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HINTERGRUND UND ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine Verbesserung gegenüber
der in der US-A-5.507.117 (WO 94/27476) dargestellten Erfindung,
die einen Baumständer
zum Aufnehmen und Halten eines Baums, wie z. B. eines Weihnachtsbaums,
offenbart, wobei der Ständer
eine Aufnahme zum Aufnehmen des Stamms des Baumes sowie eine Basis
zum Halten der Aufnahme, wenn der Baum darin aufgenommen ist, umfasst.
Die Aufnahme schließt
eine Klemmanordnung zum Befestigen des Baumstamms in der Aufnahme
ein, während
die Basis einen oberen Abschnitt, um die Aufnahme lösbar aufzunehmen,
und einen unteren Abschnitt, um den oberen Abschnitt zu halten,
einschließt.
Ein Universalgelenk macht es dem oberen Abschnitt möglich, in
einer beliebigen Richtung um den unteren Abschnitt geschwenkt zu
werden, um den Baum vertikal auszurichten, während eine Arretieranordnung
den oberen Abschnitt in Bezug auf den unteren Abschnitt in seiner
Position arretiert, wenn der Baum in die gewünschte vertikale Position gebracht
worden ist, indem in eine ausgewählte
Rille eines Satzes an Rillen eingegriffen wird, die auf einer kugelförmigen Oberfläche des
oberen Abschnitts definiert sind. Die vorliegende Erfindung ist
dadurch gekennzeichnet, dass das Universalgelenk ein Drehen des
oberen Abschnitts relativ zum unteren Abschnitt verhindert, und dass
die Rillen so konfiguriert sind, dass sie unabhängig von der Position des oberen
Abschnitts in Bezug auf den unteren Abschnitt einen Fläche-an-Fläche-Kontakt mit einem
Arretierelement der Arretieranordnung aufrechterhalten.
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Durch diese Struktur kann der Baum
sobald er im Baumständer
der Erfindung befestigt ist, leicht in eine vollkommen aufrechte
Position gebracht werden, wobei sein Schwerpunkt über der
Basis zentriert ist, selbst wenn der Baumstamm krumm ist oder in der
Aufnahme nicht zentriert ist. Dadurch kann das Unterlegen des Baumständers oder
ein anderweitiges In-Position-Bringen des Baums, wie dies bei herkömmlichen
Weihnachtsbaumständern üblicherweise
gemacht wird, verhindert werden.
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Die vorliegende Erfindung wird durch
Verweis auf die folgenden Abbildungen besser verständlich,
worin:
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1 eine
schematische Draufsicht einer Ausführungsform des Weihnachtsbaumständers der Erfindung
ist; und
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2 eine
schematische Explosionsdarstellung des Baumständers aus 1 ist; und
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3 eine
Ansicht des Baumständers
aus 1 in Einzelteilen
ist, wobei Teile im Querschnitt dargestellt sind; und
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4 eine
weitere Draufsicht des Baumständers
aus 1 ist, die den Baumständer in
zusammengebautem Zustand teilweise im Querschnitt darstellt; und
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5 eine
Draufsicht eines Arretierelements ist, das zum Arretieren des oberen
Abschnitts in Bezug auf den unteren Abschnitt der Basis des Baumständers aus 1 verwendet wird; und
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6 eine
Teilquerschnittsansicht ist, die das Eingreifen des Arretierelements
aus 5 in die Rillen
des oberen Abschnitts des Basis des Baumständers aus 1 veranschaulicht; und
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7 eine
Teilquerschnittsansicht eines Teils des oberen Abschnitts der Basis
des Baumständers
aus 1 ist; und
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8 eine
Ansicht der Basis des Baumständers
aus 1 von oben ist;
und
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9 eine
Querschnittsansicht ähnlich
zu 6 ist, die des Profil
des im oberen Abschnitt der Basis des Baumständers aus 1 angeordneten Rillensystems veranschaulicht;
und
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10A und 10B Teilansichten sind, die
teilweise im Querschnitt dargestellt sind, die das Rillensystem
aus 7 genauer veranschaulichen;
und
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11A, 11B und 11C Draufsichten ähnlich zu 5 sind, die den oberen Abschnitt der
Basis des Baumständers
aus 1 in drei unterschiedlichen
Positionen veranschaulichen, um den Baum in die gewünschte vertikale
Position zu bringen; und
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12 eine
Ansicht eines bevorzugten Arretierelements zur Verwendung im Baumständer aus 1 von oben ist; und
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13 eine
Draufsicht entlang der Linie 13-13 in 12 ist;
und
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14 eine
Draufsicht entlang der Linie 14-14 in 12 ist;
und
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15 eine
Draufsicht entlang der Linie 15-15 in 12 ist;
und
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16 eine
Ansicht des bevorzugten Arretierelements auf 12 von unten ist.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG
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Bezugnehmend auf 1, 2, 3 und 4 umfasst der Baumständer der Erfindung, der im
Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet ist,
eine Aufnahme 12 zum Aufnehmen eines Baumstamms und eine
Basis 14, die sich aus einem oberen Abschnitt oder einer
oberen Schale 16, einem unteren Abschnitt oder einer unteren
Schale 18 und einer Arretieranordnung 20 zusammensetzt.
