DE29610315U1

DE29610315U1 - Hubgestell mit Gewichtsausgleich

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Publication number: DE29610315U1
Application number: DE29610315U
Authority: DE
Original assignee: Herbert Gruettner & Co KG GmbH
Current assignee: Herbert Gruettner & Co KG GmbH
Priority date: 1996-06-12
Filing date: 1996-06-12
Publication date: 1997-10-09
Anticipated expiration: 2006-06-13

Description

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BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Hubgestell für höhenverstellbare Geräteträger wie Schreibtische, Computertische, Zeichenbretter, Tafeln, medizinische Apparate und dergleichen.

Herkömmliche Hubgestelle dieser Art weisen mindestens zwei Teleskopsäulen auf, die durch eine Gleichlaufwelle synchronisiert sind, so daJ3 ein präziser Gleichlauf beim Ausfahren und Einziehen der Teleskopsäulen gewährleistet ist. Die Gleichlaufwelle ist üblicherweise drehbar in den Außenrohren der beiden Teleskopsäulen gelagert und steht über an ihren beiden Enden angebrachte Ritzel mit an den innenrohren der Teleskopsäule befestigten Zahnstagen in Eingriff.

In einigen Fällen ist die Gleichlaufwelle zusätzlich über ein Getriebe mit einem Stellorgan, beispielsweise einer Handkurbel für die Höhenverstellung verbunden. Da beim Anheben des Geräteträgers gegen das Gewicht dieses Geräteträgers und der darauf abgestellten Geräte gearbeitet werden muß, ist der Kurbelantrieb bei der Aufwärtsbewegung wesentlich schwergängiger als bei der Abwärtsbewegung. Zum Ausgleich dieser Differenz wird häufig ein elastisches Gewichtsausgleichselement vorgesehen, das beispielsweise durch eine Zugfeder, eine Gasfeder oder auch eine Torsionsfeder gebildet werden kann.

In einer aus der Praxis bekannten Ausführungsform ist als Gewichtsausgleichselement eine Schrauben-Torsionsfeder vorgesehen, die auf der Gleichlaufwelle angeordnet ist und an einem Ende drehfest mit der Gleichlaufwelle verbunden ist, während das andere Ende am Gestell fixiert ist, so daJ3 die Gewichtskraft des Geräteträgers annähernd durch die Torsionskraft der Feder ausbalanciert wird.

Andererseits sind Hubgestelle bekannt, beiden das Oberteil des Geräteträgers direkt von Hand verstellt und mit Hilfe einer geeigneten Arretierung, beispielsweise einer Serie von Rasten, einer Reibungsbremse oder dergleichen stufenweise oder stufenlos in unterschiedlichen Höhen fixiert werden kann. Auch in diesem Fall ist ein elastisches Gewichtsausgleichselement vorgesehen, das die Gewichtskraft des Geräteträgers ausbalanciert. Dieses Ge-

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Wichtsausgleichselement wird vorzugsweise durch eine Gasfeder gebildet, die, sofern sie blockierbar ist, zugleich die Arretierung bilden kann. Vorzugsweise sollte die Gasfeder eine geringe Progression aufweisen, so dajß die Federkraft weder im vollständig ausgefahrenen Zustand noch im vollständig eingefahrenen Zustand wesentlich von der auszubalancierenden Gewichtskraft abweicht. Dies läjSt sich bei einer Gasfeder durch eine geeignete Wahl des Durchmesserverhältnisses zwischen der Gaskammer und dem Plungerkolben erreichen.

Hubgestelle der letztgenannten Art haben den Vorteil, daß nach Lösen der Arretierung eine Schnellverstellung vorgenommen werden kann, indem der Geräteträger einfach von Hand aufwärts oder abwärts bewegt wird. Sofern die Gasfeder geeignet an das Gewicht angepaßt ist, brauchen weder beim Anheben noch beim Ablenken hohe Kräfte aufgewandt zu werden.

