DE2635631A1

DE2635631A1 - Schwenklager

Info

Publication number: DE2635631A1
Application number: DE19762635631
Authority: DE
Inventors: Jerald L Brown; John J Shelton
Original assignee: Fife Corp
Current assignee: Fife Corp
Priority date: 1975-08-20
Filing date: 1976-08-07
Publication date: 1977-03-03
Also published as: US4103859A; DE2635631B2; DE2635631C3

Description

PATENTANWÄLTE DipL-Phys. JÜRGEN WEISSE . Dipl.-Chem. Dr. RUDOLF WOLGAST

D 5620 VELBERT 11-LANGENBERG · BÖKENBUSCH 41 Postfach 110386 · Telefon: (02127) 4019 · Telex: 8516895

Patentanmeldung

Fife Corporation, P.O. Box 26508, Oklahoma City, Oklahoma 73126, USA

Schwenklager

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Auflage, besonders zur schwenkbaren Auflage eines Rahmens an einer Stützplatte oder Lagerplatte. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur schwenkbaren Auflage eines Rahmens an einer Stützplatte zu seiner Verdrehung gegenüber einer Bezugsebene.

Es existieren eine ganze Anzahl von Systemen und Ausgestaltungen von Lagern für Schwenkteile, die vom einfachen Kugellager über Zylinderlager bis zu komplizierter aufgebauten Lagern reichen. Dabei bestehen dort keine Probleme der Gewichtsverteilung, wo es möglich ist, die Stützglieder mit den Schwenkgliedern an irgendeinem von vielen Auflagepunkten zu verbinden. Es treten jedoch dann größere Probleme auf, wenn die Anzahl der Auflagepunkte nur beschränkt ist, wie z.B. bei rollender Lagerung von Flächen, oder wenn das Gewicht eines Stützgliedes erfordert, daß die Lagerung an weit voneinander entfernt liegenden Punkten erfolgt.

Ein Beispiel für diese Art von Problemen findet sich bei solchen Anwendungen, bei denen Bahnmaterial über eine Mehrzahl von Walzen geführt wird, wie dies für die Papierbahn beim

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Drucken oder bei der Herstellung und Verarbeitung von Textilstoffen und Teppichen der Fall ist. Dabei ist es oft notwendig, solche Bahnen über und durch eine große Anzahl von Walzen zu führen, wobei diese Bahnen zwischen den Walzen hindurchgeführt, an den Walzen gewendet, um die Walzen herumgelegt oder auf viele andere Weisen mit den Walzen in Berührung gebracht werden, an deren Endlagern dann oft große nicht ausgeglichene Kräfte auftreten. Darüber hinaus müssen die Walzen bei solchen Anwendungen oft in den verschiedensten Einstellungen gelagert werden, die ein Vertikal- oder Überkopflager oder ein anderes ungewöhnliches Auflager erfordern.

Bei der Verwendung der erwähnten Walzen ist es gelegentlich notwendig, die Bahn in einer Ebene zu verschwenken, um die Laufrichtung der Bahn bei Abweichungen von ihrem Weg oder ihrem Lauf zu korrigieren. Eine Vorrichtung zur Lagerung und zur Korrektur von Abweichungen des Laufes einer Bahn mit zwei geradlinigen Auflagestellungen sind bekannt (US-PS 2 797 091). Diese Vorrichtung von I.L. Fife hat viele Anwendungen gefunden, ist aber in ihrem Gebrauch durch die nur begrenzte zur Verfügung stehende Lagerfläche beschränkt. Es ist von anderen versucht worden, den Anwendungsbereich solcher linearer Lager für Schwenkteile durch die Einführung von gekrümmten Stützen zu ergänzen oder zu erweitern. Gekrümmte Stützen haben den naheliegenden Vorteil, daß ein Rahmen oder anderes Bauteil unter Erhalt einer besseren Gewichts- und Kraftverteilung verschwenkt werden kann. Natürlich tritt bei der Anwendung gekrümmter Stützen das Problem auf, daß bei der Befestigung des Lagers an der Stütze beim Einsatz großer Lager die Abmessungen, die dafür benutzt werden können, beschränkt sind. Das bedeutet, daß für einen großen Lagerbock an dem Bock selbst und der Stütze mit Präzision gearbeitete und angepaßte gekrümmte Flächen oder eine Beschränkung auf die Anwendung von sehr wenig gekrümmten Flächen verlangt werden. Jede dieser Einschränkungen führt aber zu einer strengen Begrenzung des Radius für die Drehbewegung, der für das Schwenkteil zur Verfügung steht. Ein weiteres

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Problem im Gebrauch gekrümmter Stützen besteht darin, daß der Steuermechanismus speziell an die Ausbildung der Krümmung angepaßt werden muß.

über die vorstehende Diskussion hinaus, die sich großenteils mit der Lagerung von Schwenkwalzen beschäftigt, ist die Aufgabenstellung und die nachfolgend beschriebene Erfindung jedoch in keiner Weise darauf beschränkt. Es besteht vielmehr in einer Vielzahl von Fällen die Notwendigkeit, einen Rahmen oder ein anderes Bauteil linear vielfach zu lagern, wobei gute Schwenkeigenschaften bestehen sollen, während eine gleichförmige Gewichts- und Kraftverteilung auf die Lager erfolgt. Es ist gerade diese Anforderung, auf deren Erfüllung die vorliegende Erfindung gerichtet ist.