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Wie in den 3 und 4 ersichtlich
ist, schließt
die Aufnahme 12 eine ringförmige Hülse 22 ein, um den
Stamm eines Baums im Wesentlichen zu umhüllen, wenn der Baum in der
Aufnahme aufgenommen ist. Zudem schließt die Aufnahme 12 auch einen
unteren Abschnitt 24 ein, der einstückig mit der ringförmigen Hülse 22 ausgebildet
ist, die die Form eines länglichen
schalenförmigen
Elements aufweist und in der Öffnungen 26 definiert
sind, um Wasser oder eine andere Flüssigkeit in der Basis aufzunehmen.
Der untere Abschnitt 24 ist so geformt, dass er sich mit
der oberen Schale 16 der Basis 14 in Paarungseingriff
befinndet, so dass die Aufnahme 12, falls erwünscht, ohne
Befestigungen in der Basis 14 befestigt werden kann. Zudem
definiert der untere Abschnitt 24 Vorsprünge 27 darauf,
um in den unteren Teil eines darin angeordneten Baumstamms einzugreifen.
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Die Aufnahme 12 schließt eine
Vielzahl von Armen 28 ein, von denen ein jeder beim Gelenk 30 gelenkig
an einem oberen Abschnitt der Aufnahme 12, die einstückig mit
der ringförmigen
Hülse 22 ausgebildet
ist, befestigt ist. Ein erstes Ende 32 jedes Arms 28 erstreckt
sich über
die Aufnahme und beinhaltet einen Dorn 34, um in den Baumstamm
einzugreifen, wenn dieser darin aufgenommen ist. Jeder der Arme 28 beinhaltet
auch ein zweites Ende 36, das so ausgebildet ist, dass
es mittels einer beweglichen Befestigung 38 von der ringförmigen Hülse 22 der
Aufnahme 10 weg manuell vorgespannt werden kann, wobei
die Befestigung in der dargestellten Ausführungsform eine mit der Hand
betätigbare
Schraube 40 ist, die an einem Ende einen Griff 42 und
an ihrem anderen Ende ein distales Ende 44 aufweist, um das
untere oder zweite Ende 36 des Arms 28 durch Drehen
der Schraube 40 mit der Hand von der ringförmigen Hülse 22 der
Aufnahme wegzudrücken.
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In der dargestellten Ausführungsform
ist die Aufnahme 12 mit einem Beschleunigungselement versehen,
um die Dorne 34 rasch mit dem in der Aufnahme angeordneten
Baumstamm in Näherungseingriff
zu bringen. Das Beschleunigungselement umfasst einen Beschleunigungsring 46,
der um die ringförmige
Hülse 22 zwischen
einer offenen Position und einer Eingreifposition drehbar ist. Der
Beschleunigungsring 46 schließt eine innere zylindrische
Fläche 48 ein,
die mit der äußeren zylindrischen
Fläche 48 der
ringförmigen
Hülse 33 konzentrisch
ist, um sich um die gemeinsame Mittelachse 50 der Aufnahme 12 drehen
zu können.
Der Beschleunigungsring 46 schließt auch eine äußere Vorspannfläche 52 ein, um
in die distalen Enden 44 der von Hand betätigten Schrauben 40 einzugreifen.
In der in den 3 und 4 veranschaulichten Ausführungsform
befindet sich der Beschleunigungsring 46 in der offenen
Position. In dieser Konfiguration ist die Dicke des Beschleunigungs rings 46,
d. h. die Distanz zwischen der inneren zylindrischen Oberfläche 48 und
der Vorspannfläche 52,
an den Stellen, an denen er in die distalen Enden 44 der
von Hand betätigten
Schrauben, auf ein Minimum reduziert. Dies ermöglicht, dass das zweite oder
untere Ende 36 der Arme 28 so nahe wie möglich an
der ringförmigen
Hülse 22 ist,
wodurch die Dorne 34 auf dem ersten Ende 32 der
Arme 28 wiederum so weit wie möglich von der gemeinsamen Mittelachse 50 gehalten
werden, und dadurch die Öffnung
zwischen den jeweiligen Dornen 34 so groß wie möglich ist.
