DE3410158C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Drehgelenk der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Die Bedienbarkeit eines tragbaren Meßgerätes kann durch die Verwendung eines Schwenkgehäuses bisweilen erheblich verbessert werden. Ein solches Schwenkgehäuse besteht aus einem Basisteil, an dem mit Hilfe von Drehgelenken ein Schwenkteil befestigt ist. Im Schwenkteil ist im allgemeinen die Anzeigeeinheit untergebracht, die somit in eine für den Betrachter günstige Lage geschwenkt werden kann.

Bei bekannten Schwenkgehäusen wird als Drehgelenk ein Scharnier verwendet, das allerdings ausgehend von einer gemeinsamen Ebene eine Schwenkung des Schwenkteils nur in einer Richtung ermöglicht (DE 28 36 679 A1). Soll das Schwenkteil nach beiden Richtungen zu einer gemeinsamen Ebene schwenkbar sein, dann muß zunächst einmal das Drehgelenk diese Forderung erfüllen. Selbstverständlich soll ein solches Drehgelenk wenig Platz beanspruchen und vor allem nicht über die Gehäuseflächen hinausragen. Gleichzeitig muß es in der Lage sein, die beiden Gehäuse­ teile in einer eingestellten Winkellage zueinander gegen die Schwerkraft zu halten. Dies wiederum läßt sich nur mit Hilfe einer entsprechenden Reibung am Drehgelenk errei­ chen.

Aus der DE-OS 20 00 842 ist ein Drehgelenk bekannt, das sich zur gelenkigen, mehrere stabile Winkelstellungen ermöglichen­ den Verbindung zweier Bauteile eignet. Dazu ist ein auf einer Gelenkachse befestigbares erstes Gelenkteil mit einem Satz radial nach innen weisender Zähne und ein zweites Gelenkteil mit einem oder mehreren radial nach außen weisenden Zähnen, die jeweils in der Lücke zwischen zwei nach innen weisenden Zähnen eingreifen, vorgesehen. Jeder der nach außen weisenden Zähne und/oder jeder Zahn des Satzes nach innen weisender Zähne ist federnd nachgiebig und in bezug auf die mit ihm zu­ sammenwirkenden Zähne am anderen Gelenkteil so gestaltet, daß er beim Überschreiten eines bestimmten auf die Gelenkteile aufgebrachten Drehmomentes zurückweicht und in die nächste Zahnlücke einrastet. Die beiden Gelenkteile bestimmen mit ih­ rem Durchmesser die Breite des Gelenks, an das sich die hierzu relativ schmalen Schenkel der zu schwenkenden Bauteile anschließen.

Aufgabe der Erfindung ist es ein Drehgelenk der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, das einerseits relativ kräftig ist, besonders bezüglich seiner Fähigkeit trotz Krafteinwirkung eine vorgegebene Winkelstellung der beiden Schenkel zueinander beizube­ halten, andererseits aber quer zur Längserstreckung der beiden Schenkel möglichst schmal ist. Es handelt sich hierbei um zwei konträre Forderungen, da zur Beherrschung größerer Kräfte ein großer Gelenkdurch­ messer zu fordern ist dieser andererseits aber zur besseren Raumausnutzung möglichst klein sein soll.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die im Anspruch gekennzeichneten Merkmale. Weitere vorteilhafte Ausge­ staltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgegenstan­ des sind in den Unteransprüchen genannt.

Eine Besonderheit der Erfindung liegt darin, daß die Reibung nicht unmittelbar zwischen den beiden zueinander schwenkbaren Schenkeln auftritt, sondern durch einen Bremshebel verursacht wird. Der Winkelbereich, in dem der Bremshebel gegenüber den Schenkeln verdrehbar ist, läßt sich durch Anschlagelemente auf die Hälfte des Winkelbereiches reduzieren, in dem die beiden Schenkel zueinander verschwenkbar sind. Die Herabsetzung des vom Bremshebel benötigten Schwenkbereiches ist deshalb von ausschlaggebender Bedeutung, weil die Breite des Gelen­ kes einerseits von der Länge des Bremshebels und damit vom Durchmesser seines Schwenkbereiches und andererseits vom Schwenkwinkel abhängt. Das Gelenk kann also umso schmaler gestaltet werden, je kürzer der Bremshebel und je kleiner der Winkel des Schwenkbereiches ist.