Dementsprechend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der unter Anwendung linear angeordneter Lagerflächen ein Schwenkrahmen gelagert wird, das heißt, speziell ein Schwenklager zu schaffen, mit dem unter Verwendung mehrerer linear angeordneter Lagerflächen eine Verschwenkung in einer Ebene möglich ist, wobei die Schwenkebene frei wählbar sein soll. Im einzelnen soll dabei das Schwenklager so ausgebildet sein, daß zur Erzielung einer gesteuerten Verschwenkung eine starre, linear aufgebaute Dreh- und Steuereinrichtung verwendet werden kann, wobei übliche Bauteile mit einem Minimum an Herstellungs- und Erhaltungskosten verwendet werden sollen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die. Vorrichtung die folgenden Merkmale besitzt:

Eine Mehrzahl von Verbindungsgliedern, die an Auflagepunkten schwenkbar mit dem Rahmen verbunden sind, Verbindungsmittel zur Verbindung der Verbindungsglieder mit der Stützplatte,

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linear entlang einer Auflageachse bewegliche Verbindungsglieder, wobei die Auflageachse einer einen Bezugspunkt und einen ausgewählten Punkt enthaltenden Bezugslinie parallel ist, die dadurch bestimmt ist, daß sie durch eine Bezugsebene hindurch verläuft,

den ausgewählten Punkt auf einer Normalen, die dadurch bestimmt ist, daß sie durch den jeweiligen Auflagepunkt an dem Rahmen stößt und durch die Bezugsebene verläuft, und den Bezugspunkt, in dem die Bezugslinien für alle Verbindungsglieder zusammenlaufen, der dadurch bestimmt ist, daß er auf der Umfangslinie eines alle ausgewählten Punkte enthaltenden Kreises liegt. Dabei können die Verbindungsmittel aus einer Mehrzahl von gleitbeweglich mit den Verbindungsgliedern verbundenen Trägern bestehen.

Nach der Erfindung ist die Vorrichtung durch die folgenden Merkmale gekennzeichnet:

Eine Mehrzahl von Verbindungsgliedern, die an im Abstand voneinander angeordneten Auflagepunkten schwenkbar an dem Rahmen befestigt sind,

Träger für jedes Verbindungsglied, die von der Stützplatte getragen sind und deren Achsen gegenüber der Stützplatte fest sind,

an dem jeweils zugehörigen Träger angeordnete und entlang einer dazu achsparallelen Linie bewegliche Verbindungsglieder, jeweils parallel zu einer Bezugslinie verlaufende Trägerachsen, die jeweils dadurch bestimmt ist, daß sie durch einen Bezugspunkt und einen ausgewählten Punkt in der Bezugsebene verläuft, wobei jeder ausgewählte Punkt auf einer Normalen liegt, die dadurch bestimmt ist, daß sie durch den jeweiligen Auflagepunkt an dem Rahmen stößt und durch die Bezugsebene hindurch verläuft, und

den Bezugspunkt, in dem die Bezugslinien für alle Träger zusammenlaufen und der dadurch bestimmt ist, daß er auf der alle ausgewählten Punkte enthaltenden Umfangslinie eines Kreises liegt.

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Die Vorrichtung zur schwenkbaren Auflage eines Rahmens an einer Stützplatte ist durch die folgenden Merkmale gekennzeichnet:

Eine Mehrzahl von Schwenkverbindungsgliedern, die an im Abstand zueinander befindlichen Auflagepunkten mit dem Rahmen verbunden sind und in einer Bezugseinstellung angeordnet sein können, in der die Auflagepunkte auf der ümfangslinie eines Bezugskreises liegen und der Bezugskreis dadurch bestimmt ist, daß er einen Bezugspunkt besitzt, der mit jedem Auflagepunkt eine Bezugslinie bestimmt, und

eine Mehrzahl von Trägern, die im Abstand zueinander an der Stützplatte angebracht und mit den Schwenkverbindungsgliedern verbunden sind, wobei jeder Träger eine Auflageachse parallel zu der zugehörigen Bezugslinie besitzt, die durch den Auflagepunkt verläuft, mit dem das jeweilige Schwenkverbindungsglied verbunden ist.

Erfindungsgemäß kann eine Vorrichtung zur Auflage eines Rahmens an einer Stützplatte durch die folgenden Merkmale gekennzeichnet sein:

eine Mehrzahl von Schwenkverbindungsgliedern, die an Auflagepunkten an dem Rahmen angelenkt sind und in einer Bezugseinstellung angeordnet sein können, in der die Auflagepunkte auf der Ümfangslinie eines Bezugskreises liegen, der dadurch bestimmt ist, daß er einen Bezugspunkt hat, der mit jedem Auflagepunkt eine Bezugslinie bestimmt, und eine Mehrzahl von Trägern, die an der Stützplatte im Abstand zueinander gehalten und mit den Schwenkverbindungsgliedern verbunden sind, wobei jeder Träger eine zu der Bezugslinie parallele Achse hat, die durch den Auflagepunkt verläuft, mit dem sein zugehöriges Schwenkverbindungsglied verbunden ist.

Eine solche Vorrichtung kann auch die folgenden Merkmale aufweisen:

eine Mehrzahl von Verbindungsgliedern, die an Auflagepunkten schwenkbar mit dem Rahmen verbunden sind,

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eine Mehrzahl von mit den Verbindungsgliedern verbundenen, geraden Trägern, die an der Stützplatte gehalten und so angeordnet sind, daß ihre jeweilige Längsachse auf einen Bezugspunkt gerichtet ist, und

eine Bezugsstellung des Rahmens, in der alle Auflagepunkte auf der Umfangslinie eines durch den Bezugspunkt verlaufenden Bezugskreises liegen.

Nach der Erfindung kann die Vorrichtung zur schwenkbaren Auflage eines Rahmens an einer Stützplatte zur Verdrehung des Rahmens gegenüber einer Bezugsebene die folgenden Merkmale besitzen:

eine Mehrzahl von Verbindungsgliedern, die an Auflagepunkten mit dem Rahmen verbunden sind,

eine Mehrzahl von geraden Trägern, die an der Stützplatte gehalten und mit den Verbindungsgliedern verbunden sind, eine Bezugsstellung des Rahmens, in der die Verbindungsglieder auf der Umfangslinie eines Bezugskreises in einer Bezugsebene liegen, der dadurch bestimmt ist, daß am einen Ende seines Durchmessers der Ausgangs-Schwenkmittelpunkt des Rahmens und am anderen Ende ein Bezugspunkt liegt, und eine zu einer durch ihren jeweiligen Auflagepunkt und den Bezugspunkt verlaufenden Linie parallele Auflageachse jedes geraden Trägers.