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Wenn der Stamm eines Baums in die
Aufnahme 10 gegeben wird, können Arme 28 von einer vollständig geöffneten
Position, wie in den 3 und 4 veranschaulicht, in eine
Position bewegt werden, in der zumindest ein Dorn 34 in
den Baumstamm eingreift, indem einfach der Beschleunigungsring 46 von seiner
offenen Position in seine Eingreifposition gedreht wird. Durch diese
Drehung wird die Dicke des Beschleunigungsrings an jeder Stelle,
an der er in ein zugehöriges
distales Ende 44 der Schraube 40 eingreift, erhöht. Dies
bewirkt bei jeder von Hand betätigten
Schraube 40, dass das zweite oder untere Ende 36 des
Arms 28 vom ringförmigen
Ring 22 weg vorgespannt wird und dadurch die Dornen 34 zum Baumstamm
hin gedrückt
werden. Wenn zumindest ein Dorn 34 in den Baumstamm eingreift,
wird eine weitere Drehung des Beschleunigungsrings 46 im Wesentlichen
verhindert. Zu diesem Zeitpunkt können Arme 28 in sicheren
Eingriff mit dem Baumstamm gebracht werden, indem die von Hand betätigten Schrauben 40 von
Hand festgezogen werden.
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Wie in den 3 und 4 dargestellt,
umfasst eine Basis 14 einen oberen Abschnitt oder eine
obere Schale 16 und einen unteren Abschnitt oder eine untere
Schale 18. Die obere Schale 16 schließt einen Mittelabschnitt 54 und
einen Umfangsabschnitt 56 ein. Der Mittelabschnitt 54 besitzt
die Form eines flüssigkeitsfesten
Behälters,
so dass die obere Schale 16 Wasser zur Versorgung des darin
aufgenommenen Baums aufnehmen kann. Der Mittelabschnitt 54 schließt eine
Vielzahl an Flanschen 58 ein, deren Außenflächen 60 so konfiguriert
sind, dass sie sich mit den Außenflächen des
schalenförmigen
unteren Abschnitts 24 der Aufnahme 12 in Paarungseingriff
befinden. Der Boden 62 des Mittelabschnitts 54 definiert eine
Vielzahl von keilförmigen
Vertiefungen 64 (3),
die so ausgebildet sind, das sie sich mit einer Vielzahl von keilförmigen Vorsprüngen 66,
die auf dem Boden der Aufnahme 12 getragen werden, in Paarungseingriff
befinden.
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Diese keilförmigen Vorsprünge und
Vertiefungen, die durch aufgrund des Gewichts des Baums und der
Aufnahme hervorgerufene Kraft wirken, verhindern, dass die Aufnahme 12 in
Bezug auf die obere Schale 16 um deren gemeinsame Mittelachse 50 gedreht
wird. Auf dieselbe Art und Weise hält die Schwerkraft die Aufnahme 12 und
die obere Schale 16 der Basis in erster Linie aufgrund
der länglichen Form
des unteren Abschnitts 24 der Aufnahme 12 in gemeinsamer
Ausrichtung entlang ihrer gemeinsamen Mittelachse 50. Dementsprechend
sind die Aufnahme und die obere Schale, obwohl sie durch keine Befestigung
aneinander befestigt sind, einstückig verbunden,
wenn sich der Ständer
im „Verwendungszustand" befindet. Gleichzeitig
ist das Einführen
der Aufnahme in die Basis und das Lösen der Aufnahme aus der Basis
einfach, da keine separat betätigbaren Befestigungen
erforderlich sind.
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Der Umfangsabschnitt 56 der
oberen Schale 16 der Basis besitzt die Form einer Umfangsfläche, die
auf einer inneren Oberfläche 72 zumindest
einen Satz an Rillen 70 definiert. Die Rillen 70 sind
so ausgebildet, dass sie in Arretierelemente einer Arretieranordnung,
die in einer unteren Schale 18 der Basis 14 enthalten
sind, eingreifen, wie untenstehend genauer erläutert wird.
