DE4123656A1

DE4123656A1 - Vertically guided weight, e.g. support, adjusting appts. for medical optical equipment - has compensation for effects of gravity realised using idler and friction ring

Info

Publication number: DE4123656A1
Application number: DE4123656A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Frick; Heinz Dipl Ing Gaissert
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1991-07-17
Filing date: 1991-07-17
Publication date: 1993-01-21

Abstract

The arrangement for adjusting a vertically guided wt. (4) rotates a shaft (12) which is acted upon by a defined braking moment which compensates the effects of gravity. An idler arranged between the part exerting the braking moment and the shaft raises the wt. when the shaft rotates. The force moving the wt. up and down is equal or approx. equal so that the braking moment is approx. double the moment required to compensate for gravity. The idler (14) acts on a friction ring (9) rotatably mounted in a fixed part. The frictional moment is adjustable using a clamping device (7,8). USE/ADVANTAGE - E.g. for optician equipment, microscope or still camera. Ensures approximately equal torque is required for raising and lowering.

Description

Die Erfindung geht von einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aus.The invention relates to a device according to the preamble of Claim 1 from.

Bei medizinischen Geräten, vornehmlich auf dem Gebiet der Augenoptik, Mikroskopen, Stehbildkameras und dergleichen sind Teile der Geräte z. B. zum Ausrichten auf die Augenhöhe des Patienten oder zur Scharfeinstellung durch Drehen eines Handrades vertikal verstellbar. Dieses erfolgt vornehmlich über einen Zahnstangentrieb. Auf die durch das Handrad drehbare Welle wirkt ein vorgegebenes Bremsmoment ein. Dieses ist so bemessen, daß sich das vertikal verstellbare Geräteteil unter der Wirkung der Schwerkraft nicht eigenmächtig verstellen kann. Beim Hochdrehen des vertikal verstellbaren Geräteteils muß daher nicht nur das durch das Eigengewicht des Geräteteils verursachte Moment überwunden werden, sondern zusätzlich noch das mindestens gleich große Bremsmoment. Beim Herabdrehen ist dagegen nur das Differenz-Drehmoment zwischen dem Bremsmoment und Eigengewicht zu überwinden, das in der Regel sehr klein ist. Aus ergonomischer Sicht sind unterschiedliche Drehmomente für gleiche, nur in der Richtung entgegengesetzte Verstellhübe möglichst zu vermeiden.For medical devices, primarily in the field of Optics, microscopes, still cameras and the like are parts the devices z. B. to align to the patient's eye level or for focusing by turning a handwheel vertically adjustable. This is done primarily via a rack and pinion drive. A predetermined one acts on the shaft that can be rotated by the handwheel Braking torque on. This is dimensioned so that it is vertical adjustable device part under the action of gravity not can adjust arbitrarily. When turning up the vertical adjustable part of the device must not only do that by Moment caused by the device part's own weight can be overcome, but also the braking torque, which is at least equal. When turning down, on the other hand, only the differential torque between to overcome the braking torque and dead weight, which is usually is very small. From an ergonomic point of view, they are different Torques for the same, only in the opposite direction Avoid adjustment strokes if possible.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der das Drehmoment zum vertikalen Verstellen von Geräteteilen bei der Auf- und Abwärtsbewegung möglichst gleich ist. The object of the invention is therefore to provide a device create where the torque for vertical adjustment of Parts of the device when moving up and down is as similar as possible.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die Unteransprüche zeigen vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes auf.This object is achieved by the features specified in claim 1 solved. The subclaims show advantageous configurations of the Subject of the invention.

Die durch die Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß beim Hochfahren des Geräteteils das Bremsmoment durch die Freilaufeinrichtung keinen Einfluß hat.The advantages achieved by the invention are in particular the fact that when the device part is started up, the braking torque by Freewheel device has no influence.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:The invention is connected on the basis of an exemplary embodiment with the drawings explained in more detail below. Show it:

Fig. 1 eine Vorrichtung zum Verstellen einer vertikal geführten Masse gemäß der Erfindung in Perspektivdarstellung; Figure 1 shows a device for adjusting a vertically guided mass according to the invention in perspective view.

Fig. 2 eine Variante der Brems- und Freilaufeinrichtung gemäß Fig. 1. Fig. 2 shows a variant of the brake and free-wheel device of FIG. 1.