Erfindungsgemäß besitzt eine Vorrichtung zur Auflage eines Rahmens an einer Lagerplatte die folgenden Merkmale: eine Mehrzahl von Trägern, die durch die Lagerplatte im Abstand koplanar gehalten sind und deren Auflageachse zu einem Bezugspunkt verlängerbar ist, ein mit dem jeweiligen Träger verbundenes und an einem Auflagepunkt schwenkbar mit dem Rahmen verbundenes Verbindungsglied, das gegenüber der Lagerplatte entlang einer der Achse des jeweiligen Trägers parallelen Linie beweglich ist, und

eine Bezugseinstellung, in der die Verbindungsglieder angeordnet sein können und alle auf der Umfangslinie eines durch

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den Bezugspunkt verlaufenden Bezugskreises angeordnet sind.

Nachfolgend ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Abbildungen und Bezugszeichen dargestellt und im einzelnen beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen

Vorrichtung mit linearer Anordnung der Auflagen;

Fig. 2 die Aufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt durch ein Schwenkverbindungsglied, das an einem Träger befestigt ist, entlang der Linie 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 einen Querschnitt durch einen Lagerbock,

in dem der Träger gleitbeweglich gehalten ist, entlang der Linie 4-4 in Fig. 2;

Fig. 5 ein Diagramm der Arbeitsanordnung der

erfindungsgemäßen Vorrichtung, das die Bezugslage des Rahmens, die Bezugseinstellung der Schwenkverbindungsglieder, den Bezugskreis und den Bezugspunkt darstellt; und

Fig. 6 ein Diagramm der Arbeitsanordnung der

erfindungsgemäßen Vorrichtung, das den in Fig. gezeigten Bezugskreis in dem Bezugszylinder darstellt.

Fig. 1 zeigt in einer Seitenansicht die mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 versehene Vorrichtung. Ein Rahmen 12 ist darin mit Schwenkverbindungsgliedern 14 verbunden, die an Trägern festgehalten sind, wie sich auch aus Fig. 2 und der Aufsicht auf die Vorrichtung ergibt.

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Der Rahmen 12 besteht aus rohrförmigen Endgliedern 18, die an gewinkelten Quergliedern 20 und 22 angebracht und im Abstand zueinander gehalten sind. Diese Winkelglieder 20, 22 sind an ausgewählten Auflagepunkten 24 und 26 am Winkelglied 20 und ausgewählten Auflagepunkten 28 und 30 am Winkelglied 22 mit den Schwenkverbindungsgliedern 14 verbunden.

Ein Querschnitt durch eines der Schwenkverbindungsglieder 14 entlang der Linie 3-3 in Fig. 2 ist in Fig. 3 dargestellt. Das Schwenkverbindungsglied 14 besitzt einen Lagerbock oder ein Auflager 15 mit einer Längsbohrung 32 und einem Schlitz 34, der in die Fläche 36 geschnitten ist und sich bis zu der Längsbohrung 3 2 erstreckt. Eine Bohrung 38 verläuft von der Kante durch einen Teil des Auflagers 15 und trifft auf den Schlitz 34. An der gegenüberliegenden Seite des Schlitzes 34 dient eine Gewindebohrung 42 als Verlängerung der Bohrung 38. In der Bohrung 38 ist ein Bolzen 44 aufgenommen, der sich mit der Gewindebohrung 42 in Gewindeeingriff befindet. Ein Träger 16 ist so angeordnet, daß er durch die Längsbohrung 32 hindurchverläuft, und der Bolzen 44 ist in der Gewindebohrung in der Weise festgezogen, daß er den Träger 16 festhält. Von der Fläche 48 her verläuft eine weitere Gewindebohrung 50 in das Auflager 15.

Am Auflagepunkt 28 des Winkelgliedes 22 befindet sich eine Bohrung 52, in der eine Lagerhülse 54 angeordnet ist. Ein Kopfbolzen 56 erstreckt sich durch die Lagerhülse 54 und befindet sich im Gewindeeingriff mit der Gewindebohrung 50 am Auflager 15, wodurch der Kopfbolzen 56 dazu dient, das Winkelglied 22 und das Auflager 15 des Schwenkverbindungsgliedes 14 schwenkbar miteinander zu verbinden. Das Auflager kann gegenüber dem gewinkelten Querglied 22 durch den Kopfbolzen 56 in der Lagerhülse 54 frei verschwenkt werden.

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Hinsichtlich der Träger 16 zeigen Fig. 1 und 2, daß diese durch eine Anzahl von Lagern 60 gleitbeweglich im Abstand zueinander gehalten sind. Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch ein Lager 60 entlang der Linie 4-4 in Fig. 2. Das Lager 60 hat eine Längsbohrung 62, in die eine Lagerbuchse 64 eingepreßt ist, die weiter unten im einzelnen beschrieben wird. Die Buchse 64 nimmt einen Träger 16 gleitbeweglich auf. Durch die Fläche 68 des Lagers 60 verläuft ein Paar von Bohrungen 70, die zu einem Paar von Gewindebohrungen 74 ausgerichtet sind, die sich von der Fläche 76 her in die Stützplatte 78 oder Lagerplatte erstrecken. Ein Paar von zum Teil mit Gewinde versehenen Bolzen 80 verläuft durch die Bohrungen 70 und befindet sich in Gewindeeingriff mit den Gewindebohrungen 74, um das Lager 60 fest an der Stützplatte 78 zu halten.