Wenn jedoch das Gewicht des Geräteträgers und/oder der darauf abgestellten Geräte stark variiert, läßt sich keine für alle Anwendungsfälle passende Abstimmung der Gasfeder erreichen, so daß je nach Gewicht entweder bei der Aufwärtsverstellung oder bei der Abwärtsverstellung hohe Kräfte aufgewandt werden müssen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Hubgestell zu schaffen, bei dem die Kraft des Gewichtsausgleichselements einfach und präzise an das Gewicht des Geräteträgers angepaßt werden kann.
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Diese Aufgabe wird mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Erfindungsgemäß ist zusätzlich zu dem beispielsweise durch eine Gasfeder gebildeten Gewichtsausgleichselement eine Torsions-Schraubenfeder vorgesehen, die ähnlich wie beim Stand der Technik auf der Gleichlaufwelle angeordnet und an einem Ende mit dieser Gleichlaufwelle verbunden ist. Anders als beim Stand der Technik ist hier jedoch das entgegengesetzte Ende der Feder nicht fest am Gestell gehalten, sondern über ein Getriebe mit einem Stellorgan, beispielsweise einer Handkurbel, verbunden. Mit Hilfe der Handkurbel läßt sich somit die Torsions-Vorspannung der Feder und damit das auf die Gleichlaufwelle ausgeübte Drehmoment variieren. Dieses Drehmoment wirkt wahlweise im gleichen Sinn oder entgegengesetzt zu der Kraft der Gas-

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feder.

Der Gewichtsausgleich erfolgt in der Hauptsache durch die Gasfeder oder ein vergleichbares elastisches Gewichtsausgleichselement mit geringer Progression. Mit Hilfe der Torsions-Schraubenfeder wird lediglich die verbleibende Differenz zwischen der Kraft der Gasfeder und dem tatsächlichen Gewicht des Geräteträgers ausgeglichen. Die Schraubenfeder kann deshalb für eine verhältnismäßig geringe Torsionskraft ausgelegt sein, so daJ3 auch die Gesamt-Progression, die sich aus dem Zusammenwirken der Gasfeder und der Schraubenfeder ergibt, verhältnismäßig gering bleibt.

Mit Hilfe der Handkurbel läßt sich die Vorspannung der Schraubenfeder so an das jeweilige Gewicht des Gerätetisches anpassen, dajS annähernd auf der Hälfte des Hubweges ein Gleichgewichtszustand erreicht wird. Der Geräteträger läßt sich dann bequem von Hand in jede gewünschte Position verstellen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bevorzugt ist die Schraubenfeder so angeordnet, daß sie gegen das Gewichtsausgleichselement arbeitet und innerhalb des gesamten Hubbereiches im Sinne ihrer Schraubenwicklung verdrillt ist. Auf diese Weise wird bei normaler Gewichtsbelastung eine Überdehnung der Feder durch Entdrillung entgegen der Schraubenrichtung vermieden. Wenn der leere Geräteträger ausbalanciert ist, ist in diesem Fall die Schraubenfeder maximal vorgespannt, und bei zunehmendem Gewicht wird die Vorspannung reduziert.

Das mit der Handkurbel verbundene Getriebe treibt bevorzugt ein mit dem Ende der Schraubenfeder starr verbundenes Zahnrad an, das axialfest und drehbar auf der Gleichlaufwelle gelagert ist.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen horizontalen Schnitt durch das Hubgestell,

mit Blickrichtung nach unten;
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Fig. 2 ein Kraft-Weg-Diagramm für einen Geräteträger mit geringem

Gewicht; und

Fig. 3 ein Kr aft-Weg-Diagramm für einen Geräteträger mit hohem Gewicht.