Fig. 1 zeigt in Perspektivdarstellung eine Vorrichtung zum vertikalen Verstellen eines Supports 4. Dieser dient z. B. als Träger für eine Augenoptik, ein Mikroskop, eine Stehbildkamera oder dergleichen. Fig. 1 shows a device for vertically adjusting shows in perspective view of a support. 4 This serves z. B. as a support for optics, a microscope, a still camera or the like.

Der Support 4 ist über Gleitlager in Führungslaschen 3 auf einem vertikal angeordneten Führungsteil 2 höhenverstellbar angeordnet. Das Führungsteil 2 und eine parallel zu ihr angeordnete Zahnstange 10 sind in einer Bodenplatte 1 verankert. Der Support 4 hat eine dem Durchmesser eines Reibrings 9 entsprechende horizontal ausgerichtete quergeschlitzte Bohrung 6. in letzterer ist der Ring 9 drehbar gelagert. Über Spannbacken 1 und eine Spannschraube 8 ist ein von der vertikal zu verstellenden Masse abhängiges Bremsmoment einstellbar. Bei dem Reibring 9 handelt es sich um einen innen und außen geschliffenen Stahlring. In diesem Fall besteht der Support 4 oder die Auskleidung der Bohrung 6 aus Messing. Auf einer Welle 12 mit Handrad 13 zum Verstellen des Supports 4 ist eine an sich bekannte Freilaufeinrichtung 14 aufgeschrumpft, über die die Welle 12 im Reibring 9 in einer Richtung - hier im Uhrzeigersinn - frei drehbar gelagert ist. Das andere Ende der Welle 12 ruht in einem Lagerarm 5 des Supports 4. Auf der Welle 12 ist ein Ritzel 11 befestigt, das in Eingriff mit der Zahnstange 10 steht.The support 4 is arranged in a vertically adjustable manner on a vertically arranged guide part 2 via slide bearings in guide plates 3 . The guide part 2 and a rack 10 arranged parallel to it are anchored in a base plate 1 . The support 4 has a horizontally aligned cross-slotted bore 6 corresponding to the diameter of a friction ring 9 . in the latter, the ring 9 is rotatably mounted. A braking torque which is dependent on the mass to be adjusted vertically can be set via clamping jaws 1 and a clamping screw 8 . The friction ring 9 is a steel ring ground on the inside and outside. In this case, the support 4 or the lining of the bore 6 is made of brass. On a shaft 12 with a handwheel 13 for adjusting the support 4 , a known freewheel device 14 is shrunk on, via which the shaft 12 in the friction ring 9 is freely rotatable in one direction - here clockwise. The other end of the shaft 12 rests in a bearing arm 5 of the support 4 . On the shaft 12 , a pinion 11 is fixed, which is in engagement with the rack 10 .

Das über die Spannvorrichtung 7/8 eingestellte Bremsmoment ist mindestens so groß wie das sich aus der Masse des Supports 4 mit aufgesetztem Geräteteil ergebende Schwerkraftmoment. Dadurch wird erreicht, daß der Support 4 die jeweils eingestellte Höhenposition beibehält. Ohne die Freilaufeinrichtung 14 müßte das vorgebene Bremsmoment beim Hochdrehen des Supports 4 zusätzlich zur Masse des Supports mit Geräteteil mit überwunden werden. Bei einem Bewegen des Supports 4 in Gegenrichtung ist die aufzubringende Verstellkraft gleich Null, wenn das Bremsmoment gleich dem Schwerkraftmoment des Supports 4 ist.The braking torque set via the tensioning device 7/8 is at least as large as the gravitational moment resulting from the mass of the support 4 with the device part attached. This ensures that the support 4 maintains the height position set in each case. Without the freewheel device 14 , the specified braking torque would have to be overcome in addition to the mass of the support with the device part when the support 4 is turned up. When the support 4 is moved in the opposite direction, the adjusting force to be applied is zero if the braking torque is equal to the gravity moment of the support 4 .