Wie sich ebenfalls aus Fig. 2 ergibt, sind vier Träger 16 durch die Schwenkverbindungsglieder 14 in einem festen Abstand zueinander an dem Rahmen 12 befestigt. Jeder Träger 16 ist durch Lagerbüchsen 64, wie oben beschrieben, gleitbeweglich in zwei Lagern 60 gelagert. Jedes Lager 60 hält den jeweiligen Träger 16 gleitbeweglich und ist selbst durch die jeweiligen Bolzen 80 an der Stützplatte 78 befestigt. An jedem Auflagepunkt 24, 26, 28, 30 der gewinkelten Querglieder 20, 22 ist ein Schwenkverbindungsglied 14 an dem zugehörigen Winkelglied durch den jeweiligen Kopfbolzen 56 schwenkbar gehalten. Jedes Schwenkverbindungsglied 14 ist fest an dem jeweiligen Träger 16 angebracht, und jeder Träger 16, der gleitbeweglich in einem Paar von Lagern 60 gelagert ist, kann sich entlang seiner Längsachse gleitend hin- und herbewegen. Ein Überblick über die Vorrichtung 10 zeigt somit, daß der Rahmen 12 an den Schwenkverbindungsgliedern 14, den Trägern 16 und den Lagern 60 gelagert ist, wobei sich die letzteren an der Stützplatte 78 befinden. Selbstverständlich kann die Stützplatte 78 oder Lagerplatte auch jede andere Art einer Unterstützung sein, die zur Halterung der beschriebenen Vorrichtung ausgewählt wird.

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An dieser Stelle empfiehlt sich eine kurze Diskussion der Beziehung zwischen den Trägern 16 und den Lagerbüchsen 64, die in den Lagern 60 angeordnet sind und in denen die Träger 16 gleiten. Jeder Träger 16 ist ein polierter Trägerstab, der in der Bohrung der Lagerbuchse 64 aufgenommen wird. Das Lager 65 kann von jeder Zahl von Lagerflächen gebildet werden, die geeignet ist, mit dem Träger 16 eine gleitende Anlage auszubilden. Wie in Fig. 4 dargestellt ist, besteht die Buchse aus im Abstand voneinander angeordneten Kugellagern. Solche Lagerbuchsen werden unter der Bezeichnung Super Ball Bushings von der Firma Thomson Industries, Manhasset, New York hergestellt und vertrieben. Jedoch können im Zusammenhang mit der hier beschriebenen Vorrichtung auch andere und anderszahlige Kombinationen von Lagerflächen verwendet werden, um eine Linearbewegung der Träger 16 gegenüber den Lagern 60 zu bewirken.

Man erkennt, daß die Träger 16 auch fest gegenüber der Stützplatte 78 und die Lagerbuchsen 64 innerhalb der Schwenkverbindungsglieder 14 angeordnet sein und die Lagerbuchsen 64 auf den festen Trägern 16 gleitbeweglich gemacht werden können.

Bis zu dieser Stelle der Beschreibung betrifft die Diskussion im wesentlichen den Aufbau der Vorrichtung. Es wird nunmehr notwendig, die Kriterien für die Konstruktion und Anordnung in dieser Vorrichtung zu erläutern. Ohne weitere Erläuterung erkennt man, daß die Träger 16 in einem besonderen Abstand zueinander angeordnet werden müssen, damit die Vorrichtung 10 ihren Zweck erfüllen kann. Dazu ist eine Diskussion des in Fig. 5 dargestellten Diagramms erforderlich.

Die Diskussion von Fig. 5 beginnt mit der Erläuterung des Funktionsprinzips der Vorrichtung, wobei eine weitere Erläuterung des physikalischen Aufbaus zunächst unterbleibt. Das durchgezogene Rechteck 82 stellt den Rahmen 12 in einer

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neutralen oder nicht verschwenkten Stellung dar, die im folgenden als die Bezugsstellung des Rahmens 12 bezeichnet wird. Wie vorstehend bereits erläutert wurde, stellen die ausgewählten Auflagepunkte 24 und 26 Punkte an dem Winkelglied 20 und die ausgewählten Auflagepunkte 28 und 30 Punkte an dem Winkelglied 22 dar. Diese Punkte sind zunächst willkürlich ausgewählt und stellen erwünschte Auflagepunkte für den Rahmen 12 dar, und zwar so lange, wie sie die weiter unten beschriebene besondere Beziehung einhalten. In der Ausführung nach Fig. 1 bis 4 sind die Winkelglieder 20 und 22 koplanar angeordnet, und es ist daher ersichtlich, daß auch die ausgewählten Auflagepunkte 24, 26, 28, 30 koplanar angeordnet sind. Diese Punkte wurden so ausgewählt, daß sie entlang der Umfangslinie eines Bezugskreises 84 liegen, der durch einen bestimmten Ausgangsschwenkpunkt A verläuft.

Der Ausgangsschwenkpunkt A ist als der Punkt bestimmt, um den der Rahmen 12 oder in diesem Fall das Rechteck 82 anfangs in einer Ebene verschwenkt wird. Es muß an dieser Stelle betont werden, daß der Ausgangsschwenkpunkt A nur den Schwenkpunkt darstellt, um den das Rechteck 82 anfangs gedreht wird, nicht aber den Schwenkpunkt bei weiterer Verdrehung. Dies wird weiter unten noch klarer werden.

