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Die Erfindung betrifft ein arretierbares Drehgelenk, be-
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stehend aus einer Drehhülse und einem Drehschaft.
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Derartige Drehgelenke werden in allen Bereichen der Technik, des Handwerks
und des häuslichen Bedarfs benötigt, sie erlauben bestimmungsgemäß ein Verdrehen
zwischen der Drehhülse und dem darin befindlichen Drehschaft um die gemeinsame Achse.
Ein Arretieren solcher Drehgelenke in bevorzugten Drehstellungen kann auf verschiedenste
Weise erfolgen, wie z. B. durch Klemmschrauben, Klemmring und ähnliches. Die bekannten
Arretiervorrichtungen haben den Nachteil großer Verschleißanfälligkeit bei vielfach
wiede:no'ter Betätigung und sie gestatten vor allem keine großen Torsionsbelastungen
des Drehgelenkes im arretierten Zustand. Schließlich ist die Handhabung der Arretieruorrichtungen
mit einer mehr oder minder großen Kraftanstrengung beim Festsetzen und relativ hohem
Zeitaufwand für den Festsetz- oder Lösungsvorgang verbunden.
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Der rfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem arretierbaren
Drehgelenk der eingangs genannten Art eine verbesserte Arretierbarkeit zu gewährleisten.
Dies wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Patentanspruch
1 erreicht. Verbesserungen und bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
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Die Erfindung basiert also auf dem Grundgedanken, die beiden aus Drehhülse
und Drehschaft bestehenden Hälften des Drehgelenkes im arretierten Zustand mittels
einer ineinander-reifenden Verzahnung an ihrem inneren bzw. äußerer Umfang torsionssicher
festzusetzen und die Drehbarkeit des Gelenkes durch ein Axiales Auseinanderzeihen
der Drehhülse und es Drehschaftes über die Länge der gerasteten xJerzahnun zu ermöglichen,
indem in dieser nicht mehr gerasteten PosItion der Kranzverzahnung die Drehhülse
gegenüber dem
Drehschaft frei drehbar wird; in der gewünschten neuen
Drehposition werden raann Drehhülse und Drehschaft über aie Verzahnungslänge wieder
zusammengeschoben.
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Ein solches Drehgelenk hat den Vorteil, im gerasteten ustand hohe
Torsionskräfte aufnehmen zu können, ohne aß für den Arretiervorgang vergleichbar
hohe Drehmomente aufgewendet werden müssen. Darüber hinaus läßt sich das Verdrehen
von der einen in die nächste arretierte Drehposition außerordentlich schnell durchführen.
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Durch einen zylindrischen Führungsschaft zwischen den Verzahnungskränzen
wird erreicht, daß das Drehgelenk auch im nicht arretierten, frei drehbaren Zustand
in hohem Maße knickbelastbar ist. Weiterhin wird hierdurch erreicht, aß auch ein
Verzahnungskranz mit Außenzahnung, der in Verznungskränzn mit Innenzahnung der Drehhülse
sowie des Drehschaftes eingreift, axial verschoben werden kann, ohne aß hierzu die
Drehhülse gegen den Drehschaft axial verschoben werden muß. um das Drehgelenk zu
betätigen.
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Eine zwischen den Verzahnungskränzen abgestützte Feder hält diese
in der Verzahnungsstellung und gewährleistet ein automatisches Arretieren des Drehgelenkes,
sobald die Kranzverzahnung in der gewünschten Eingriffsposit on steht.
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Ein Arretierschieber zwischen der Drehhülse und dem Drehschaft verhindert
ihr unbeabsichtigtes gegenseitiges Axialverschieben, so daß dies nur nach einem
Verstellen des Schiebers oder unter Aufbringung einer Mindestkarft möglich wird.
Aufgleitflächen am arretierschieber erleichtern sein Arreti-ren und gewährleisten,
in Verbindung mit geeigneten Rückstellmitteln, ein automatisches Einrasten der rct:ierunq.