Durch die Freilaufeinrichtung 14 wird beim Verstellen des Supports 4 nach oben eine Verringerung des Drehmoments erreicht, da in dieser Richtung die Freilaufeinrichtung 14 wirksam ist, wodurch das vorgegebene Bremsmoment in diesem Fall unwirksam ist. Somit ist beim Verstellen nach oben nur das Massenmoment des Supports 4 mit aufgesetztem Geräteteil zu überwinden. In Gegenrichtung geht die Freilaufeinrichtung 14 in Kraftschluß mit dem Reibring 9, so daß in dieser Bewegungsrichtung das vorgegebene Bremsmoment zur Wirkung gelangt.The freewheel device 14 reduces the torque when the support 4 is adjusted upwards, since the freewheel device 14 is effective in this direction, as a result of which the predetermined braking torque is ineffective in this case. Thus, only the mass moment of support 4 with attached device part has to be overcome when moving upwards. In the opposite direction, the freewheel device 14 engages with the friction ring 9 , so that the predetermined braking torque comes into effect in this direction of movement.

Dieses Bremsmoment sollte etwa doppelt so groß sein, wie es zur Kompensation des auf den Support 4 einwirkenden Schwerkraftmoments erforderlich ist. Dadurch wird erreicht, daß das Drehmoment zum Verstellen des Supports 4 nach oben und nach unten etwa gleich sind, wodurch der angestrebten Ergonomie entsprochen ist. This braking torque should be approximately twice as large as is necessary to compensate for the gravitational torque acting on the support 4 . It is thereby achieved that the torque for adjusting the support 4 upwards and downwards is approximately the same, which corresponds to the desired ergonomics.

Fig. 2 zeigt eine Variante der Brems- und Freilaufeinrichtung gemäß Fig. 1 in Blickrichtung auf den Stumpf der Welle 12 bei abgenommenem Handrad 13. Diese Ausführung erlaubt die Herstellung des Supports 14 aus Aluminium. In diesem Fall ist zur Aufnahme der Brems- und Freilaufeinrichtung im Support 4 eine größere Bohrung 16 vorgesehen. Die Bohrung 16 ist mit einer konzentrischen Lage aus einem reibkonstanten, elastischen Material, z. B. einem ölgetränkten Filzring 15 ausgekleidet. Über diesen wird das durch die Spannvorrichtung 7/8 eingestellte Bremsmoment auf den Reibring 9 übertragen. Durch den eingefügten Ring aus einem reibkonstanten und elastischen Material lassen sich Materialien für den Support 4 verwenden, die sich zur direkten Materialpaarung mit dem Reibring 9 nicht eignen, und lassen sich Auswirkungen auf das Bremsmoment unterbinden, die sich aus Temperaturschwankungen ergeben. Außerdem haben derartige Materialien noch den Vorteil, daß die Haft- und Gleitreibung weitgehend gleich sind. FIG. 2 shows a variant of the braking and freewheel device according to FIG. 1 looking in the direction of the stump of the shaft 12 with the handwheel 13 removed. This design allows the support 14 to be made from aluminum. In this case, a larger bore 16 is provided in the support 4 for receiving the braking and freewheel device. The bore 16 is with a concentric layer made of a constant friction, elastic material, for. B. lined with an oil-soaked felt ring 15 . The braking torque set by the tensioning device 7/8 is transmitted to the friction ring 9 via this. Due to the inserted ring made of a friction-constant and elastic material, materials can be used for the support 4 , which are not suitable for the direct material pairing with the friction ring 9 , and effects on the braking torque resulting from temperature fluctuations can be prevented. In addition, such materials have the advantage that the static and sliding friction are largely the same.

Claims

1. Device for adjusting a vertically guided mass by rotating a shaft, on which a predetermined braking torque acts to compensate for gravity, characterized in that between the part causing the braking torque (friction ring 9 ) and the shaft ( 12 ), a freewheel device ( 14 ), which is effective when rotating the shaft ( 12 ) to raise the mass (support 4 ).

2. Device according to claim 1, in which the force for moving the mass (support 4 ) up and down is the same or approximately the same, characterized in that the braking torque is approximately twice as large as the moment required to compensate for gravity is.

3. Device according to claim 1, characterized in that the freewheel device ( 14 ) acts on a friction ring ( 9 ) which is rotatably mounted in a non-rotatable part with which it is in frictional engagement, and in that the frictional torque via a tensioning device ( 7 , 8 ) is adjustable.

4. The device according to claim 3, characterized in that between the friction ring ( 9 ) and the fixed part (clamping jaws 7 ), a concentric layer made of a constant friction, elastic material (felt ring 15 ) is arranged.