DE3236020A1 - Verfahren zur erzielung von gelenkbewegungen, anwendbar auf gelenkverbindungen - Google Patents

Description

HERRIOLA, S. Coop. y.

Markina / Spanien - H 515 -

VERFAHREN ZUR ERZIELUNG VON GELENKBEWEGUNGEN, ANWENDBAR AUF GELENKVERBIN DÜNGEN

Verfahren zur Erzielung von Gelenkbewegungen (z.B. bei Lampen, Gliederstrukturen und Klappm6"beln usv.) sind bereits bekannt. Sie gehen zwar von mechanischen Grundlagen oder LSsungen aus, weisen jedoch u.a. folgende Nachteile auf:

a) - Sie erfordern einen aufwendigen Aufbau, im allgemeinen

mit einer Vielzahl von Gelenken.

b) - Nach ihrer Erstellung kann ihre Festigkeit nicht mehr

geändert werden, so dass sie nur fflr bestimmte Beanspruchungen geeignet sind.

c) - For stSrkere Belastungen sind umfangreiche Gelenkverbindungen erforderlich.

All diese Nachteile werden vom Gegenstand der Erfindung, einem Verfahren zur Erzielung von Gelenkbewegungen Überwunden. Diese Verfahren geht von einer mechanischen Grundlage aus (Reibungskraft zwischen mehreren sich beruTirenden Körpern) sowie von einem vollkommen neuen Aufbau, der ein optimales Verhältnis Reibungskraft/BerÜtirungsfISche erlaubt.

Da der mit einer Gelenkverbindung zu versehende Gegenstand normalerweise einen rohrförmigen Aufbau hat, muss dieses Rohr mit einem Gelenkpunkt versehen werden.

Grundgedanke des Verfahrens ist die Teilung des Rohrs in zwei Teile, wobei durch elastische Elemente ReibungsverstSrkungen zwischen diesen beiden Teilen oder zwischen dies« beiden Teilen und einem dritten Teil als Verbindungsteil erzeigt werden.

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Das Verfahren ist im einzelnen dadurch gekennzeichnet, dass zvei im allgemeinen rohrf eruiige Kffrper elastisch verformt werden, wobei die Verformung des einen grosser ist als die des anderen, so dass der eine in den anderen eingeführt werden kann«

In einer abweichenden Ausführung wird die grffssere Verformung durch ein drittes Rohr ersetzt, in das die kleineren Verformungen der beiden erstgenannten Körper eingeführt werden.

Die Verformungen lassen jede Form zu, einschliesslich der Kugelform.

Im Sonderfall kann das verformte Ende des eingeführten Körpers innen bis zum Anschlag am Anfang der Aufnithineverformung vorgeschoben werden, wobei das Ende der Aufnahmeverformung in sich geschlossen einen Winkel bildet und dabei den Anfang der eingeschobenen Verformung aussen uraschliesst,

In die auf diese Weise definierte aufgeweitete Ausstemmung werden Druckelemente eingeführt, von denen die erforderliche Reibungskraft für das Gelenk ausgeht.

Diese Federkraft hSngt von der elastischen Durchbiegung, aber auch von der Art der Anbringung der Unterlegscheiben und ihren physikalischen Eigenschaften ab, wie spSter zu sehen ist.

Die Reibungskraft wirkt der Drehbewegung- ·.· der RohrkJfrper gegeneinander entgegen und hSlt das Gelenk im Gleichgewicht, vorausgesetzt es kommt keine grffssere als die genannte Reibungskraft zur Anwendung.

Auf Grund einer anderen Eigenschaft der Erfindung ist es möglich, bei gleicher Bemessung der elastischen Verfordmung der die Abstemmung bildenden KSrper verschiedene Steifheits· grade der Gelenke zu erreichen, und zwar nur durch Änderung der Anzahl und/oder Lage der Elastikscheiben (oder ggf. der ElastizitÄtskonstante der Feder) im Gelenksystem.

Eine weitere Eigenschaft der Erfindung erlaubt die Herstellung von Gelenkverbindungen durch den Einschluss von Muttern an den Enden der RohrkSrper, die durch ein Rohr— stflck grSsserer Weise miteinander verbunden sind.

In der nachfolgenden praktischen Beschreibung des Erfindungsgegenstandes sind die Besonderheiten und erfindungs* gemSssen Elemente dargestellt, zum Beispiel der Arm einer in ihrem Arm gelenkig ausgeführten Lampe.

Abb. 1 stellt einen Schnitt zweier Kffrper (l) und (2) durch den erfindungsgemffssen gelenkig ausgeführten Bereich dar.

Abb. 2 stellt einen Schnitt (mit den Körpern (l) und ^2), dd in diesem Bereich bereits aufgeweitet sind) und eine Vielzahl von Federscheiben (3) in Montageanordnung dar.

Abb. 3 stellt eine erfindungsgemSsse Gelenkverbindung dar.

