-
Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gelenkmechanismus, der in klappbaren Gebilden, wie beispielsweise Klappstühlen, Wandabschnitten und Ähnlichem, Verwendung findet.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Gelenkmechanismus für faltbare Klappgegenstände sind aus dem Stand der Technik bekannt. Derartige Artikel verwenden häufig eine einzelne Gelenkachse und weisen typischerweise eine X-Rahmenanordnung auf, bei der zwei Rahmenbauteile um eine Achse schwenken, die in der Nähe des Zentrums der Rahmenbauteile positioniert ist. In der zusammengeklappten Position erstreckt sich der Rahmen nach zwei Seiten des Gelenks hin. Abwandlungen des einachsigen Gelenks zur Herstellung eines kompakteren Klappstuhls umfassen die Hinzufügung von parallel zu der einzelnen Achse verlaufenden Achsen, um welche die Rahmenbauteile geschwenkt und gefaltet werden können.
-
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Gelenkmechanismus bereitzustellen, der es ermöglicht, einen Gegenstand zum Zwecke der Platzersparnis zu einer kompakten Struktur zusammenzuklappen und der einfach herstellbar und zusammenbaubar sowie einfach zwischen den jeweiligen ausgeklappten und eingeklappten Zuständen veränderbar ist.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Der hier offenbarte Gegenstand stellt einen Gelenkmechanismus zur Verfügung, der eine Gelenkbasis, Drehachsen und wenigstens drei Schenkelelemente umfasst, wobei ein Ende jedes Schenkelelements um eine Drehachse drehbar angelenkt ist, wobei die Drehung eingeschränkt ist zwischen einem eingeklappten Zustand, in welchem die Schenkelelemente in eine im Wesentlichen einheitliche Richtung weg von ihrer jeweiligen Drehachse weisen, und einem ausgeklappten Zustand, in welchem die Schenkelelemente in unterschiedliche Richtungen weg von ihrer Drehachse weisen, und wobei eine weitergehende Drehung durch einen Ausklappbegrenzungsmechanismus verhindert wird.
-
Eines oder mehrere der folgenden Merkmale können im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Gelenkmechanismus einzeln oder in Kombination verwirklicht werden:
- • Die Gelenkbasis umfasst wenigstens eine Rückfläche und wenigstens eine Frontfläche.
- • Die Gelenkbasis umfasst wenigstens eine Rückfläche und wenigstens eine Stirnfläche, wobei die Schenkelelemente drehbar an einer oder mehreren der Oberflächen befestigt sind.
- • Die Gelenkbasis umfasst wenigstens eine Stirnfläche und die Drehachsen sind senkrecht ausgerichtet zu der wenigstens einen Stirnfläche und wobei jedes Schenkelelement um eine entsprechende Drehachse innerhalb von im Wesentlichen parallelen Ebenen rotiert, die senkrecht zu den Drehachsen liegen.
- • Die Gelenkbasis umfasst zwei oder mehr Stirnflächen und/oder zwei oder mehr Rückflächen, wobei zwei oder mehr beliebige Stirnflächen parallel zueinander sind und zwei oder mehr beliebige Rückflächen parallel zueinander sind.
- • Der Gelenkmechanismus ist so ausgebildet, dass mehr als ein Schenkelelement drehbar um eine einzelne Drehachse ausgelegt ist.
- • Der Ausklappbegrenzungsmechanismus umfasst Blockierwände, die von der Gelenkbasis ausgehen.
- • Der Ausklappbegrenzungsmechanismus umfasst Blockiervorsprünge, die aus der Gelenkbasis herausragen.
- • Der Ausklappbegrenzungsmechanismus umfasst Spannelemente (beispielsweise Kabel, Schnüre, Ketten oder Ähnliches) oder starre Elemente, wie beispielsweise Stangen, welche die Drehbewegung eines Schenkelelements bezüglich eines anderen Schenkelelements einschränken.
