DE60016498T2

DE60016498T2 - Flexibler Drehwinkelbegrenzungsanschlag, Gelenksystem mit solch einem Anschlag und medizinische Ausrüstung mit solch einem Gelenksystem

Info

Publication number: DE60016498T2
Application number: DE60016498T
Authority: DE
Inventors: Alain Verdier
Original assignee: ALM ARDON; ALM SA
Current assignee: Maquet SAS
Priority date: 1999-04-28
Filing date: 2000-04-13
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2020-04-14
Also published as: JP4068282B2; FR2792996A1; US6338566B1; FR2792996B1; CN1276491A; EP1048890B1; DE60016498D1; EP1048890A1; JP2000350752A; ATE284505T1

Description

Diese Erfindung betrifft die Anschläge zum Begrenzen von Winkelverstellungen um eine Achse herum von einem ersten Element gegenüber einem zweiten Element, wie bekannt aus EP-A-614 037.
Zahlreiche Gelenksysteme benutzen solche Elemente, in welche das eine gegenüber dem anderen rotationsmäßig verstellbar ist.
Wegen Fragen von Belegung von Umgebungsraum oder von Übertragung von Leistung, von Daten oder von Flüssigkeiten, muss die Winkelverstellung zwischen diesen Elementen begrenzt sein durch Anschläge in den beiden Rotationsrichtungen.
Auf klassischer Weise sind diese Anschläge starr, was zur Folge hat, dass, abhängig von den Massen und den Bewegungsgeschwindigkeiten von den Elementen, die Stopps an den Anschlägen roh sind, Vibrationen generieren und sehr öfters lärmend sind.
Dazu können die wiederholenden Stöße und die auftretenden Trägheitskräfte schnell die Sicherheit des Systems beeinträchtigen.
Aufgabe dieser Erfindung ist es, einen flexiblen Anschlag vorzuschlagen, welcher die Begrenzung der Winkelverstellung zwischen zwei Elementen ohne Stöße und eine fortschreitende Bremsung der relativen Rotationsbewegung zwischen diesen zwei Elementen bewirkt, wobei die obengenannten Nachteile von den festen Anschlägen unterdrückt werden.
Um dieses zu erreichen und gemäß einem Aspekt der Erfindung weist das erste Element einen Innenabschnitt auf, welcher sich koaxial bezüglich der Rotationsachse in einem Muffen-Abschnitt des zweiten Elementes erstreckt, wobei der Anschlag weiter ein elastisches Element aus schraubenlinienförmigen gleichlaufenden Doppelwicklungen aufweist, angeordnet auf beiden Seiten einer zentralen Verbindungszone, welches zwischen dem Innenabschnitt und dem Muffen-Abschnitt konzentrisch angeordnet ist, wobei jede Wicklung in einem Endabschnitt endet, wobei der Muffen-Abschnitt einen ersten Anschlagbereich aufweist, welcher geeignet ist, in Kontaktanschlag gegen den zentralen Bereich der Feder zu kommen, wobei der Innenabschnitt mindestens einen zweiten und einen dritten Anschlagbereich aufweist, wobei jeder zum Kontaktanschlagen gegen einen korrespondierenden Endabschnitt des elastischen Elements geeignet ist.
Gemäß anderen mehr besonderen Merkmalen der Erfindung:

– sind der zweite und dritte Anschlagbereich winkelgeneigt;
– ist jede Wicklung üblicherweise locker um den Innenabschnitt angeordnet;
– erstrecken sich die Endabschnitte axial und/oder radial.