Für die Ausgangsdiskussion hier genügt es festzustellen, daß zunächst ein Ausgangsschwenkpunkt A für das Rechteck 82 gewählt wird, sowie ein Bezugskreis 84 in der Schwenkebene, und zwar in der Weise, daß ein Teil oder Teile des Umfangs des Bezugskreises mit Punkten zusammenfallen, die innerhalb des Rechtecks 82 liegen, oder für den Fall des Rahmens 12, daß auf der Umfangslinie des Bezugskreises Punkte liegen, die mit Punkten auf den gewinkelten Quergliedern 20 und 22 zusammenfallen. "

Als nächstes werden Auflagepunkte aus einem Satz von Punkten gewählt, der dadurch bestimmt ist, daß er folgende Gemeinsamkeiten besitzt: Die Punkte müssen vom Aufbau her gesehen

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brauchbare Auflagepunkte für das Rechteck 82 sein; die Punkte müssen auf dem Bezugskreis 84 liegen. Diese Lage der ausgewählten Punkte, die wie beschrieben feststeht, wird nachfolgend als die Bezugslage der Auflagepunkte bezeichnet.

Für jeden ausgewählten Auflagepunkt, also hier die Punkte 24, 26, 28 und 30, werden Linien festgelegt, die jeden Punkt mit einem Bezugspunkt B verbinden; diese Linien sind die Bezugslinien 86, 88, 90, 92 und verbinden Punkt 24 und B bzw. Punkt 26 und B bzw. Punkt 28 und B bzw. Punkt 30 und B. Der Bezugspunkt B ist dadurch bestimmt, daß er der Umfangspunkt des Bezugskreises 84 ist, der am entgegengesetzten Ende des Durchmessers 94 des Bezugskreises 84 liegt, wobei auch der Ausgangsschwenkpunkt A auf diesen Durchmesser fällt. Soll das Rechteck 82 aus der in Fig. 5 dargestellten Bezugslage symmetrisch in einer Ebene verdreht werden, so muß der Durchmesser 94 senkrecht zum Rechteck 82 verlaufen.

Ist die oben beschriebene Anordnung erfolgt, so sind die Träger 16 im Abstand voneinander in der Weise fest eingestellt, daß ihre jeweilige Längsachse mit jeweils einer der Bezugslinien 86, 88, 90 bzw. 92 zusammenfällt bzw. zu dieser parallel ist. Die Schwenkverbindungsglieder 14 dienen dazu, die räumliche Lage der Träger 16 gegenüber dem Rahmen 12 festzulegen. Die Träger 16 werden dann gegenüber der Stützplatte durch die Lager 60 festgestellt, die die Träger 16 gleitbeweglich halten und ihre Hin- und Herbewegung entlang ihrer Längsachse gestatten.

Zum Zweck der Beschreibung sind hier vier solche Träger 16 gezeigt, jedoch können auch drei oder irgendeine andere Anzahl von Trägern als Stützen für das Rechteck 82 verwendet werden, solange alle Auflagepunkte auf der Umfangslinie des Bezugskreises 84 liegen, wenn sich das Rechteck 82 in der in Fig. 5 gezeigten unverschwenkten Bezugslage befindet und die Träger 16, wie oben beschrieben, mit den Bezugslinien zusammenfallen oder parallel

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dazu sind. Diese Einstellung kann auch als die Normalstellung oder Nullstellung des Rechtecks 82, gegebenenfalls auch des Rahmens 12, betrachtet werden, da das Rechteck 82 ledigleich eine diagrammartige Abbildung eines Rahmens nach Art des Rahmens 12 darstellt.

Bei einer Verdrehung des Rechtecks 82 in der Ebene der Fig. nehmen die Schwenkverbindungsglieder 14 unterschiedliche Stellungen ein, was durch die Bezugszeichen 14¹ und die Schwenkpunkte 24', 26', 28', 30' angezeigt wird, und zwar in dem Maße, wie sich die Träger 16 entlang ihrer jeweiligen Längsachse gleitend zu dem Bezugspunkt B hin oder von diesem weg bewegen. Für den Zweck der Darstellung ist in Fig. 5 gezeigt, daß die Träger 16 in ihrer Bahn unbehindert sind. Es ist jedoch erkennbar, daß der Grad der Verdrehung des Rahmens 12 davon abhängt, wie weit die Lager 60 voneinander entfernt sind.

Aus Gründen der Klarheit soll nochmals betont werden, daß der Bezugskreis 84, der Ausgangsschwenkpunkt A, der Bezugspunkt B und die ausgewählten Auflagepunkte 24, 26, 28, 30 zur Erläuterung des Prinzips gewählt sind, das der Vorrichtung zugrunde liegt. Tatsächlich steht jedoch eine nahezu unbegrenzte Auswahl von Kriterien für den Aufbau der Vorrichtung zur Verfügung, deren Auswahl letztlich durch viele Faktoren, auch durch den anordnungsmäßige Aufbau, bestimmt wird. Nach dem Aufbauprinzip der Vorrichtung wird dabei aber verlangt, daß die vorstehend beschriebene Beziehung für die Einrichtung der ausgewählten Auflagepunkte und der linearen Lagerflächen bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 4 eingehalten wird.

Das Prinzip der Vorrichtung ist bis zu dieser Stelle der Beschreibung nur im Zusammenhang mit dem in Fig. 1 bis 5 dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiel beschrieben worden. Nunmehr geht die Diskussion weiter zur Erläuterung der

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breiteren Anwendung dieses Prinzips. Wie oben bereits festgestellt wurde, zeigt Fig. 5 das Rechteck 82 als eine Darstellung des Rahmens 12. Zur erweiterten Darstellung sind in Fig. 6 das Rechteck 82 und der Bezugskreis 84 längengleich dargestellt. Aus Gründen der Vereinfachung erfolgt eine weitere Diskussion der Fig. 6 nur im Zusammenhang mit dem Auflagepunkt 28. Es versteht sich, daß auch andere Auflagepunkte (wie die Punkte 24, 26 und 30 oben) ausgewählt werden können, wobei die Kriterien zur Anwendung kommen, die aus der folgenden Erläuterung klar werden.