- • Der Ausklappbegrenzungsmechanismus umfasst Schenkelelemente, die innerhalb einer ersten Ebene drehbar sind, und einen senkrecht mit jedem Schenkel verbundenen Stift sowie zusätzliche Schenkelelemente, die drehbar in einer zu der ersten Ebene angeordnet und mit einem Schlitz ausgebildet sind, wobei jeder Stift verschiebbar in den Schlitz eingreift, um die Drehung der Schenkel innerhalb der zweiten Ebene durch die Verschiebung des zugehörigen Stiftes, der in seinem jeweiligen Schlitz gleitet, zu begrenzen.
- • Der Schlitz ist linear geneigt.
- • Der Gelenkmechanismus ist Teil eines Klapsstuhls, der außerdem Rahmenelemente und eine Sitzfläche umfasst. Gemäß einer speziellen Ausführungsform ist außerdem eine Rückenlehnenfläche vorgesehen.
- • Der Klappstuhl umfasst röhrenförmige Rahmen, die beispielsweise aus Metall, Holz, Kunststoff oder einem Kompositmaterial bestehen, wobei die Rahmen massiv oder hohl sind und einen beliebigen regelmäßigen oder unregelmäßigen Querschnitt aufweisen.
- • Der Klappstuhl weist Rahmenelemente auf, die im Wesentlichen U-förmig sind.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Zum Verständnis der Erfindung und zur Darstellung, wie sie in der Praxis ausgeführt werden kann, werden nun bevorzugte Ausführungsformen lediglich als nicht einschränkende Beispiele unter Bezugnahme auf beigefügte Zeichnungen beschrieben, in denen:
-
1: eine perspektivische Ansicht eines Gelenkmechanismus' gemäß einer ersten Ausführungsform ist, die in einem ausgeklappten Zustand dargestellt ist;
-
2: eine Draufsicht auf den Gelenkmechanismus der 1 ist;
-
3: eine Draufsicht des Gelenkmechanismus' der 1 in einem zusammengeklappten Zustand ist;
-
4: ein Längsschnitt entlang der Linie I-I der 3 ist;
-
5: eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform des Gelenkmechanismus' ist, der in einem aufgeklappten Zustand dargestellt ist;
-
6: eine Draufsicht auf den Gelenkmechanismus der 5 in einem zusammengeklappten Zustand ist;
-
7: ein Längsschnitt entlang der Linie II-II der 6 ist;
-
8: eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Gelenkmechanismus' der vorliegenden Erfindung mit einem Ausklappbegrenzungsmechanismus ist;
-
9: eine Draufsicht auf den Gelenkmechanismus der 8 in einem eingeklappten Zustand ist;
-
10: eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gelenkmechanismus' mit einem weiteren Beispiel eines Ausklappbegrenzungsmechanismus' ist;
-
11: eine Draufsicht auf den Gelenkmechanismus der 10 in einem eingeklappten Zustand ist; und
-
12: eine perspektivische Ansicht eines Klappstuhls ist, der mit einem erfindungsgemäßen Gelenkmechanismus ausgerüstet ist.
-
Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
-
Die 1 bis 4 zeigen einen Gelenkmechanismus 10, der eine Gelenkbasis 21, Schenkelelemente 12, 13, 14 und 15 umfasst, die jeweils mit einer Öffnung in der Nähe ihrer jeweiligen Enden versehen sind und die drehbar an der Gelenkbasis 21 mittels Stiften 22, 23, 24 und 25 angelenkt sind, welche wiederum entlang imaginärer Drehachsen 32, 33, 34 und 35 positioniert sind. Die Gelenkbasis, die strukturell bevorzugt, aber nicht als wesentliches Merkmal, zylindrisch geformt ist, umfasst eine Rückfläche 26, eine Stirnfläche 27 und ist mit Bohrungen ausgeführt, welche an den Schnittlinien der Gelenkbasis 21 und der imaginären Drehachsen angeordnet sind, mit denen die Stifte verbunden sind. Die Verwendung von Stiften für die drehbare Anlenkung der Schenkelelemente an der Gelenkbasis ist lediglich beispielhaft zu verstehen und andere Drehelemente, wie beispielsweise Nieten oder Bolzen, können ebenfalls verwendet werden. Die imaginären Drehachsen 32, 33, 34 und 35 sind senkrecht zu den Flächen 26 und 27 orientiert und sind parallel zueinander.