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Ein axial auf die Kranzverzahnung wirkender Exzenterschieber ermöglicht
das Ein- und Ausrasten der Kranzverzahnung durch eine Drehbewegung um eine Achse
quer zur Verzahnungsachse, ohne daß hierbei ein direkter sauberer Kr-.-tangriff
an der Drehhülse oder dem Drehschaft erforderlich ist. Ein solcher Exzenterschieber
weist vorteilhafterweise eine Kurvenscheibe auf und ermöglicht das Einstellen riehrerer
unterschiedlicher Exzentrizitätspositionen und insbesondere die gleichzeitige oder
nacheinander erfolgende Betätigung mehrer Kranzverzahnungen mit eine einzigen Exzenterschieber.
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Ein von einem Verzahnungskranz axial betätigter Einrastanzeiger in
der äußeren Oberfläche des Drehgelenkes ermöglicht dem Benutzer ein eindeutiges
optisches und/oder tastmäßiges Feststellen des eingerasteten Zustandes. Bei dem
Einrastanzelger kann es sich auch um einen zylindrIschen Führungsschaft eines Verzahnungskranzes
handeln, insbesondere kann mit diesem Führungsschaft auch die axiale Verschiebung
des Verzahnungskranzes vorgenommen werden.
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Verzahnungskränze aus gezogenen oder stranggepreßten Profilstäben
ermöglichen ihre rationelle Herstellung, verbunden mit einer hohen Festigkeit aufgrund
der Materialverformung bei der Herstellung der Profilstäbe, die nur noch auf Länge
durchtrennt werden müssen. Formgefertigte Verzahnungskränze, z. B. nach dem Form-,
Spritz- oder Guß-Verfahren, erlauben eine komplette Formgebung auch an den Stirnsei-en
in einem Arbeitsgang.
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Zwei koaxial hintereinander verbundene Drehhülsen und Drehschäfte
gewährleisten ein koordiniortes Verdrehen und Arretieren zweier ggf. auch miteinander
fest vebundener Hebelare, die im letzteren Fa'l augrund der zweifachen Verzahnung
besonders hohe Torsionskräfte ap arretierten
Drehgelenk gewährleisten.
Wenn zwei oder mehr Drehhülsen oder Drehschafte im Winkel zueinander zu einem Drehgelenk
verbunden sind, wird hierdurch eine kombinierte Drehung und Arretierung in mehreren
Raumrichtungen erreicht.
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Typische Anwendungsgebiete, insbesondere von Drehgelenken mit mehreren
Drehhülsen und Drehschäften, sind der Sanitär-, Haushalts- und Gesundheitsbereich;
hierbei sind bevorzugt zwei koaxial hintereinander verbundene Drehhülsen oder Drehschäfte
quer zur Drehgelenkachse mittels Verlängerungen miteinander verbunden - natürlich
kann diese Verbindung auch zwischen dem einen Drehschaft und der anderen Drehhülse
erfolgen. Hierdurch wird ein einen Haltering, einen Sitz oder eine ähnliche Stütze
bildendes, außerordentlich vielseitig einsetzbares Drehgelenk verwirklicht.
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Dabei können zwei der Drehhülsen oder Drehschäfte zu einem einzigen
Bauteil zusammengefaßt und mit einem Halter zum Befestigen an einer Wand oder an
einem ähnlich festen Gegenstand versehen sein, wobei eine Kombination mit einer
dritten Drehhülse und einem dritten Drehschaft im Winkel zu den vorgenannten die
Vielseitigkeit des Einsatzes noch steigern kann.
