelenkzapfens 5 ragt. Von dem Druckraum 11 aus
erstreckt sich eine Längsbohrung 12 durch den Gelenkzapfen 5 bis
zu der Stirnseite des Endabschnittes 8. Wie ersichtlich,
ist die Tiefe der Sackbohrung 4 bzw. die Länge
des Endabschnittes 8, der in den Arm 2 ragt, so
gewählt, dass ein Freiraum 13 zwischen dem Boden
der Sackbohrung 4 und der Stirnseite des Endabschnittes
verbleibt.
-
Von
der Umfangswand des Freiraumes 13 zweigt eine sich in Längsrichtung
des Arms 2 erstreckende Hydraulikleitung 14 ab,
die im Bereich des freien Endes des Arms 2 in einen weiteren
Kolbenraum 15 mündet. In dem Kolbenraum 15 befindet sich
ein Klemmkolben 16, an dessen von dem Kolbenraum 15 abgewandten
Bereich ein als Gelenkglied 17 ausgebildetes Kugelgelenk
anliegt.
-
Zur
Sicherung gegen ein Herausfallen des Klemmkolbens 16 und
des Kugelgelenkes 17 dient eine Spannhülse 18,
die auf das freie Ende des Arms 2 aufschiebbar ist, wobei
die Öffnung der Spannhülse eine geringere Öffnungsweite
besitzt als der Durchmesser des Kugelgelenks 17. Auf diese
Weise sind der Klemmkolben 16 und das Kugelgelenk 17 sicher im
Inneren der Spannhülse gehalten, wobei lediglich noch für
eine Abdichtung durch einen über den Klemmkolben 15 gelegten
Dichtring 19 zu sorgen ist.
-
Die
Verbindung der Spannhülse 18 mit dem Arm 2 und
dessen Positionierung auf dem Arm 2 erfolgt über
einen Haltering 20, der, wie aus dem Schnitt gemäß 2 hervorgeht,
aus zwei Halbschalen 20A und 20B gebildet ist.
Der Haltering 20 ist auf seiner nach außen gerichteten
Seite mit einem Gewindeabschnitt 21 in Form eines Absatzes
versehen, der einen gegenüber dem Außendurchmesser
des Halteringes 20 reduzierten Durchmesser besitzt. Der Arm 2 ist
mit einer Umfangsnut 22 versehen, deren Breite so groß ist,
dass der Haltering zusammen mit seinem Gewindeabschnitt darin aufgenommen
ist. Zusätzlich ist der Haltering 20 noch auf
der von dem Gewindeabschnitt 21 abgewandten Seite mit einem Bund 23 versehen,
der außenseitig auf dem Arm 2 diesen umschließt.
Die Spannhülse 18 wird zur Positionierung auf
dem Arm 2 auf dem Gewindeabschnitt 21 des Halteringes 20 aufgeschraubt.
Hierzu ist es lediglich erforderlich, dass die beiden Halbschalen 20A und 20B des
Halteringes 20 vorher in die Umfangsnut 22 des
Arms 1 eingelegt worden sind. Durch die Schraubverbindung
zwischen der Spannhülse 18 und dem Haltering 20 und
die Positionierung des Halteringes 20 in der Umfangsnut 22 ist
auf diese Weise eine einfache und bei Bedarf schnell wieder zu lösende
Befestigung der Einzelteile möglich.
-
Ebenso
wie der Arm 2 ist auch der Arm 1 mit einer sich
in dessen Längsrichtung erstreckenden Hydraulikleitung 14 versehen,
die in den Kolbenraum 14 mündet.
-
Der
Arm 1 ist in seinem freien Endbereich in gleicher Weise
wie der Arm 2 aufgebaut. Dies bedeutet, er besitzt ebenfalls
einen Kolbenraum 15, einen Klemmkolben 16, ein
als Kugelgelenk 17 ausgebildetes Gelenkglied, eine Spannhülse 18 und
den aus zwei Halbschalen 20A und 20B gebildeten
Haltering 20. Die Montage und Funktionsweise sind ebenfalls identisch.
Das Kugelgelenk 17 ist zusätzlich mit einem Gewindezapfen 24 versehen,
auf das z. B. eine nicht dargestellte Messuhr geschraubt werden
kann. Wenn an dem Gewindezapfen 24 des Kugelgelenks 17 des
Arms 1 ein Messgerät, beispielsweise eine Messuhr,
angebracht ist, kann in das Kugelgelenk 17 des Arms 2 ein
Stativfuß oder ähnliches eingeschraubt sein.
-
Von
dem Druckraum 11 des Stellkolbens 10 aus führt
eine als Schrägbohrung ausgebildete Druckmittelbohrung 25 zu
der Bohrungsstufe 26 der Stufenbohrung 3. Weiterhin
führt noch von der Bohrungsstufe 26 aus eine Verbindungsbohrung 27 in Form
einer Querbohrung zu der Hydraulikleitung 14 des Arms 1.
-
Das
dargestellte Gelenkstativ funktioniert auf folgende Weise: Soll
eine Arretierung des Gelenkstativs in einer gewünschten
Position erfolgen, so wird die Klemmschraube 9 so verdreht,
dass der Stellkolben 10 in den Druckraum 11 hineinbewegt
wird. In den Druckraum 11 und in den damit verbundenen Bohrungen
und Leitungen befindet sich ein Fluid, im allgemeinen Öl.