Abb. 4 stellt eine Gelenkverbindung ähnlich Abb. 3 dar, jedoch mit anders angeordneten Federscheiben (3).

Abb. 5 stellt eine bauliche Lösung des erfindungsgemSssen Verfahrens zur Erzielung von Gelenkbewegungen, mit einer Feder (k) anstelle der Federscheiben (3) dar.

Abb, 6 stellt eine konstruktive Lösung des erfindungsgemSssen Verfahrens zur Erzielung von Gelenkbewegungen dar, unter Einschluss eines Hülsenteils (5)» das das Einpassen und Andrücken der Federscheiben (3) erleichtert.

Abb. 7 stellt ein Diagramm dar, aus der die funktioneile Wechselbeziehung zwischen der Kraft (P) und dem Federweg (f) für doe Scheiben (3) zu entnehmen ist.

Das erfindungsgemSss Verfahren zur Erzielung von Gelenk-* bewegungen wird nach nachstehend unter Hinweis auf die beigefügten Skizzen beschrieben:

Ausgangspunkt sind zwei Körper &l) und (2), die sich zueinander bewegen sollen.

Diese beiden Körper (l und 2) werden an ihren gegenüberliegenden Enden elastisch verformt, wobei jeweils die entsprechenden Aufweitungsmasse (lO bezw. 20) erzielt werden. Diese Verformungen lassen sich nach jedem der an sich bekannten Verfahren, insbesondere im Ziehverfahren, ausführen.

Die erzielten Verformungen schliessen bei einem der Körper (l) mit einem im Winkel gebogenen Ende ab, das seiner— seitte den anderen Körper (2) aussen an der Winkelabbiegung umfasst, die sich bei deren QuerschnittsaufWeitung ergibt. (20) Der eingepasste Körper (2) besitzt ein gerades Ende, das im Innern an die Winkelabbiegung anschlagen kann, durch die der Körper (l) infolge der Aufweitung seines Querschnitts (lO) definiert wird.

In den im Innern dieser Gelenkverbindung durch Aufweitung gebildeten Raum werden Druckelemente eingebaut. In dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 31 ^ und 6 bestehen diese aus Elastikscheiben (3). Diese Federscheiben (3) drücken gegen die aufgeweiteten Wandungen und erzeigen dabei eine

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Reibungskraft zwischen den Rohren. Sie ist grosser als das das durch dden gelenkig über die Arme (l und 2) verbundenen Körper gebildete Kraftmoment, so dass das Gelenk statisch, also gegeneinander unbeweglich, bleibt (Arme 1,2), vorausgesetzt, die die zur Anwendung kommende Kraft ist nicket grosser als die genannte Reibungskraft.

Die erzeugte Reibungskraft hängt von den physikalischen Eigenschaften jeder Federscheibe (3) ab. Jede dieser Federscheiben erzeugt eine bestimmte Federkraft nach der allgeiiei Formel:

<rl· D ss s

Darin bedeuten:

P = Federkraft der Scheibe
D = JSussendurchmesser
d e Innendurchmesser
s - Stärke

h = InnenhShe des Kegelstumpfes - ohne Belastung f = Federweg
_ty.- = Kennwert (in Abhängigkeit von dem Verhältnis D/d)

Die Reibungskraft (P) wird in Abhängigkeit vom Federweg (f) erzeugt, hängt jedoch darÜberhinaus το« Einbau der Federscheiben (3) ab.

Abb. 7 stellt in Form von Abszissen die Federwegwerte (f) und in Form von Koordinaten die Kraftwerte (p) dar. Wenn /3 der aus dem Funktionswert eines jeden Punktes und der Koord: natenach.se gebildete Winkel ist, ergibt sich:

- Für eine einzige Federscheibe (3) tg/> = — = 1.

- Für in gleicher Richtung angelegte Federscheiben (3) (siehe eine der symmetrischen Hälften Abb. k)

- Für in entgegengesetzten Richtungen angelegte Federscheiben (jeweils eine zur anderen, siehe Abb. 3) tg h = -z 4 1 (getrennt oder gruppiert).

Versuche haben ergeben, dass die Anordnung der Federscheiben (3) nach AbWt optimal ist. Mit dieser Anordnung wird ausserdem eine kontinuierlichere Verteilung der Beanspruchung erreicht. Für diese Anordnung gilt tg^">= — ^ 0,25.

Den Abschluss der Gelenkverbindung bildet erfindungsgeraSss eine auf dem Arm (l) angebrachte AbschlussrSndelung (lol), durch die eine Axialverschiebung verhindert wird, wffhrend der Abschlussbereich (201) des anderen Arms (2) gegen den Aufweitungsknick schlfigt (siehe Abb. 3 bis 6).

Die vorliegende Erfindung sieht ausserdem die Anordnung einer Feder (k) oder eines Shnlichen Federelements, anstelle der Federscheiben (3) vor, ohne die Eigenschaften der Erfindung zu beeinträchtigen, siehe Abb. 5. Der Einschluss einer Feder (h) in die vorliegende Erfindung verschiebt die Krafterzeugung, die sich in den Endbereichen der durch die Aufweitungen (lO, 20) definierten Aufstetnmung konzentriert. An diesen Punkten sind die AbschlussrSndelungen (lOl, 20l) angebracht.