Es ist auch Aufgabe der Erfindung, ein Gelenksystem herzustellen, das mindestens einen solchen flexiblen Anschlag aufweist und typisch mindestens einen Leiter oder flexiblen Schlauch, welcher sich in dem ersten und dem zweiten Element erstreckt.
Eine andere Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine medizinische Ausrüstung herzustellen, welche mindestens ein solches Gelenksystem aufweist.
Andere Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der besonderen Realisierungsmodi hervorgehen, welche als Beispiel gegeben werden und keineswegs begrenzend sind und welche Bezug nimmt auf die beigefügten Zeichnungen, worin:
die 1 ist eine Ansicht im Längsschnitt eines Gelenksystems mit flexiblem Anschlag gemäß der Erfindung;
die 2 und 3 sind Oben-, beziehungsweise Vorderansicht der Feder des Systems der 1;
die 4 ist eine schematische Ansicht einer Deckenleuchte-Einheit, welche einen flexiblen Anschlag gemäß der Erfindung aufweist; und
die 5 ist eine schematische perspektivische Teilschnitt-Ansicht einer anderen Realisierungsweise von einem Gelenksystem mit flexiblem Anschlag gemäß der Erfindung.
In der 1 ist ein Beispiel eines Gelenk-Untersystems 1 wiedergegeben, welches einen flexiblen Anschlag gemäß der Erfindung hat zwischen einem ersten Element 2 und einem zweiten Element 3.
In dem Anwendungsbeispiel wiedergegeben in der 4 ist das Gelenk-Untersystem mit flexiblem Anschlag 1 angeordnet zwischen dem Sockel eines Armes 3, welcher eine Operationsbeleuchtung 4 trägt und bezüglich einer Platte 2 drehbeweglich ist, welche ihrerseits über ein Gelenk an das Ende eines Armes 5 eingebaut ist, der von einem in vorteilhafter Weise mindestens einen zweiten Arm 7 tragenden Beleuchtungssockel 6 hängt.
Zurückkommend zur 1, ist der Sockel des Armes 3 befestigt an einem Kopf 7, welcher fest verbunden ist mit einem rohrförmigen Element 8, welches drehbar mittels Lager 9a, 9b in einer mit dem Element 2 fest verbundenen Muffe 10 angeordnet ist.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung läuft im Arm 3, im rohrförmigen Element 8, und jenseits von diesem letzten, im Element 2 mindestens ein Kabel 11, das elektrischen Strom leitet und/oder numerische elektrische oder optische Daten überträgt, und/oder mindestens eine Leitung zum Weiterleiten eines medizinischen Fluids (Sauerstoff, Vakuum, ...).
Das rohrförmige Element 8 und die Muffe 10 sind koaxial mit der Achse 12. Die Drehung des Armes 3 gegenüber dem Element 2 um die Achse 12 ist in einer kontrollierten Weise begrenzt durch ein elastisches Element mit Wicklungen 13, das, wie man weiter sehen wird, selektiv zusammenarbeitet mit Anschlägen 14 und 15, die von dem rohrförmigen Element 8 getragen sind, und der von der festen Muffe 10 getragen ist.
Wie man besser sieht in den 2 und 3 ist das elastische Element 13 typisch in Stahlfederdraht realisiert und weist zwei gleichlaufende Wicklungsbereiche 17a, 17b auf, welche durch einen Zwischenverbindungszweig 18 verbunden sind, der sich in einer tangentialen Ebene vom durch die Wicklungsbereiche 17a, 17b gebildeten Zylinder erstreckt.
In der in den 1 bis 4 wiedergegebenen Realisierungsweise bildet jeder Wicklungsbereich eine komplette Windung, welche durch eine halbe Windung verlängert wird und endet in einem axialen Ende 19a, 19b, wobei die axialen Enden 19a, 19b im wesentlichen zueinander ausgerichtet sind und diametral entgegengesetzt angeordnet sind bezüglich des Verbindungszweigs 18.
Aufs neue bezugnehmend auf die 1, ist das elastische Element 13 locker um das rohrförmige Element 8 zwischen diesem letzten und der Muffe 10 angeordnet und wird festgehalten durch einen Stift, der ein Anschlag 16 bildet und angeordnet ist in der Muffe 10 und sich radial nach innen erstreckt zwischen die zwei Wicklungen 17a, 17b, so dass er selektiv als seitlicher Anschlag zusammenarbeitet mit dem Zwischenzweig 18 des elastischen Elements 13.
In gleicher Weise sind zwei Anschläge 14 und 15 im rohrförmigen Element 8 angeordnet, welche sich radial nach außen von diesem letzten erstrecken, um als seitlicher Anschlag in selektiver Zusammenarbeit zu kommen mit den axialen Endbereichen 19a und 19b des elastischen Organs.
Wenn der Arm 3 sich gegenüber dem Element 2 um die Achse 12 dreht nimmt er auf diese Weise rotationsmässig den Endbereich einer der Wicklungsbereiche des elastischen Elements 13 mit mittels des Stiftes 14, wenn die Umdrehung im Uhrzeigersinn ist, oder mittels des Stiftes 15, wenn die Umdrehung gegen den Uhrzeigersinn ist.
Wenn die Umdrehung groß wird kommt der Zentralzweig 18 des elastischen Elements 13 in Anschlag mit dem unbeweglichen Stift 16. von diesem Moment an wird die Umdrehung des rohrförmiges Elements 8 beginnen das elastische Element anzuspannen, was ein Gegenmoment schaffen wird, welches in progressiver Weise die Bewegung des Armes bremsen wird bis zum kompletten Stopp.
Die Zurückgabe der aufgeschlagenen Energie im elastischen Element 13 bringt danach den Arm 3 zurück. Die Dämpfung des flexiblen Anschlages kann eingestellt werden durch Regelung der Steifheit des elastischen Organs 13.
Wie man verstehen wird aus dem Vorhergehenden, wird abhängig von der Drehrichtung des Armes 3 und des rohrförmigen Elements 8, nur ein Wicklungsbereich 17a oder 17b des elastischen Elements beansprucht und der andere Bereich bleibt frei.
Die beanspruchte Wicklung wird in der Richtung der Wicklung angespannt und, deshalb in der Richtung einer Zusammenziehung der Windungen um das rohrförmige Element 8. Die komplette Dämpfung wird deshalb erreicht, wenn alle Windungen dieser Wicklung zusammengezogen sind auf das rohrförmige Element 8, wobei jede Gefahr, die zugelassenen Anspannungen des elastischen Elements 13 zu überschreiten, eliminiert wird.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung, wie abgebildet in der 1, sind die Stifte 14 und 15 winkelmässig verschoben, typisch ungefähr 90 Grad.
Diese Verschiebung macht es möglich die gesamte Winkelverstellung des Armes festzusetzen. Der Aufbau mit verschobenen Stiften gemäß der Erfindung macht es möglich, Winkelverstellungen größer als 360 Grad zu bekommen, was im allgemeinen unmöglich ist mit den klassischen Systemen mit festen und einfachen Anschlägen.
In der vereinfachten Realisierungsweise der 5 sind die Wicklungsbereiche 17a und 17b des elastischen Elements 13 begrenzt auf eine Windung, und die mit dem inneren rohrförmigen Element fest verbundenen Anschlagsbereiche werden hier durch radiale Flächen von im rohrförmigen Element 8 geformten Winkellöchern 140, 150 gebildet, worin die freien Endabschnitte eingreifen, welche hier radial gegen das Innere 19a und 19b des elastischen Elements 13 umgebogen sind. Die gewünschte Winkelverschiebung zwischen den Anschlagsbereichen wird bekommen durch eine Winkel-Verschiebung der Löcher 140 und 150 und/oder durch die Winkelausbreitung von diesen letzten. Der Anschlagsbereich mit dem äußeren rohrförmigen Element 10 ist hier, wie vorher, gebildet durch einen sich radial nach innen erstreckenden Stift 16, angeordnet in einem radialen, im Element 10 gebildeten Loch.
Obwohl die Erfindung beschrieben worden ist in Bezug auf eine besondere Realisierungsweise ist sie dadurch nicht begrenzt, sondern ist dagegen geeignet zu Änderungen und Varianten, welche dem Fachmann deutlich gemacht werden im Rahmen der nachfolgenden Ansprüche.
Auch wenn sie eine Vorzugsanwendung findet in den hängenden Trägersystemen von medizinischen Ausrüstungen, solche wie den hängenden Operationsbeleuchtungen, den Operationsmikroskopen, den Verteilerarmen und den beweglichen Ausrüstungen für Radiographie, kann sie seine Anwendung finden in anderen industriellen Bereichen für das breite Publikum, wie zum Beispiel die drehbaren Köpfe für Kameras oder die Stützen für drehende Ventilatoren.