Durch die Druckbeaufschlagung des Druckraumes 11 wird ein
entsprechender Druck in den Arm 2 über die Längsbohrung 12,
den Freiraum 13 und die Hydraulikleitung 14 in
den Kolbenraum 15 geleitet. Auf diese Weise verschiebt
sich der Klemmkolben 16 nach außen und presst
nun das Kugelgelenk 17 innenseitig an die Wand der Öffnung
der Spannhülse 19 an. Damit erfolgt eine Arretierung
des Kugelgelenkes 17 durch Klemmung in der gewünschten
Position.
-
Ähnlich
wird über die Druckmittelbohrung 25, die von der
Bohrungsstufe 26 abzweigende Verbindungsbohrung 27,
und die Hydraulikleitung 14 Druck in den Kolbenraum 15 des
Armes 1 geleitet. Dadurch erfolgt in gleicher Weise wie
vorstehend beschrieben auch die Arretierung bzw. die Klemmung des
Kugelgelenkes 17 an dem Arm 1. Die Klemmung des
Kugelgelenks 17 an dem Arm 2 erfolgt analog.
-
Mit
der Unterdrucksetzung des Druckraumes 11 wird auch Druckmittel
unter Druck in die Bohrungsstufe 26 gebracht, und zwar
zwischen den Bund 6 des Gelenkzapfens 5 und den
Boden der Stufenbohrung 3 mit dem größeren
Durchmesser. Durch die Druckbeaufschlagung wird der Arm 2 an
der Berührungsfläche zu dem Arm 1 an
diesen angepresst, wodurch damit auch eine Arretierung bzw. Klemmung
zwischen den beiden Armen 1 und 2 in der gewünschten
Lage erfolgt. Zum Lösen der Arretierung ist es lediglich
wieder erforderlich, die Klemmschraube 9 in der umgekehrten
Richtung zu drehen, womit entsprechend Druck abgebaut wird. Der
Druckaufbau und der Druckabbau erfolgt dabei stufenlos und ist entsprechend
in den Druckwerten auch variierbar, so dass sämtliche Möglichkeiten
zwischen einer losen, einer schwergängigen und einer arretierten
Verbindung gewählt werden können.
-
Um
eine höhere Steifigkeit des gesamten Gelenkstativs zu erreichen,
sind die Arme 1 bzw. 2, die Spannhülse 18 und
der Haltering 20 wie nachfolgend beschrieben ausgeführt:
Wie aus der detaillierteren Darstellung gemäß 3 hervorgeht,
weist der Arm 1 eine sich an die Umfangsnut 22 anschließende Schrägfläche 28 auf.
Auch der Haltering 20 weist eine Schrägfläche 29 auf,
deren Form und Winkel an die Schrägfläche 28 des
Arms 1 angepasst sind und die an der Schrägfläche 28 anliegt.
Bei beiden Schrägflächen 28 und 29 handelt
es sich im vorliegenden Fall um umlaufende Schrägflächen,
die als Kegelstumpfflächen ausgebildet sind. Der Winkel
der umlaufenden Schrägflächen 28, 29 weist
gegenüber einer mit x bezeichneten Längsachse
des Arms 1 einen Winkel von 30 bis 60°, vorzugsweise
ca. 45°, auf.
-
Durch
die beiden miteinander korrespondierenden Schrägflächen 28 und 29 wird
beim Verschrauben der Spannhülse 18 mit dem Haltering 20 der
Haltering 20 über die beiden Schrägflächen 28 und 29 nach
außen in Richtung der Spannhülse 18 gedrückt,
wo diese Bewegung jedoch von der Spannhülse 18 selbst
begrenzt wird, so dass der Haltering 20 zwischen dem Arm 1 und
der Spannhülse 18 fixiert ist. Durch diese Fixierung
des Halterings 20 wird auch eine Bewegung der Spannhülse 18 verhindert und
das Kugelgelenk 17 wird sicher und im Wesentlichen unbeweglich
gehalten. Dadurch lässt sich mit dem Gelenkstativ eine
erheblich verbesserte Messgenauigkeit erreichen.
-
In 3 ist
des weiteren zu erkennen, dass die Spannhülse 18 an
ihrem Außenumfang konisch ausgebildet ist, wobei der Winkel α der
Außenwandung 30 der Spannhülse 18 gegenüber
der der Längsachse des Arms 1 und des Halterings 20 entsprechenden
Längsachse der Spannhülse 18 2 bis 7°,
insbesondere 3 bis 6°, beträgt. Dadurch kann eine noch
kompaktere Bauform der Spannhülse 18 und somit
auch des gesamten Gelenkstativs erreicht werden.
-
Wie
oben beschrieben und wie aus 1 hervorgeht,
weist auch der Arm 2 die Spannhülse 18 und
den Haltering 20 auf, wobei der Arm 2 und der Haltering 20 vorzugsweise
jeweils ebenfalls mit den Schrägflächen 28 und 29 versehen
sind.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 4011178
C2 [0002]
- - DE 2419637 A1 [0013]
- - DE 3104353 A1 [0013]