Die vorliegende Erfindung sieht ferner in einer anderen konstruktiven L6*sung nach Abb. 6 den Einschluss eines Hfllsenteils (5) vor. Darüberhinaus kann auch am Arm (2) eine weitere Hülse vorgesehen werden.

Dieses konische oder zylindrische Hülsenteil (5) mit verSnderlichem Durchmesser besitzt vorzugsweise ein Ende, dessen Durchmesser "d" mit dem Durchmesser eines der Arme (l) übereinstimmt. Der Durchmesser "D" des anderen Endes stimmt mit dem Durchmesser des aufgeweiteten Teils des anderen Arms (2) überein (siefce Abb. 6). Die Einfügung dieses Hülsenteils (5) erleichtert daher die . Druckein-

BAD

Federscheiben (3)»

Leerseite

Claims (1)

1. HEKRIOLA, S. Coop.
   Markina / Spanien

   ANSPRÜCHE:

   1. Ein Verfahren zur Erzielung von Gelenkbewegungen, anwendbar auf Gelenkverbindungen, gekennzeichnet durch:

   a) Zwei gelenkig zu verbindende Körper, deren Enden im Querschnitt aufgeweitet werden,

   b) Verbindungsteile für die aufgeweiteten Enden,

   c) In die beiden aufgeweiteten Enden oingepressto Fedorelemente.

   2. Ein Verfahren zur Erzielung von Gelenkbewegungen, anwendbar auf Gelenkverbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsteile der beiden aufgeweiteten Enden aus einem rohrförmigen Teil bestehen, das die aufgeweiteten Enden der beiden gelenkig zu verbindenden KoVper umfasst.

   3. Ein Verfahren zur Erzielung von Gelenkbewegungen,anwendbar auf Gelenkverbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufweitungen der Enden der beiden Körper unterschiedliche Querschnitte aufweisen, wobei der gro'ssere Querschnitt den kleineren aufnimmt.

   k. Ein Verfahren zur Erzielung von Gelenkbewegungen, anwendbar auf Gelenkverbindungen nach Anspruch 1 und 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsart in einer Verformung der grSsseren Aufweitung besteht, die, in eich geschlossen, einen Winkel bildet und den Beginn der kleineren Verformung aussen umfasst.

   5. Ein Verfahren zur Erzielung von Gelenkbewegungen, anwendbar auf Gelenkverbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federteile aus einer Reihe von Federscheiben bestehen, die an durch die beiden aufgewei-

   teten Enden definierte Aufstemmung angelegt werden, so dass die erzeugte Reibungskraft eine Funktion des Federwegs ist und von folgenden Faktoren abhSngt: a) von den physikalischen Eigenschaften jeder Scheibe und b) von der Art der Anordnung, der Scheiben.

   6. Ein Verfahren zur Erzielung von Gelenkbewegungen, anwendbar auf Gelenkverbindungen, nach Anspruch 5f dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungskraft jeder Federscheibe durch die Formel:

   p = 92300

   bestimmt wird. Darin bedeuten:

   P = Federkraft jeder Scheibe

   D = Äussendurchmesser

   d = Innendurchmesser

   η = StSrke

   h = Innenhotie des Kegelstumpfes ohne Belastung

   f = Federweg

   ,.^, = Kennwert in Abhängigkeit vom VerhSltnis D/d.

   7. ICiη Verfahren zur Erzielung von Gelenkbewegungen, anwendbar auf Gelenkverbindungen, nach obigen Ansprüchen, dadurch gekenn zeichnet, dass P/f5 1ί ist, wobei bedeuten:

   P = Federkraft jeder Scheibe
   f = Federweg.

   8. Ein Verfahren zur Erzielung von Gelenkbewegungen, anwendbar auf Gelenkverbindungen, nach obigen Ansprüchen, da-

   L
   durch gekennzeichnet, dass P/f — 1 ist, wobei bedeuten:

   P = Federkraft joder Scheibe
   Γ = Federweg.

   !AD ORIGINAL

   K). Ein Verfahren zur Erzielung von Gelenkbewegungen, anwendbar auf Gelenkverbindungen, nach den obigen Ansprachen, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Reibungskraft gleichmSssig und kontinuierliche ilbor die Innenvand der Atifstemmung verteilt.

   11. Ein Verfahren zur Erzielung von Gelenkbewegungen, anwendbar auf Gelenkverbindungen, nach den obigen Ansprachen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hülse veränderlichen Querschnitts am Anfang mindestens einer der Aufweitungen angebracht wird; an diese Hülse schlagen die Elastikknoten an.

   12. EIN VERFAHREN ZUR ERZIELUNG VON GBLENKBEWEGUNGEN, ANWENDBAR AUF GELENKVERBINDUNGEN.