In Fig. 6 ist der Bezugskreis 84 ein Abschnitt oder senkrechter Querschnitt durch einen Bezugszylinder 100. Dieser Bezugszylinder 100 stellt eine Fläche dar, die durch eine Verschiebung oder Erstreckung des Bezugskreises 84 in einer Richtung senkrecht zu seiner Ebene erhalten wird und natürlich als eine Schwenkebene ausgewählt ist und das Rechteck 82 enthält. In Fig. 6 ist der Bezugszylinder 100 so dargestellt, daß er sich nur in der Richtung 102 erstreckt, dies ergibt sich jedoch nur durch zexchnungsbedingte Begrenzungen und zur Erhaltung der Einfachheit. Tatsächlich kann sich der Bezugskreis unbegrenzt in den Richtungen 102 und 104 erstrecken.

Der erste Schritt in der Konstruktion einer Vorrichtung nach dem hier behandelten Prinzip besteht darin, eine Schwenkebene auszuwählen, die in Fig. 6 durch das Rechteck 82 dargestellt wird. Als nächstes wird in der weiter oben beschriebenen Weise ein Bezugskreis 84 festgelegt; das bedeutet, daß der Bezugskreis 84 durch den Ausgangsschwenkpunkt A verläuft und eine ümfangslinie besitzt, auf der die Punkte liegen, an denen der zu verschwenkende Rahmen angelenkt werden kann. Diese letzte Feststellung ist jedoch nicht weit genug. Es kann nämlich der Rahmen auch um einen Abstand von dem Bezugskreis 84 entfernt sein. Der Punkt A ist der Ausgangs-Schwenkmittelpunkt des Rahmens, um den der Rahmen bei Beginn der Drehung zunächst verschwenkt wird.

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Der Punkt B in Fig. 5 ist nur ein Punkt auf der Linie B-B¹, die auf dem Mantel des Bezugszylinders 100 in Fig. 6 liegt. Die ausgewählten Punkte 24, 26, 28, 30 wurden oben so gewählt, daß sie Verbindungspunkte zu dem Rahmen sind, und dieses Kennzeichen ist auch vorhanden, wenn der Rahmen an diesen Punkten körperlich verbunden wird. Nach dem hier betrachteten, weiteren Aspekt kann jedoch diese körperliche Verbindung auch an jedem anderen Auflagepunkt erfolgen, der auf einer Normalen 105 liegt, die dadurch bestimmt ist, daß sie durch den ausgewählten Punkt 28a in der Bezugsebene 82 verläuft (d.h. in Fig. 6 wird die Bezugsebene durch das Rechteck 82 dargestellt), wobei die Normale senkrecht zu der Bezugsebene 82 verläuft. Die durch die parallelen Linien B-B¹ und 105 bestimmte Ebene, die in Fig. 6 schattiert ist, stellt eine mögliche Ebene für die Anordnung eines Trägers 16 dar, der durch einen Kopfbolzen 56' oder dergleichen mit dem Rahmen verbunden werden kann. Natürlich muß auch eine Verbindung vom Schwenkverbindungsglied 14 am Punkt 28' zu dem Rahmen am Auflagepunkt 28 bestehen, wobei der Auflagepunkt, wie vorher beschrieben, auf der Normalen 105 liegt. Der Träger 16 ist in Fig. 6 so angeordnet, daß seine Längsachse 90a parallel zu der Linie 90' ist, die wiederum parallel zu der Linie 90 ist und durch den Punkt B¹ verläuft. Es ist hier zu bemerken, daß der Träger 16 in Fig. 6 ebenfalls auch zusammenfallend mit der Linie 90' angeordnet sein kann, in welchem Fall er innerhalb der die Linien B-B¹ und 105 enthaltenden, schattierten Ebene liegen würde.

Bei der Anordnung weiterer Träger 16 in der Vorrichtung entsprechend Fig. 6 würde jeder den oben erörterten Richtlinien in Bezug auf die Bezugslinie 90 und den Punkt 28 folgend angeordnet werden. Es ist nicht notwendig, daß alle diese Träger sich im gleichen Abstand von der Bezugsebene oder dem Rechteck 82 befinden, und es ist möglich, daß die Träger räumlich versetzt angeordnet sind, so daß sie in der Aufsicht von dem Aufsichtspunkt auf das Rechteck 82 sich kreuzend erscheinen würden.

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Wie in Fig. 6 dargestellt ist, verläuft der Kopfbolzen 56', der am Punkt 28· mit dem Schwenkverbindungsglied 14 verbunden ist, in der Richtung 104 entlang der Normalen 105 und ist mit dem Rahmen 12" in einem bestimmten Abstand von der Bezugsebene oder dem Rechteck 82 schwenkbar verbunden; dabei brauchen die Verbindungspunkte zu dem jeweiligen Rahmen nicht notwendig koplanar angeordnet sein. Das würde auch die Verbindung mit einem in seiner Form unregelmäßigen Rahmen erlauben.

Es ist erkennbar, daß die dem Durchmesser 92 entsprechende Linie als Bezugslinie für die Anordnung des Trägers gewählt werden kann, wenn ein geeignet bemessener Kreis gewählt wird; dies wäre der Fall, wenn das Rechteck 82 groß genug gewählt ist, um den Punkt A einzuschließen. In diesem Fall würde die Verbindung mit dem Rahmen entlang der Linie A-A¹ oder einer Verlängerung davon erfolgen.