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Ein von der Drehhülse oder dem Drehschaft ausgehender 3üpentanal ermöglicht
die Verwendung des Drehgelenkes bei den unterschiedlichsten Bedüsungsvorgängen mit
einem Fluid in vorgebbare Richtungen. Ein solcher Düsenkanal kann auch auf eine
Verlängerung der Drehhülse oder des Drehschaftes wie auf den vorerwähnten Haltering
aufgesteckt sein. rbenso kann ein Sitz, eine Ablage oder eine weiche Stütze au eine
Verlängerung der Drehhülse oder des Drehschaftes auigesteckt: sein, was lnsbesondcro
in Verbindung mit einz ringförmig ausgebildeten Verlängerung die vielfältige Verwendbarkeit
des Drehqelenkes nech erweitert.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der
beiliegenden Zeichnung. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch ein
Drehgelenk, Fig. 2 einen Teilschnitt entlang der Linie I-I der Fig. 1, Fig. 3 einen
Teilschnitt entlang der Linien II-II bzw. III-III der Fig. 1, Fig. 4a eine schematische
Ansicht gemäß Fig. 1, Fig. 4b eine schematische Aufsicht gemäß Fig. 1, Fig. D eine
schematische Frontansicht gemäß Fig. 1 im Teilschnitt, Fig. 6 eine weitere schematische
Frontansicht gemäß Fig. l im Teilschnitt.
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Ein arretierbares Drehgelenk weist gemäß Fig. 1 zwei gleich gestaltete
Teilgelenke 1 und ein davon verschiedenes Teilgelenk 2 auf. Die Teilgelenke 1 bestehen
aus Drehhülsen 3 und Drehschäften 4, während das Teiigelenk 2 aus einer Drehhülse
5 und einem Drehschaft 6 besteht. Die Teilgelenke 1 weisen Kranzverzahnungen 7 auf,
bei denen ein Verzahnungskranz 8 eine Außenzahnung und die Drehschäfte 4 sowie die
Drehhülsen 3 formgleiche, hintereinander angeordnet innenzahnungen aufweisen, welche
die AudenzahrXungen des Verzahnungskranzes 8 mit geringem radialen Spiel formschlüssig
umfassen. Ein zvlindrischer, koaxial die Drehschäfte 4 durchgreifender Führungsschaft
9 durchdringt bei seinem Bund 10 koaxial den Verzahnungskranz 3 und in weiteren
Verlaur einen Deckel 11 quer zur Drehhülse 3, xegen welche der Verzahnungskranz
8 auf eine etwas größere als die Verzahnungslänge 12 durch eine Feder 13 abgestt'tzt
ist. Der Kopfbereich '4 des Führungsschaftes 9 schließt in eingerasteten Zustand
gerade mit dem Deckel 11 ab, während
er im ausgerasteten Zustand
diesen überragt, so daß eine ggf. an ihm angebrachte optische Markierung deutlich
sicht bar und fühlbar wird, um die Unvollständigkeit der Einwastung anzuzeigen.
Es ist aber auch möglich - wie hier nicht näher dargestellt - den Kopfbereich 14
auch im ein gerasteten Zustand den Deckel 11 überstehen zu lassen, so daß durch
Ziehen am Kopfbereich 14 die Arretierung aufgehoben werden kann. Bevorzugt wird
aber ein Exzenterschieber 15 für diesen Vorgang verwendet, dessen Kurvenscheibe
16 die Führungsschäfte 9 axial verschiebt, wenn der Exzenterschieber 15 an seinem
Griff 17 in Richtung des Drehpfeiles 18 gedreht wird.