-
Die Schenkelelemente 12, 13, 14 und 15 sind drehbar mit den proximalen Enden der Stifte 22, 23, 24 und 25 verbunden, die wiederum mit ihren distalen Enden an der Gelenkbasis 21 befestigt sind und die Drehelemente sind drehbar um die imaginären Achsen 32, 33, 34 bzw. 35. In den Beispielen der 1 sind die Stifte 23 und 24 senkrecht von der Stirnfläche 27 der Gelenkbasis 21 weg orientiert und die Schenkelelemente 13 bzw. 14 sind mit den proximalen Enden der Stifte 23 und 24 verbunden, um Drehungen innerhalb einer ersten Ebene 41 (4) zu ermöglichen. Die Stifte 22 und 25 ragen ebenfalls senkrecht von der Fläche 27 weg und sind länger als die Stifte 23 und 24 (wie man am besten in 4 erkennt). Die Schenkelelemente 12 und 15 sind mit den proximalen Enden der Stifte 12 und 15 verbunden und können frei in einer zweiten Ebene 42 rotieren, die im Wesentlichen parallel zu der ersten Ebene 41 ist.
-
Die 1 und 2 zeigen den Gelenkmechanismus 10 in einem ausgeklappten Zustand, wobei jedes der Schenkelelemente 12, 13, 14 und 15 in unterschiedliche Richtungen von ihren imaginären Achsen 32; 33, 34 und 35 weg gerichtet ist. Die 3 und 4 zeigen den Gelenkmechanismus 10 in einem zusammengeklappten Zustand, in welchem die Schenkelelemente in einer im Wesentlichen einheitlichen Richtung von ihren zugeordneten Verbindungsstiften weg zeigen, so dass das Schenkelelement 15, welches in der zweiten Ebene 42 rotiert, parallel zu dem Schenkelelement 14 ist, welches in der ersten Ebene 41 rotiert, und das Schenkelelement 12, welches in der zweiten Ebene 42 rotiert, parallel zu dem Schenkelelement 13 ist, welches in der ersten Ebene 41 rotiert.
-
In dem in den 1 bis 4 gezeigten Beispiel können die Schenkelelemente 12 und 14 frei innerhalb der zweiten Ebene 42 rotieren, wobei die Einschränkung der Drehung der Kontakt untereinander ist. Entsprechend können die Schenkelelemente 13 und 14 innerhalb der ersten Ebene 41 frei rotieren, wobei die Rotationsbeschränkung der Kontakt untereinander sowie mit den Stiften 22 und 25 ist. Es sei darauf hingewiesen, dass, abgesehen von den oben beschriebenen Einschränkungen, für eine freie, ungehinderte Drehbarkeit der Schenkelelemente 12 und 15 die kumulativen Längen von L1 und L2, die in 2 dargestellt sind und definiert sind durch die maximale Länge (L1) von einem Punkt an der Kante des Endes des Schenkelelements 12 zu der imaginären Achse 33 und der maximalen Länge (L2) von einem Punkt an der Kante des Endes des Schenkelelements 12 zu der imaginären Achse 25 geringer sein muss als der lineare Abstand 13 zwischen den imaginären Achsen 32 und 35. Außerdem müssen bezüglich der Schenkelelemente 13 und 14 die kumulativen Längen von L4 und L5 kleiner als der lineare Abstand 16 zwischen den imaginären Achsen 33 und 34 sein. In den dargestellten Beispielen haben die Enden der Schenkelelemente eine im Wesentlichen halbkreisförmige Form, jedoch können die Enden auch eine rechteckige oder irgendeine andere Form aufweisen.