Die in Fig. 5 als die Linien 86, 88, 90, 92 dargestellten Bezugslinien (in Fig. 6 ist nur die Linie 90 gezeigt) nähern sich einer Tangente an, die im Punkt B an den Bezugskreis 84 gelegt ist. Diese Tangente ist durch die Linie 106 dargestellt. Es sollte hier bemerkt werden, daß auch diese Linie als eine Bezugslinie geeignet ist, in Bezug auf die ein Träger angeordnet werden kann, wenn der Punkt B in den Satz von Punkten auf der Umfangslinie des Kreises 84 eingeschlossen ist, wie er entsprechend der vorstehenden Beschreibung bestimmt ist. In anderen Worten ist die Linie 106 dann eine Bezugslinie, wenn das den Umriß des Rahmens darstellende Rechteck 82 groß genug ist, um den Punkt B einzuschließen, oder der Rahmen groß genug ist, um den Bezugskreis einzuschließen. In solchem Falle würde der Träger, an dem ein Schwenkverbindungsglied entlang der Linie B-B¹ (oder einer Verlängerung davon) angeordnet ist, auf der Linie 106 oder einer Parallelen dazu entsprechend den oben für die anderen Bezugslinien angegebenen Richtlinien angeordnet werden.

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Die vorstehend beschriebene Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:

Gemäß Fig. 2 hat der Rahmen 12, wie vorstehend beschrieben, einen einzigen Freiheitsgrad für die Verschwenkung; d.h., der Rahmen 12 wird durch seine Verbindung mit den Schwenkverbindungsgliedern 14 an einer Drehung in irgendeiner anderen Ebene als der, die durch die ausgewählten Schwenkpunkte 24, 26, 28, 30 bestimmt wird und diese enthält, gehindert. Wie oben bereits klargestellt wurde, liegt darin auch der Zweck dieser Behinderung, die dazu dient, die von dem Rahmen 12 geforderte Drehung zu bestimmen.

Es versteht sich, daß Antriebsmittel vorhanden sein müssen, um eine Drehung des Rahmens 12 zu bewirken. In der Praxis kann der Antrieb von Hand oder mechanisch bewirkt werden, und die Vorrichtung ist dann oft kombiniert mit einer automatischen Einrichtung unter Verwendung von Anzeige-und Rückkopplungsmitteln und dergleichen, um die automatische Verdrehung zu bewirken. Ersichtlich kann ein starrer, linear wirkender hydraulischer oder pneumatischer Stempel verwendet werden, um eine Verdrehungskraft an den Rahmen in irgendeiner Anzahl von Einstellungen anzulegen, solange diese Kraft parallel zu einem der Träger 16 zur Einwirkung gebracht wird. Dies hat seine Bedeutung darin, daß lineare Einstell- und Steuervorrichtungen in der vorbeschriebenen Vorrichtung zur Verdrehung des Rahmens und ihrer Steuerung verwendet werden können.

Bei Verdrehung des Rahmens 12 erfolgt eine Verschwenkung um die ausgewählten Auflagepunkte 24, 26, 28, 30, was dadurch erreicht wird, daß die Winkelglieder 20, 22 ihre Lage zu den jeweiligen Schwenkverbindungsgliedern 14 durch die Gelenkverbindung zwischen den Lagerhülsen 54 und den Kopfbolzen 56, die in Fig. 3 dargestellt sind, verändern. Gleichzeitig mit der Verschwenkung der Winkelglieder 20, 22 gegenüber den Schwenkverbindungsgliedern 14 gleiten die Träger 16 in den Lagern 60 in der Weise, wie es durch die diese Bewegung darstellenden

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Bezugszeichen 14' in Fig. 5 dargestellt ist. Eine Bewegung des Rahmens 12 in entgegengesetzter Drehrichtung kann durch entsprechende Richtung der die Bewegung auslösenden Kraft bewirkt werden. Der Rahmen 12 bewegt sich somit in anderen Worten von seiner Bezugsstellung oder Nullstellung aus, die in Fig. 2 dargestellt ist, glatt in jeder von beiden Drehrichtungen auf den vorhandenen, geradlinigen Lagerflächen.

Es ist aus dem Vorstehenden für den Fachmann ersichtlich, daß die vorstehend im einzelnen beschriebene Vorrichtung ein verbessertes lineares Schwenklager darstellt. Diese Vorrichtung verwendet eine Vielzahl von linearen Lagerflächen und Bauelemente, die minimale Herstellungs- und Erhaltungskosten erfordern. Es ist ebenfalls ersichtlich, daß dieses lineare Schwenklager so angeordnet werden kann, daß es in jeder gewählten Schwenkebene gedreht werden kann.

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur schwenkbaren Auflage eines Rahmens an einer Stützplatte zu seiner Verdrehung gegenüber einer Bezugsebene, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: eine Mehrzahl von Verbindungsgliedern (14), die an Auflagepunkten schwenkbar mit dem Rahmen (12) verbunden sind,

Verbindungsmittel zur Verbindung der Verbindungsglieder (14) mit der Stützplatte (78),

linear entlang einer Auflageachse bewegliche Verbindungsglieder (14), wobei die Auflageachse einer einen Bezugspunkt (B) und einen ausgewählten Punkt (24; 26; 28; 30) enthaltenden Bezugslinie (86; 88; 90; 92) parallel ist, die dadurch bestimmt ist, daß sie durch eine Bezugsebene (82) hindurchverläuft,

den ausgewählten Punkt (24; 26; 28; 30) auf einer Normalen (105), die dadurch bestimmt ist, daß sie durch den jeweiligen Auflagepunkt an dem Rahmen (12) stößt und durch die Bezugsebene (82) verläuft, und den Bezugspunkt, in dem die Bezugslinien (86, 88, 90, 92) für alle Verbindungsglieder (14) zusammenlaufen, der dadurch bestimmt ist, daß er auf der Umfangslinie eines alle ausgewählten Punkte (24, 26, 28, 30) enthaltenden Kreises (84) liegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel aus einer Mehrzahl von gleitbeweglich mit den Verbindungsgliedern (14) verbundenen Trägern (16) bestehen.