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Das Teilgelenk 2 weist eine mit der Kranzverzahnung 7 t dial gleichmaßige
Kranzverzahnung 19 auf, bei welcher Außenzahnung auf der Peripherie einer Verlängerung
20 des Drehschaftes 6 und eine Innenzahnung an der Peripherie einer inneren Schulter
21 der Drehhülse 5 in gleicher Länge vorgesehen ist. Ein zylindrischer Führungsschaft
22 der Drehhülse 5 durchgreift koaxial die Verlängerung 20 des Drehschaftes 6 und
spannt zwischen ihrem als z. B. Unterlegscheibe ausgebildeten Abschlußbund 23 und
einem inneren Absatz 24 des Drehschaftes 6 eine konzentrische Spiralfeder 25 zur
Aufrechterhaltung der Raststellung der Kranzverzahnung 19 ein. Vorteilhafterweise
ist die Kranzverzahnung 19 von einer Scheibe 26 überdeckt sowie der ziie Scheibe
26 duchdringende Führungsschaft 22 im Exzenterschieber 15 verschraubt, wodurch letzterer
unverlierbar und drehgelagert wird. Durch ein Verdrehen des Exzenterschlebers 15
um etwa 190° wird der Verzahnungskranz 8 ndestens um die Verzahnungslänge 12 aus
der Kranzverzahnung 7 des Drehschaftes 4 verschoben. so daß die an den Drehhülsen
3 an ihren miteinander verbundenen oder zu einem :.eschlossenen Griff verbindbaren,
hebelförmigen Verlängerungen 27 frei verdrent werden können, bis die neu gewünschte
Rastposition
erreicht ist, in welcher durch Zurückdrehen des Exzenterschiebers 15 eine neue Einrastung
erzielt wird. Demgegenüber wird die Kranzverzahnung 19 z. B. durch Ziehen an den
Verlängerungen 27 axial um Ihre Verzahnungslänge 28 auseinandergezogen, so daß die
Drehhülse 5 gegenüber dem Drehschaft 6 frei in die neue gewünschte Einrasposition
drehbar wird, in welche die Drehhülse 5 durch die Kraftwirkung der Spiralfeder 25
selbsttätig zurückgezogen wird. Ein Arretierschieber 29 zwischen dem freien Ende
der Drehhülse 5 und dem flanschartigen Werde 30 des Drehschaftes 6 ist um seine
Achse 31 drehbar gelagert und hintergreift mit seinem Riegel 32 die Außenschulter
33 der Drehhülse 5. Die Rückstellkraft des Arretierschiebers 29 in die Einraststellung
kann z. B. durch Eigengewicht oder eine Feder erfolgen, während Aufgleitflächen
34 und 35 as Einrasten in Arretierstellung erleichtern. s versteht sich, daß die
Arretierung auch z. B. mittels einer in der Zeichnung nicht dargestellten Ringnut
und federbelasteten Kugeln zwischen dem Drehschaft 6 und der Drehhülse 5 erfolgen
kann.
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Die die Verzahnungkränze bildenden Bauteile können, je nach zu erwartender
Torsionsbelastung, aus daran angepaßten Werkstoffen hergestellt sein; eine Schmierung
erübrigt sich bei geeigneter Oberflächenbeschichtung, sie kann doch über die Öffnungen
in den Deckeln 11 oder am Rand des Exzenterschiebers 15 nach dessen axialem Anheben
ohne ein Auseinanderbauen des Drehgelenkes erfolgen - man wird aber bevorzugt während
langer Zeit wirkende, -insbesondere wasserverträgliche Fette von vornherein zur
Schmierung einsetzen.
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Die Kurvenscheibe 16 hat, wie sich des näheren aus Fig. 2 ergibt,
einen vorgestimmten Maximalhub, der größer als die Verzahnungslänge 12 ist. Ihr
Überdrehen wird durch Endanschläge
3 verhindert; ein selbstätiges
Zurückdrehen kann durch eine hier nicht dargestellte Feder oder ein ähnliches Mittel
aus Sicherheitsgründen erwünscht sein.
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Es versteht sich, daß bei entsprechender, in der Zeichnung nicht dargestellter
Umgestaltung der Drehhülse 5 und des Drehschaftes 6 ein Ausrasten der Kranzverzahnung
19 und Verdrehen auch durch Druck statt durch Zug- möglich ist, wobei dann das flanschseitige
freie Ende der Drehhülse 5 von diesem unsichtbar abgedeckt werden kann.