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Eine Vielzahl von Vorsprüngen 74 ragt
von der unteren Fläche
des Mittelabschnitts 54 der oberen Schale 16 nach
unten. Die Vorsprünge 74 sind mit
Schraublöchern 76 ausgestattet,
um Schrauben aufzunehmen, wie untenstehend genauer erläutert wird.
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Die untere Schale 18 der
Basis 12 schließt einen
mittleren Aufnehmabschnitt 78 ein, um den Mittelabschnitt 54 der
oberen Schale 16 aufzunehmen. Die untere Schale 18 schließt auch
eine äußere kugelförmige Wand 80,
eine Schulter 82 und einen Rand 84 ein. Die äußere kugelförmige Wand 80 ist
so konfiguriert, dass sie gleitbar in die Innenfläche 72 des
Umfangsabschnitts 56 der oberen Schale 16 eingreift.
Wie in 4 ebenfalls dargestellt
ist, sind die Seitenwände 86 und
der Boden 88 der oberen Schale von den Seitenwänden 90 und
dem Boden der unteren Schale 18 beabstandet, so dass die
obere Schale 16 in Bezug auf den unteren Abschnitt 18 um ein
gemeinsames Drehgelenk 94 schwenkbar bewegt (d. h. geschwenkt)
werden kann.
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Um die Schwenkbewegung der oberen Schale 16 in
Bezug auf die untere Schale 18 zu ermöglichen, ist die Basis 12 mit
einem Universalgelenk ausgestattet, das im Allgemeinen bei 110 in 4 angezeigt ist. Wie in
den 3 und 4 dargestellt ist, besitzt
das Universalgelenk 110 die Form einer Gelenkskugel 112 und
einer Gelenkspfanne 114. Die Gelenkskugel 112 ist
durch Schrauben 118 starr an der oberen Schale 16 der
Basis befestigt, die in die Vorsprünge 74 eingreifen,
während
die Gelenkspfanne 114 durch die Schraube 120 fest
mit der Gelenkskugel 112 verbunden ist. Die Gelenkskugel 112 und
die Gelenkspfanne 114 greifen in die Innen- bzw. Außenflächen des
kugelförmigen
Abschnitts 116 ein, der in der unteren Schale 18 der
Basis 14 definiert ist. Zudem ist die Gelenkskugel 112 mit
Stiften 117 ausgestattet, die in Fenstern 119 im
kugelförmigen
Abschnitt 116 der unteren Schale aufgenommen werden. Der
kugelförmige
Abschnitt 116, die Gelenkspfanne 114, die Gelenkskugel 112,
die äußere kugelförmige Wand 80 der
unteren Schale 18 und der Umfangsabschnitt 56 der
oberen Schale 16 liegen alle in konzentrischen Bereichen,
die um den gemeinsamen Drehpunkt 94 zentriert sind. Dies
ermöglicht
es der oberen Schale 16 der Basis 14 in Bezug
auf die untere Schale 16 frei in eine beliebige Richtung
geschwenkt zu werden. Die Stifte 117 an der Gelenkskugel 112,
die in den Fenstern 119 der unteren Schale aufgenommen
sind, verhindern jedoch, dass die obere Schale in Bezug auf ihre
eigene Mittelachse, dargestellt bei Bezugszeichen 50 in
den 3 und 4, gedreht wird. Dementsprechend
kann die obere Schale 16, obwohl sie in Bezug auf die untere
Schale 18 frei in eine beliebige Richtung geschwenkt werden kann,
wenn sich die Arretieranordnung in ihrer offenen Position oder außer Eingriff
befindet, nicht um die gemeinsame vertikale Achse 50 gedreht
werden. Diese ermöglicht
es der oberen Schale, einschließlich
der Aufnahme 12 und des darin aufgenommenen Baums, in eine
beliebige Richtung geschwenkt zu werden, während gleichzeitig sichergestellt
wird, dass die Arretieranordnung in der unteren Schale immer in
eine Rille 70 in der oberen Schale 16 der Basis 14 eingreift,
wenn die Arretieranordnung in einer Eingreifposition ist.
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Die Arretieranordnung ist im Allgemeinen
bei Bezugszeichen 20 angezeigt und ist in der unteren Schale 18 der
Basis bereitgestellt, um die obere Schale in Bezug auf die untere
Schale 18 zu arretieren. Die Arretieranordnung 20 schließt zumindest
ein Arretierelement 96, ein zugehöriges Vorspannelement oder
eine Feder 98, die das Arretierelement 96 in eine
Eingreif- oder Arretierposition vorspannt wie in 4 ersichtlich, ein Arretierarm 100,
der mit einem Fußhebel 102 (2) ausgestattet ist, sowie
einen Verbindungsstab 104 ein, der den Arretierarm 100 mit
dem Arretierelement 96 verbindet.