Das in Figur 1 gezeigte Hub gestell weist zwei Teleskopsäulen 10 auf, die durch eine Gleichlaufwelle 12 miteinander verbunden sind. Jedes Hubgestell 10 weist ein Auj3enrohr 14 und ein mittels Kugeln 16 darin geführtes Innenrohr 18 auf. Die Außenrohre 14 beider Teleskopsäulen sind mit einem nicht gezeigten Fuß gestell eines Geräteträgers, beispielsweise eines Tisches für Computerbildschirme, verbunden, während die Innenrohre 18 mit dem höhenverstellbaren Oberteil dieses Geräteträgers verbunden sind.

Die Gleichlaufwelle 12 ist drehbar in den Außenrohren 14 der beiden Teleskopsäulen gelagert und ragt jeweils durch einen vertikalen Schlitz des Innenrohres 18 in das Innere des Innenrohres. Auf jedem Ende der Gleichlaufwelle 12 ist drehfest ein Ritzel 20 angeordnet, das mit einer fest in dem Innenrohr 18 angebrachten Zahnstange 22 kämmt. Auf diese Weise wird ein 5 exakter Gleichlauf bei den Einfahr- und Ausfahrbewegungen der Teleskopsäulen 10 sichergestellt.

Der zwischen den beiden Teleskopsäulen 10 liegende Teil der Gleichlaufwelle 12 ist auf dem größten Teil seiner Länge von einer Schraubenfeder 24 umgeben, die in Figur 1 verkürzt dargestellt ist. Ein Ende 26 der Schraubenfeder ist an einem Teller 28 befestigt, der fest an die Gleichlaufwelle 12 angeschweißt ist. Der Teller 28 trägt seinerseits ein Stützrohr 30, das die Schraubenfeder 24 im wesentlichen auf ihrer gesamten Länge von innen abstützt und so ein seitliches Ausbrechen der Schraubenfeder verhindert.

Das andere Ende 32 der Schraubenfeder ist an einem Teller 34 befestigt, der seinerseits fest mit einer drehbar auf der Gleichlaufwelle 12 angeordneten

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Hülse 36 verschweißt ist. Weiterhin ist an dem Teller 34 ein kurzes Stützrohr 38 befestigt, das mit dem Stützrohr 30 überlappt und die Schraubenfeder 24 in der Nähe ihres Endes 32 abstützt. Mit Hilfe eines Axiallagers 40 ist die Einheit aus Scheibe 34, Hülse 36 und Stützrohr 38 axialfest auf der Gleichlaufwelle 12 gelagert.

An dem nicht gezeigten Fußgestell des Geräteträgers ist ein selbsthaltendes Winkelgetriebe 42 befestigt, das mit Hilfe einer Handkurbel 44 betätigbar ist. Ein Ausgangszahnrad 46 des Winkelgetriebes kämmt mit einem fest auf der Hülse 36 sitzenden Zahnrad 48.

Parallel zu einer der Teleskopsäulen 10 (links in Figur 1) ist eine Gasfeder 50 angeordnet, deren Zylinder 52 am Fußgestell des Geräteträgers befestigt ist und deren Plungerkolben 54 mit dem Oberteil des Geräteträgers verbunden ist. Die Gasfeder 50 spannt somit das Oberteil des Geräteträgers entgegen der Gewichtskraft nach oben vor und bildet dadurch ein Gewichtsausgleichselement. Die Gasfeder 50 hat eine annähernd lineare, jedoch sehr flache Federkennlinie, so daj3 die Federkraft nur wenig in Abhängigkeit von der Hubhöhe variiert.

Die Schraubenfeder 24 ist im gezeigten Beispiel als Rechtsschraube ausgebildet und ist durch Verdrehung der Scheiben 28, 34 relativ zueinander rechtsdrehend auf Torsion vorgespannt, das heißt, die Scheibe 34 ist vom Zahnrad 48 aus gesehen nach rechts gegenüber der Scheibe 28 verdreht, so daj3 die Windungen der Schraubenfeder 24 enger geschlossen werden. Die Stützrohre 38 und 30 sind so dimensioniert, daJ3 sie eine beträchtliche Verdrillung der Schraubenfeder 24 zulassen, ohne daß sich die Windungen der Schraubenfeder eng um das Stützrohr schließen.