Einer Reduzierung der Schenkelbreite sind Grenzen gesetzt, da die Stabilität des Gelenkes nicht zu gering werden darf. Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfin­ dungsgegenstandes sieht deshalb vor, daß jeder der beiden Schenkel durch eine im wesentlichen rechteckige Platte gebildet ist, an die sich ein zur Achse hin Verjüngendes Teilstück anschließt, das etwa die Form eines Kreisausschnittes besitzt. Das Loch für die Achse befindet sich am schmalen Ende des Kreisausschnittes und die Gleitfläche für den Bremshebel ist auf den Bereich des Kreisausschnittes begrenzt. Diese Formgebung hat den Vorteil, daß das Gelenk bei Parallellage der beiden Schenkel im Bereich der Achse am schmalsten ist. Das beim Kippen der beiden Schenkel zueinander entstehende Knie ist hierdurch abgeflacht und die Außenkanten der Schenkel bilden keine hervorstehenden Ecken.

Bei einem relativ kleinen Gelenk würde die bloße Flächenreibung zwischen dem Bremshebel und den Schenkeln nicht ausreichen, um einem ungewollten Verschwenken der Schenkel entgegenzuwirken. Eine vorteilhafte Ausgestal­ tung der Erfindung sieht deshalb vor, daß auf jedem der beiden Schenkel konzentrisch zur Achse ein Rastnuten­ kranz ausgebildet ist, und am Bremshebel beidseitig der Achse federnde Elemente in eine Rastnut eingreifen. Die Schenkel werden hierdurch in einer bestimmten, stufig einstellbaren Winkelstellung zueinander gehalten.

Es ist weiterhin zweckmäßig, daß der Rastnutenkranz als Teil eines konzentrisch zur Achse angeordneten, er­ habenen Ringes auf der Gleitfläche des Schenkel ange­ ordnet ist. Auf seiner der Achse zugewandten Innenseite trägt er die Rastnuten und der Bremshebel liegt wie die Speiche eines Rades mit seinen beiden federnden Enden in je einer Rastnut des an beiden Schenkeln ausgebildeten Rastnutenkranzes.

Die Stabilität des Gelenkes insbesondere gegenüber seitlich auftretenden Kräften wird dadurch erhöht, daß der Rastnutenkranz beidseitig an den Schenkeln ausge­ bildet ist und auch beidseitig der aneinanderliegenden Schenkel je ein Bremshebel angeordnet ist.

Die beidseitig in die Rastnuten eingreifenden federnden Elemente des Bremshebels bestehen aus jeweils einer Spiralfeder, die eine Rastkugel in eine Rastnut drückt. Somit gehören zu jedem Bremshebel zwei Spiralfedern, die in beidseitig des für die Achse vorgesehenen Loches in Kammern eingebettet sind.

Ein weitgehend fugenfreies Zusammenpassen der einzelnen Teile des Gelenkes wird dadurch erreicht, daß die Schenkel durch ihren jeweiligen Rastnutenkranz unter­ teilt sind und der mit der Achse verbundene kreisab­ schnittartige Teil gegenüber dem mit einem Befestigungs­ element versehenen rechteckigen Teil etwas versetzt ist. Die beiden Teile eines Schenkels liegen somit nicht in einer Ebene.

Der Anwendungsbereich des Drehgelenkes ist selbstver­ ständlich nicht nur auf Meßgeräte mit schwenkbarem Anzeigeteil beschränkt. Es ist deshalb zweckmäßig das Gelenk mit solchen Befestigungselementen zu versehen, die einen leichten Einbau in beliebige zueinander verschwenkbare Teile ermöglichen. Vorzugsweise verwendet man hierzu Nocken- oder Zapfenelemente, die an den freien Enden der beiden Schenkel ausgebildet sind und sich zum schraublosen Einsetzen in eine an den Montage­ teilen vorgesehene Nut eignen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Aus­ führungsbeispiels näher erläutert und ist in den Zeich­ nungen dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 Das Drehgelenk am Gehäuse eines Meßgerätes mit schwenkbarem Anzeigeteil in Null-Lage (beide Gehäuseteile liegen in einer Ebene).

Fig. 2 Das Drehgelenk in Schwenklage, wobei ein Schenkel um ca. 80 Grad gegenüber der Null-Lage geschwenkt ist.

Fig. 3 Das Drehgelenk bei Null-Lage in Draufsicht.

Fig. 4 Das Drehgelenk bei Null-Lage in Seitenansicht.

Fig. 5 Einen Schenkel des Drehgelenks im Schnitt.

Fig. 6 Einen Schenkel des Drehgelenks in Draufsicht.

Fig. 7 Einen Schenkel des Drehgelenks in Seitenan­ sicht.

Fig. 8 Einen zweiten mit dem Schenkel nach Fig. 7 zu verbindenden Schenkel des Drehgelenks.