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Bei den Kranzverzahnungen 7 und 19 kann es sich um eine Nut/Rastverbindung
mit 300-Teilung nach Fig. 3 handeln, wobei für die Verzahnung nicht etwa die Präzision
eines Zahnrades erlangt wird; es ist aber auch jede andere Art der Verzahnung denkbar,
wie z. B. zwischen einem Innen-und einen entsprechenden Außenvierkantprofil, wobei
die Zahl der Raststellungen der Kantenzahl entspricht. Die dargestellte Zwölferteilung
hat sich aber im Hinblick auf die Aufnahmefähigkeit hoher Torsionskräfte in Verbindung
mit einer ausreichenden Anzahl an Rastmöglichkeiten als besonders günstig erwiesen.
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Aus Figuren 4a und 4b sind die möglichen Raststellungen des Drehgelenkes
gemäß Figuren 1 und 3 in zwei Ebenen dargestellt. Wie sich aus Fig. 5 ergibt, kann
von aen Drehhülsen 3 ein durch die Verlängerung 27 gebildeter Düsen'xanal mit vorbestimmt
ausgerichteten Düsen 37 ausgehen, wobei der Düsenkanal mit einem hier nicht dargestellten
Fluid beaufschlagt werden kann. Ein besonderer Düsenkanal 33 kann aber auch mittels
Zapfen 39 auf die Verlängrungen L aufgesteckt und über ein Mischventil 40 mit Fluidzuführungen
41 verbunden sein (Fig. 6).
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Schließlich kann auch ein ergonomisch geforrter Sitz 42 aus hautrreundlichem
Material au- die Verlängerung 27 aufgesteckt werden. Ein unterer Sitz t3 erhöht
bei geringe Gewicht und dünnen Wandstärken die Stabilität der Sitzflåche und dient
beim entsprechenden Verdrehen der Verlangerung 27 als vielseitige Stütze oder Unterteilung
einer von der Sitzunterseite gebildeten Ablagefläche 44. Flächige Klammern 45, 45
sichern den Sitz 42 auf der Verlängerung 27 und ermöglichen dessen müheloses Entfernen.
Es ist aber auch möglich, statt des Sitzes 2 eine weiche, z. 3. ringförmige Stütze
- in der Zeichnung nicht näher dargestellt - auf die Verlängerung 27 aufzustecken,
um daran z. B.
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Kleinkinder beim Baden zu halten.
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Ein solches Drehgelenk läßt sich schnell und einfach bedienen und
die Verlängerungen 27 können bei Nichtbedar oder wenn sie lediglich als ilfsgriff,
Handtuchhalter oder ähnliches benutzt werden, wandnah, d. h. raumsparend, arretiert
sein. Ein Festhalten oder Abstützen an den Verlängerungen 27 kann den jeweiligen
Bedürfnissen ohne Schwierigkeiten angepaßt werden. Gezielte Brauseanwendungen sind
aufgrund der vielseitigen Verstellbarkeit des Düsenkanals möglich, wobei letzterer
bei steckbarer Gestaltung zum Reinigen oder Entkalken leicht entfernt erden kann.
Eine fest Wandmontage oder an einer Stange verschiebbare Montage des Drehgelenkes
ist möglich. Voneinander unabhängige Verlängerungen erhöhen die Vielseitigkeit,
miteinander verbundene Verlängerungen die Stabiiität - hierbei ist zur Montage mindestens
eine, bevorzugt zwei, Verbindungsstellen der Verlängerung erforderlich.
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Eine Anwendung des erfindungsgemäßen Drehgelenkes ist also überall
da angezeigt, wo eine feste, vielseitig vorgebbare Positionierung für einen Arbeitszweck
erwünscht ist.
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Arretierbares Drehgelenk Zusammenfassung: Bei einem arretierbaren
Drehgelenk, bestehend aus mindestens einer Drehhülse und mindestens einem Drehschaft,
wird eine verbesserte Arretierbarkeit gewährleistet durch eine axiale, begrenzte
und verschiebliche Kranzverzahnung zwischen der Drehhülse und dem Drehschaft über
die Verzahnungslänge.