Da die Scheibe 34 durch das selbsthemmende Winkelgetriebe 42 festgehalten wird, übt die Schraubenfeder 24 ein Drehmoment auf die Scheibe 28 und damit auf die Gleichlaufwelle 12 aus, und zwar in der durch einen Pfeil A in Figur 1 angegebenen Drehrichtung. Die mit den Zahnstangen kämmenden Ritzel 20 haben daher die Tendenz, die Innenrohre 18 der Teleskopsäulen nach unten zu bewegen. Die Schraubenfeder 24 wirkt also der Kraft der Gasfeder 50 entgegen.

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In Figur 2 ist das Kraft-Weg-Diagramm des Hubgestells für den Fall angegeben, daJ3 der Geräteträger ein verhältnismäßig geringes Gewicht trägt. Der Verstellbereich des Hubgestells ist durch die Werte H_mj_n und H_max angegeben.

Wegen der verhältnismäßig geringen Gewichtsbelastung wird das Gewicht des Geräteträger-Oberteils durch die Kraft der Gasfeder überkompensiert. Die Resultierende aus der Gewichtskraft und der Kraft der Gasfeder, die in Figur 2 durch die gestrichelte Kennlinie 56 repräsentiert wird, ist deshalb im gesamten Verstellbereich größer als null, also nach oben gerichtet. Damit dennoch das Gewicht des Geräteträger-Oberteils möglichst genau kompensiert werden kann, wird mit Hilfe der Handkurbel 44 die Vorspannung der Schraubenfeder 24 so eingestellt, daj3 sie eine entsprechend große abwärts gerichtete Kraft erzeugt. Diese Kraft ist in Figur 4 durch die Kennlinie 58 angegeben. Die Kennlinie 60 repräsentiert die tatsächlich auf die Innenrohre 18 und damit auf das Geräteträger-Oberteil wirkende Kraft, die sich aus einer Überlagerung der durch die Kennlinien 56 und 58 repräsentierten Kräfte ergibt. Man erkennt, daj3 diese Kraft etwa in der Mitte zwischen H_min und H_max die Null-Achse schneidet, das heißt, daß das Hubgestell etwa in der Mitte seines Verstellweges im Gleichgewicht ist. Um die Höhe des Geräteträger-Oberteils von Hand zu variieren, brauchen deshalb selbst im ungünstigsten Fall, am oberen und unteren Ende des Verstellbereichs, nur sehr geringe Kräfte aufgewandt zu werden, die in Figur 1 mit f+ und f- bezeichnet sind.

Im gezeigten Beispiel hat die Kennlinie 58 der Schraubenfeder 24 (Torsionskennlinie) etwa die gleiche Steigung wie die Kennlinie 56 der Gasfeder 50. Die Steigungen dieser Kennlinien, d.h. die Federkonstanten, können jedoch auch voneinander verschieden sein.

In Figur 3 ist das Kraft-Weg-Diagramm für den Fall dargestellt, daß der Geräteträger eine größere Last trägt. Die Kraft der Gasfeder 50 ist deshalb nur noch wenig größer als die Gewichtskraft, so da_ß die Kennlinie 56 nahe bei null liegt. Um das Hubgestell an diese Situation anzupassen, wird mit Hilfe der Handkurbel 44 die Scheibe 34 entgegengesetzt zu dem durch den Pfeil A angegebenen Drehsinn gedreht, das heißt, die Schraubenfeder 24 wird entdrillt und ihre Vorspannung wird verringert. In dem Diagramm entspricht das einer Verschiebung der Kennlinie 58 nach oben. Die Kennlinie 60, die

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die Resultierende aller Kräfte angibt, wird dadurch wieder in die gleiche Lage gebracht wie in Figur 2.