Claims

Flexibler Anschlag zum Begrenzen der Winkelverstellung von einem ersten Element (3,8) gegenüber einem zweiten Element (2, 10) um eine Achse (12) herum, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element einen Innenabschnitt (8) aufweist, welcher sich bezüglich der Achse (12) in einen Muffen-Abschnitt (10) des zweiten Elements koaxial erstreckt, aufweisend ein elastisches Element (13) aus gleichlaufenden, schraubenlinienförmigen Doppelwicklungen (17a, 17b) auf beiden Seiten einer zentralen Verbindungszone (18), welches zwischen dem Innenabschnitt (8) und dem Muffen-Abschnitt (10) konzentrisch angeordnet ist, wobei jede Wicklung (17a, 17b) in einem Endabschnitt (19a, 19b – 19a', 19b') endet, wobei der Muffen-Abschnitt (10) einen ersten Anschlagbereich aufweist, welcher geeignet ist, in Kontaktanschlag gegen den zentralen Bereich (18) des elastischen Elements (13) zu kommen, wobei der Innenabschnitt mindestens einen zweiten (14, 140) und einen dritten (15, 150) Anschlagbereich aufweist, wobei jeder zum Kontaktanschlagen gegen einen korrespondierenden Endabschnitt (19a, 19b) des elastischen Elements geeignet ist.
Flexibler Anschlag gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Wicklung (17a, 17b) um den Innenabschnitt (8) locker angeordnet ist.
Flexibler Anschlag gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite und der dritte Anschlagbereich (14, 15; 140, 150) winkelgeneigt sind.
Flexibler Anschlag gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Endabschnitte (19a, 19b) sich im Wesentlichen axial erstrecken.
Flexibler Anschlag gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Endabschnitte im Wesentlichen radial erstrecken.
Flexibler Anschlag gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Anschlagsbereich (14, 15, 16) von einem radialen Stift gebildet ist.
Flexibler Anschlag gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Anschlagbereich (140, 150) von einer Aussparung im Innen-Abschnitt (8) gebildet ist.
Flexibler Anschlag gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innen-Abschnitt (8) rohrförmig ist.
Gelenk-System, welches mindestens einen flexiblen Anschlag gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
Gelenksystem gemäß Anspruch 9, welches mindestens einen Leiter oder einen flexiblen Schlauch (11) aufweist, welcher sich in dem ersten (3) und dem zweiten (2) Element erstreckt.
Medizinische Ausrüstung, welche mindestens ein Gelenksystem gemäß einem der Anspruche 9 oder 10 aufweist.