-
In einem zweiten in den 5–7 dargestellten Beispiel umfasst eine Stirnfläche 127 einer Gelenkbasis 121 außerdem eine untere Stirnfläche 128 und eine obere Stirnfläche 129 und Blockierwände 138 und 139, die durch Wände gebildet werden, die sich von der unteren Stirnfläche 128 zu der oberen Stirnfläche 129 erstrecken. In diesem Beispiel sind die Blockierwände 138 und 139 Kontaktwände, welche die Drehung der Schenkelelemente 113 bzw. 114 beschränken. Abgesehen von diesen Unterschieden sind alle anderen Merkmale identisch mit denen, die oben im Zusammenhang mit der Ausführungsform der 1 bis 4 beschrieben worden sind.
-
Die 8 und 9 zeigen ein weiteres Beispiel eines Gelenkmechanismus' 210. Zusätzlich zu dem in der ersten Ausführungsform der 1 bis 4 beschriebenen Mechanismus und den Abwandlungen der zweiten Ausführungsform der 5 bis 7 weist die Gelenkbasis 221 außerdem Blockierstreben 252 und 255 auf, die sich von der oberen Fläche 229 weg erstrecken und eine Blockierwand 262 bzw. 265 umfassen. Ein Ausklappbegrenzungsmechanismus umfasst die Blockierwände 262 und 265 und die Blockierwände 238 und 239. Beim Ausklappen des Gelenks von dem eingeklappten Zustand aus wird die Drehung der Schenkelelemente 213 und 214 durch den Kontakt mit den Blockerwänden 238 bzw. 239 beschränkt und die Drehung der Schenkelelemente 212 und 215 wird beschränkt durch den Kontakt mit den Blockierwänden 262 bzw. 265, wodurch der ausgeklappte Zustand erreicht wird.
-
Die 10 und 11 zeigen einen Gelenkmechanismus 310, der ein weiteres Beispiel eines Ausklappbegrenzungsmechanismus' zeigt. Das Schenkelelement 312 umfasst einen Schlitz 372, der sich in Längsrichtung entlang der Länge des Schenkelelements 312 erstreckt, entsprechend umfasst das Schenkelelement 315 einen Schlitz 375. Der dargestellte Schlitzverlauf weist eine lineare Anordnung auf; die Form des Schlitzverlaufes kann jedoch auch gekrümmt sein. Stifte 373 und 376 sind starr mit den Schenkelelementen 313 und 314 verbunden und so positioniert, dass sie in die Schlitze 372 bzw. 376 eingreifen.
-
In dem in 11 dargestellten eingeklappten Zustand befinden sich die Stifte 373 und 376 in der Nähe des proximalen Endes der Schlitze 372 und 375. Beim Ausklappen des Gelenkmechanismus' 310 drehen sich die Schenkelelemente 313 und 314 entlang von Wegen, die den Pfeilen 393 bzw. 394 innerhalb einer ersten parallelen Ebene folgen, was dazu führt, dass die starr verbundenen Stifte 373 und 376 innerhalb der Schlitze 372 und 375 gleiten und somit auch eine Drehung der Schenkelelemente 312 und 315 entlang von Wegen bewirken, welche den Pfeilen 392 und 395 innerhalb einer zweiten Ebene folgen. Die Drehung der Schenkel innerhalb der zweiten Ebene ist somit durch die Verschiebung der zugeordneten Stifte eingeschränkt, die in ihren jeweiligen Schlitzen gleiten. Es sei angemerkt, dass man durch Veränderung der Form der Schlitze das Ausmaß der Winkeldrehung der in der zweiten Ebene drehenden Schenkel anpassen kann, während man das gleiche Ausmaß der Winkeldrehung der in der ersten Ebene rotierenden Schenkel beibehält.