Durch Anpassung der Vorspannung der Schraubenfeder 24 läßt sich somit das Hubgestell präzise an die jeweilige Last anpassen. Diese Anpassung mit Hilfe der Handkurbel 44 braucht für eine gegebene Last nur ein einziges Mal vorgenommen zu werden und bleibt dann erhalten. Bei allen späteren Höhenverstellungen des Geräteträgers kann das Oberteil einfach von Hand bewegt werden, ohne daß die Kurbel betätigt werden muß.
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Im Extremfall, wenn bei sehr groj3er Last oder sehr schwacher Gasfeder die Kraft der Gasfeder 50 nicht ausreicht, das Gewicht zu kompensieren, und somit die Kennlinie 56 unterhalb der Null-Linie liegt, ist es auch möglich, die Scheibe 34 über die Gleichgewichtsposition der Schraubenfeder 24 hinaus zu verdrehen. Dabei wandert der Punkt P in Figur 3, an dem die Kennlinie 58 die Null-Linie schneidet, in den Bereich zwischen H_mj_n und H_max, und die Schraubenfeder ist dann in entgegengesetzter Richtung auf Torsion vorgespannt, so daß sie die Kraft der Gasfeder unterstützt.

Wenn das Geräteträger-Oberteil von Hand auf die gewünschte Höhe eingestellt worden ist, wird es durch eine geeignete Arretierung in der eingestellten Position festgestellt. Eine solche Arretierung kann auf vielfältige Weise realisiert werden, beispielsweise durch Ausbildung der Gasfeder 50 als blockierbare Gasfeder, durch Anbringung einer Reibungsbremse an der Gleichlaufwelle 12 oder durch Verriegelung des Innenrohres und Außenrohres einer der Teleskopsäulen 10 mit Hilfe von Lochreihen und durchgesteckten Stiften, Klinkengesperren und dergleichen.

Claims

TER MEER- MÜLLER - STEINMEISTER.& RÄ^TNER, ,·· .. .. GKTP02/96 r^i-l· SCHUTZANSPRUCHE

1. Hubgestell für höhenverstellbare Geräteträger, mit zwei durch eine Gleichlaufwelle (12) synchronisierten Teleskopsäulen (10) und einem elastisehen Gewichtsausgleichselement (50), dadurch gekennzeichnet, daj3 die Gleichlaufwelle (12) von einer Torsions-Schraubenfeder (24) umgeben ist, deren eines Ende (26) drehfest mit der Gleichlaufwelle verbunden ist und deren anderes Ende (32) über ein Getriebe (42) mit einem Stellorgan (44) zum Abgleich der Vorspannung der Torsions-Schraubenfeder entsprechend der Differenz zwischen der Gewichtskraft des Geräteträgers und der Kraft des Gewichtsausgleichselements (50) verbunden ist.

2. Hubgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daJ3 das Gewichtsausgleichselement (50) eine Gasfeder ist.

3. Hubgestell nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daj3 das Getriebe (42) ein selbsthemmendes Getriebe, vorzugsweise ein Winkelgetriebe ist.

4. Hubgestell nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgangszahnrad (46) des Getriebes (42) mit einem Zahnrad (48) kämmt, das durch eine drehbar auf der Gleichlaufwelle (12) gelagerte Hülse (36) mit dem Ende der Schraubenfeder (24) verbunden ist.

5. Hubgestell nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daj3 die Hülse (36) durch ein Axiallager (40) axialfest auf der Gleichlaufwelle (12) gehalten ist.

6. Hubgestell nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daJ3 die Torsionsfeder (24) der Kraft des Gewichtsausgleichselements (50) entgegenwirkt.

7. Hubgestell nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daJ3 im Normalzustand des Hubgestells die Schraubenfeder (24) im Schraubensinn auf Torsion vorgespannt ist.