Fig. 9 Einen Bremshebel in Draufsicht.

Fig. 10 Einen Bremshebel seitlich im Schnitt.

Das vielseitig anwendbare Drehgelenk ist in den Fig. 1 und 2 in einer speziellen Anwendung bei einem trag­ baren Meßgerät mit schwenkbarem Anzeigeteil dargestellt. Das Drehgelenk 1 ist auf der einen Seite mit einem Basisteil 2 des Meßgerätes und auf der anderen Seite mit einem Schwenkteil 3, das zur Anzeige des Meßwertes 2 dient, verbunden. Zwischen den beiden Gehäuseteilen 2, 3 des Meßgerätes liegt ein Faltenbalg 20, der nicht nur die beidseitig des Gehäuses angeordneten Drehgelenke, sondern auch den dazwischenliegenden Innenraum des Gehäuses abdeckt. Das Drehgelenk ist so ausgebildet, daß sich der Schwenkteil 3 des Gehäuses in einem Winkelbe­ reich von ca. 160 Grad bewegen kann. Dabei sind Rast­ stufen im Abstand von ca. 20 Grad vorgesehen.

Die Details des Drehgelenks 1 sind in den Fig. 3 und 4 dargestellt. Zwei Schenkel 4 und 5 besitzen an ihrem freien Ende ein Befestigungselement 18, das eine Verbin­ dung mit zwei zueinander verschwenkbaren Teilen ermög­ licht. Wie insbesondere auch die Fig. 5 und 6 zeigen, besteht jeder der beiden Schenkel 4, 5 aus zwei Platten, zwischen denen ein Rastnutenkranz 13 liegt. Die beiden Platten, von denen die eine im wesentlichen rechteckig ausgebildet ist und die andere etwa die Form eines Kreisausschnittes besitzt, liegen in zwei zueinander parallel versetzten Ebenen, wobei der Rastnutenkranz 13 für die Verbindung sorgt. Am schmalen Ende der einem Kreisausschnitt gleichenden Platte des Schenkels 4, 5 ist ein Loch 12 vorgesehen, in dem eine Achse 6 steckt, die sowohl die beiden Schenkel 4, 5, wie auch noch zwei Bremshebel 7 miteinander verbindet.

Die jeweils außen auf den beiden Schenkeln 4, 5 liegenden Bremshebel 7 sind in den Fig. 9 und 10 im Detail dargestellt und besitzen beidseitig des Achsloches 15 eine Kammer 16, die zum Einsetzen einer Spiralfeder 9 dient. Zwischen die Spiralfeder 9 und den Rastnutenkranz 13 ist eine Rastkugel 8 eingefügt, die unter dem Anpreß­ druck der Spiralfeder 9 in jeweils eine durch die Stellung der Schenkel 4, 5 vorgegebene Rastnut 10 ein­ rastet.

Bei jedem Wechsel der Schwenklage um 20 Grad, also um eine Raststufe, wird eine der beiden Rastkugeln 8 in die jeweils nächste Rastnut 10 gedrückt. Die Gesamtzahl der Rastnuten 10 beidseitig des Bremshebels 7 bestimmt die Zahl der möglichen Raststufen und damit die Größe des gesamten Schwenkwinkels, der im vorliegenden Beispiel ausgehend von einer Anfangsstellung 8×20 Grad = 160 Grad beträgt. Die Begrenzung des Schwenkwinkels erfolgt durch Anschlagelemente 11, die an den beiden Enden des Rastnutenkranzes 13 angeordnet sind.

Die zur drehbeweglichen Verbindung der beiden Schenkel 4, 5 und Bremshebel 7 dienende Achse 6 ist durch einen Sicherungsring 19 vor dem Herausrutschen gesichert. Damit auch die Rastkugel 8 ihre Position zwischen der Spiralfeder 9 und dem Rastnutenring 13, 14 nicht ver­ lassen kann, ist die Kammer 16 im Bereich der Rastnut 10 durch eine Endkappe 17 abgedeckt, deren Spitze auf dem Rastnutenring 13, 14 aufliegt.

Das Drehgelenk 1 vermag seine jeweilige Raststellung gegen relativ große unerwünschte Drehkräfte, wie sie insbe­ sondere von der Schwerkraft ausgehen, aufrecht zu erhalten. Das wird durch kräftige Spiralfedern und eine beidseitige Anordnung von Bremshebeln erreicht. Ein gewolltes Verändern der Schwenkstellung ist andererseits durch die Kugelrastung leicht herbeiführbar, da die aufzuwendenden Kräfte ziemlich konstant sind und keine unexakte Flächenreibung auftritt.