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3. Vorrichtung zur schwenkbaren Auflage eines Rahmens an einer Stützplatte zu seiner Verdrehung gegenüber einer Bezugsebene, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: eine Mehrzahl von Verbindungsgliedern (14) , die an im Abstand voneinander angeordneten Auflagepunkten schwenkbar an dem Rahmen (12) befestigt sind,

Träger (16) für jedes Verbindungsglied (14), die von der Stützplatte (78) getragen sind und deren Achsen gegenüber der Stützplatte (78) fest sind,

an dem jeweils zugehörigen Träger (16) angeordnete und entlang einer dazu achsparallelen Linie bewegliche Verbindungsglieder (14),

jeweils parallel zu einer Bezugslinie (86; 88; 90; 92) verlaufende Trägerachsen, die jeweils dadurch bestimmt ist, daß sie durch einen Bezugspunkt (B) und einen ausgewählten Punkt (24; 26; 28; 30) in der Bezugsebene (82) verläuft, wobei jeder ausgewählte Punkt (24; 26; 28; 30) auf einer Normalen (105) liegt, die dadurch bestimmt ist, daß sie durch den jeweiligen Auflagepunkt an dem Rahmen (12) stößt und durch die Bezugsebene (82) hindurch verläuft, und

den Bezugspunkt (B), in dem die Bezugslinien (86, 88, 90, 92) für alle Träger (16) zusammenlaufen und der dadurch bestimmt ist, daß er auf der alle ausgewählten Punkte (24, 26 28, 30) enthaltenden Umfangslinie eines Kreises (84) liegt.

4. Vorrichtung zur schwenkbaren Auflage eines Rahmens an einer Stützplatte, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

eine Mehrzahl von Schwenkverbindungsgliedern (14), die an im Abstand zueinander befindlichen Auflagepunkten mit dem Rahmen (12) verbunden sind und in einer Bezugseinstellung angeordnet sein können, in der die Auflagepunkte auf der Umfangslinie eines Bezugskreises (84) liegen und der

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Bezugskreis (84) dadurch bestimmt ist, daß er einen Bezugspunkt (B) besitzt, der mit jedem Auflagepunkt eine Bezugslinie (86; 88; 90; 92) bestimmt, und eine Mehrzahl von Trägern (16), die im Abstand zueinander an der Stützplatte (78) angebracht und mit den Schwenkverbindungsgliedern (14) verbunden sind, wobei jeder Träger (16) eine Auflageachse parallel zu der zugehörigen Bezugslinie (86; 88; 90; 92) besitzt, die durch den Auflagepunkt verläuft, mit dem das jeweilige Schwenkverbindungsglied (14) verbunden ist.

5. Vorrichtung zur Auflage eines Rahmens an einer Stützplatte, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: eine Mehrzahl von Schwenkverbindungsgliedern (14), die an Auflagepunkten an dem Rahmen (12) angelenkt sind und in einer Bezugseinstellung angeordnet sein können, in der die Auflageachse auf der Umfangslinie eines Bezugskreises (84) liegt, der dadurch bestimmt ist, daß er einen Bezugspunkt (B) hat, der mit jedem Auflagepunkt eine Bezugslinie (86; 88; 90; 92) bestimmt, und

eine Mehrzahl von Trägern (16), die an der Stützplatte (78) im Abstand zueinander gehalten und mit den Schwenkverbindungsgliedern (14) verbunden sind, wobei jeder Träger (16) eine zu der Bezugslinie (86; 88; 90; 92) parallele Achse hat, die durch den Auflagepunkt verläuft, mit dem sein zugehöriges Schwenkverbindungsglied (.4) verbunden ist.

6. Vorrichtung zur schwenkbaren Auflage eines Rahmens an einer Stützplatte zur Verdrehung des Rahmens gegenüber einer Bezugsebene, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

eine Mehrzahl von Verbindungsgliedern (14), die an Auflagepunkten mit dem Rahmen (12) verbunden sind, eine Mehrzahl von geraden Trägern (16) , die an der

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Stützplatte (78) gehalten und mit den Verbindungsgliedern (14) verbunden sind,

eine Bezugsstellung des Rahmens (12), in der die Verbindungsglieder (14) auf der Umfangslinie eines Bezugskreises (84) in einer Bezugsebene (82) liegen, der dadurch bestimmt ist, daß am einen Ende seines Durchmessers (94) der Ausgangs-Schwenkmittelpunkt (A) des Rahmens (12) und am anderen Ende ein Bezugspunkt (B) liegt, und

eine zu einer durch ihren jeweiligen Auflagepunkt und den Bezugspunkt (B) verlaufenden Linie parallelen Auflageachse jedes geraden Trägers (16).

7. Vorrichtung zur Auflage eines Rahmens an einer Stützplatte, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: eine Mehrzahl von Verbindungsgliedern (14), die an Auflagepunkten schwenkbar mit dem Rahmen (12) verbunden sind,

eine Mehrzahl von mit den Verbindungsgliedern (14) verbundenen geraden Trägern (16), die an der Stützplatte (78) gehalten und so angeordnet sind, daß ihre jeweilige Längsachse auf einen Bezugspunkt (B) gerichtet ist, und eine Bezugsstellung des Rahmens (12), in der alle Auflagepunkte auf der Umfangslinie eines durch den Bezugspunkt (B) verlaufenden Bezugskreises (84) liegen.

8. Vorrichtung zur Auflage eines Rahmens an einer Lagerplatte, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: eine Mehrzahl von Trägern (16), die durch die Lagerplatte im Abstand koplanar gehalten sind und deren Auflageachse zu einem Bezugspunkt (B) verlängerbar ist, ein mit dem jeweiligen Träger (16) verbundenes und an einem Auflagepunkt schwenkbar mit dem Rahmen (12) verbundenes Verbindungsglied (14), das gegenüber der Lagerplatte entlang einer der Achse des jeweiligen

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Trägers (16) parallelen Linie beweglich ist, und eine Bezugseinstellung, in der die Verbindungsglieder (14) angeordnet sein können und alle auf der Umfangslinie eines durch den Bezugspunkt (B) verlaufenden Bezugskreises (84) angeordnet sind.

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