-
Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die Ausklappmechanismen, wie sie oben beschrieben worden sind, lediglich Beispiele darstellen und andere Anordnungen auch möglich sind, wie im Folgenden unter Bezugnahme auf 12 beschrieben ist.
-
In 12 ist ein allgemein mit der Bezugsziffer 400 bezeichneter Klappstuhl dargestellt, der in einem ausgeklappten Zustand dargestellt ist und ein Sitzelement 402, ein Rückenlehnenelement 403, ein hinteres Fußelement 404 und ein vorderes Fußelement 405 umfasst, die alle im Wesentlichen U-förmige Rahmen sind, eine Sitzfläche 406, ein Gelenkmechanismus 410, wie er beispielsweise oben in den 1 bis 4 beschrieben worden und an jeder Seite des Klappstuhls 400 dargestellt ist, und einen Ausklappbegrenzungsmechanismus in Form eines Zugkabels 407, das auch an jeder Seite des Klappstuhls 400 angeordnet ist. Die U-förmigen Rahmenteile 402, 403, 404, 405 umfassen jeweils Schenkelelemente 412, 413, 414 bzw. 415, welche mit Öffnungen 482, 483, 484 und 485 ausgestattet sind. Es versteht sich, dass die röhrenförmigen Rahmen beispielsweise aus Metall, Holz, Kunststoff oder einem Kompositmaterial bestehen, wobei die Rahmen massiv oder hohl sein können und einen geeigneten regelmäßigen oder unregelmäßigen Querschnitt annehmen können.
-
Die Sitzfläche 406, welche das Sitzelement 402 und das Rückenlehnenelement 403 verbindet, bildet den Sitzbereich für einen (nicht dargestellten) Benutzer des Klappstuhls 400, wenn dieser sich in seinem ausgeklappten Zustand befindet. Bei dieser Ausführungsform ist das Zugkabel 407 mit jedem der Schenkelelemente der U-förmigen Rahmenelemente verbunden ausgehend von dem proximalen Ende des Zugkabels, das mit dem Schenkelelement 415 des vorderen Fußteils 405 an einer Öffnung 485 verbunden ist, dann mit dem Schenkelelement 414 an einer Öffnung 484 verbunden ist, welche sich in einer Entfernung D1 von der Öffnung 425 befindet, dann mit dem Schenkelelement 413 an einer Öffnung 483 verbunden ist, die sich in einer Entfernung D2 von der Öffnung 484 befindet, und wobei das distale Ende des Zugkabels 407 mit dem Schenkelelement 412 an einer Öffnung 482 verbunden ist, die sich in einer Entfernung D3 von der Öffnung 483 befindet. Der Klappstuhl kann von dem ausgeklappten Zustand ausgehend so weit aufgeklappt werden, bis das Zugkabel 407 seine volle Ausdehnung erreicht, d. h. wenn die Abstände D1, D2 und D3 erreicht werden, so dass an dieser Stelle ein weiteres Aufklappen verhindert wird und so das Ausklappen der U-förmigen Rahmenelemente des Klappstuhls 300 über ihren endgültigen ausgeklappten Zustand hinaus verhindert.
-
Es versteht sich, dass eine beliebige Ausführungsform des Ausklappbegrenzungsmechanismus' in dem Klappstuhl 300 verwendet werden kann und dass der in 10 dargestellte Ausklappmechanismus lediglich beispielhaft ist.
-
Es versteht sich außerdem, dass der beschriebene Gelenkmechanismus nicht auf die dargestellten Beispiele beschränkt ist und zusätzliche Schenkelelemente umfassen kann, die in parallelen Ebenen drehbar sind und über weitere Stirnflächen mit der Gelenkbasis verbunden sind.
-
Außerdem kann der oben beschriebene Gelenkmechanismus bei anderen Klappanwendungen außer dem in 12 beschriebenen Klappstuhl verwendet werden, wie beispielsweise bei einklappbaren Füßen eines Tisches oder bei zusammenklappbaren Trennwänden sowie bei weiteren Anwendungen.