Die Vorteile der räumlichen Begrenzung des Drehgelenks 1 werden besonders aus Fig. 2 deutlich. Hier kann man sehen, wie die beiden Schenkel 4, 5 mit ihren Rastnuten­ kränzen 13, 14 in der maximalen Schwenklage aufeinander­ treffen, derart, daß die beiden Rastnutenkränze 13, 14 etwa einen Halbkreis bilden. Somit entsteht ein nach außen abgerundetes Gelenkknie mit einem wesentlich größeren Rundungsradius, als dem Radius, der zum Rast­ nutenkranz gehört. Der Faltenbalg 20 wird somit auf seiner gedehnten Seite nicht zusätzlich nach außen gedrückt, wie es der Fall wäre, wenn der Rastnutenkranz (13, 14) einen geschlossenen Kreis bilden würde.

Claims (7)

1. Drehgelenk (1) mit einer Achse (6) die zwei Schenkel (4, 5) an ihrem einen Ende so miteinander verbindet, daß diese im Bereich einer Ebene zueinander schwenkbar sind und zwischen den Schenkeln (4, 5) eine Reibung auftritt, die verhindert, daß die an ihren freien Enden belasteten Schenkel (4, 5) unter Einwirkung der Schwerkraft ihre Winkellage zueinander ändern, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Schenkeln (4, 5) auftretende Reibung von einem separaten Bremshebel (7) ausgeht, der auf oder zwischen beiden Schenkeln (4, 5) liegt und mittig so von der Achse (6) gehalten ist, daß seine sich beidseitig der Achse (6) erstreckenden Hebelarme beim Schwenken der beiden Schenkel (4, 5) zueinander auf diesen innerhalb eines bestimmten Winkel­ bereiches gleiten, wobei der Winkelbereich, in dem der Bremshebel (7) zu einem Schenkel verschwenkbar ist, durch beidseitig an den Schenkeln (4, 5) ausgebildete Anschlagelemente (11) begrenzt ist.

2. Drehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeder der beiden Schenkel (4, 5) durch eine im wesentlichen rechteckige Platte gebildet ist an die sich eine zur Achse (6) hin verjüngende zweite Platte anschließt, die etwa die Form eines Kreisausschnittes besitzt, und in derem schmalen Ende sich ein Loch (12) für die Achse (6) befindet, und im Bereich des Kreisaus­ schnittes die Gleitfläche für den Bremshebel (7) liegt.

3. Drehgelenk nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf jedem der beiden Schen­ kel (4, 5) konzentrisch zur Achse (6) ein Rastnutenkranz (13, 14) ausgebildet ist, und am Bremshebel (7) beid­ seitig der Achse (6) federnde Elemente (8, 9) in je eine Rastnut (10) eingreifen, und die Schenkel (4, 5) in einer bestimmten, stufig einstellbaren Winkelstellung zu­ einander halten.

4. Drehgelenk nach mindestens einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rastnutenkranz (13, 14) als Teil eines konzentrisch zur Achse (6) angeordneten, erhabenen Ringes auf der Gleit­ fläche des Schenkels (4, 5) angeordnet ist, und auf seiner der Achse (6) zugewandten Innenseite die Rast­ nuten (10) trägt und der Bremshebel (7) wie die Speiche eines Rades mit seinen beiden federnden Enden in je eine Rastnut (10) des an beiden Schenkeln (4, 5) ausgebildeten Rastnutenkranzes (13, 14) eingreift.

5. Drehgelenk nach mindestens einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rastnutenkranz (13, 14) beidseitig an den Schenkeln (4, 5) ausgebildet ist und auch beidseitig der aneinander­ liegenden Schenkel (4, 5) je ein Bremshebel (7) angeord­ net ist.

6. Drehgelenk nach mindestens einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremshebel (7) beidseitig seines Loches (15) für die Achse (6) je eine Kammer (16) besitzt, die zum Rast­ nutenkranz (13, 14) hin offen ist und in der eine Spiral­ feder (9) liegt, die eine Rastkugel (8) gegen den Rastnutenkranz (13) drückt und an den freien Enden des Bremshebels (7) je eine Endkappe (17) ausgebildet ist, die die jeweilige Rastnut (10) abdeckt.

7. Drehgelenk nach mindestens einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (4, 5) durch ihren jeweiligen Rastnutkranz (13, 14) unterteilt sind und der mit der Achse (6) verbundene kreisausschnittartige Teil gegenüber dem mit einem Befestigungselement (18) versehenen rechteckigen Teil etwas versetzt ist, so daß beide Teile nicht in einer Ebene liegen.