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In der dargestellten Ausführungsform schließt der Baumständer der
Erfindung vier separate Arretierelemente 96 ein, die um
die äußere kugelförmige Wand 80 der
unteren Schale 18 herum gleichmäßig beabstandet sind. Da der
Arretierarm 100 in Bezug auf die untere Schale 18 drehbar
bewegt werden kann und die Verbindungsstäbe 106 entlang der
Länge des
Arretierarms 100 an unterschiedlichen Stellen. angebracht
sind, sind manche Verbindungsstäbe 104 und
Verbindungsarme 106 länger
als andere, um ein unterschiedliches Bewegungsausmaß des Verbindungsarms 100 entlang dessen
Länge aufzunehmen,
wenn der Fußhebel 102 niedergedrückt wird.
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Wie in 5 ersichtlich
setzt sich jedes Arretierelement 96 aus einem Betätigungsarm 105 und einem
Verbindungsarm 106 zusammen, der einstückig mit diesem ausgebildet
ist. Sowohl der Betätigungsarm
als auch der Verbindungsarm sind auf der Buchse 136 befestigt,
die bereitgestellt ist, damit das Arretierelement 96 um
die einstückig
mit der unteren Schale 18 ausgebildete Schwenkachse 138 gedreht werden
kann. Das distale Ende des Verbindungsarms 106 definiert
einen Haken 140 zum Anbringen des Verbindungsstabs 104 der
Arretieranordnung (siehe 4).
Das distale Ende des Betätigungsarms 105 trägt einen
oberen Zahn 142 und einen unteren Zahn 143, um
in die zugehörigen
Rillen 70 im Umfangsabschnitt 56 der oberen Schale 12 einzugreifen.
Wie in 5 gezeigt wird,
definiert jeder Zahn 142 und 143 eine Arretierauflagefläche 144,
um in eine Rillenauflagefläche
einer zugehörigen
Rille 70 einzugreifen, wie untenstehend beschrieben. Falls erwünscht, kann
die Arretierauflagefläche 144 jedes Zahns
leicht gebogen ausgeführt
sein, um exakt mit der Form der Rillenauflageflächen übereinzustimmen, wie untenstehend
umfassender erläutert
wird.
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In der in 4 veranschaulichten Konfiguration befindet
sich die Arretieranordnung 20 in ihrer arretierten Position
oder Eingreifposition, wobei das Arretierelement 96 in
zumindest eine Rille 70 der oberen Schale 16 der
Basis eingreift. Wenn der Fußhebel 102 nach
unten gedrückt
wird, schwenkt der Arretierarm 100 nach unten, wodurch
der Verbindungsstab 104 wiederum den Verbindungsarm 106 nach unten
zieht. Dadurch schwenkt das Arretierelement 96 um die Achse 138 und
wird mit den Rillen 70 in der oberen Schale der Basis außer Eingriff
gebracht. Dies ermöglicht
ein freies Bewegen der oberen Schale 16 in Bezug auf die
untere Schale 18, um den Baum, falls erwünscht, vertikal
zu positionieren. Wenn die obere Schale 16 in die gewünschte Position
gebracht worden ist, wird der Fußhebel 102 losgelassen.
Dies führt
dazu, dass das Federelement 98 das Arretierelement 96 zurück in Eingriff
mit den Rillen 70 der oberen Schale 16 der Basis
gedrückt
wird, wodurch die obere Schale und die untere Schale der Basis in
Bezug aufeinander arretiert werden.
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6 und 7 veranschaulichen das Zusammenwirken
zwischen dem Arretierelement 96 und der oberen Schale 16 der
Basis 12 des Baumständers der
Erfindung. Wenn sich das Arretierelement 96 in einer arretierten
Position oder einer Eingreifposition befindet, wie in 6 veranschaulicht, greifen
dessen Zähne 142 und 143 in
die Rillen 70 im Umfangsabschnitt 56 der oberen
Schale 16 ein. Der Einfachheit halber wird die Rille, die
in den oberen Zahn 142 des Arretierelements 96 eingreift
hierin im Nachstehenden als „Arretierrille 71" bezeichnet werden. Wenn
ein Baum im Weihnachtsbaumständer
der Erfindung, dessen Schwerpunkt wie in 6 veranschaulicht links von der Mitte
liegt, befestigt werden würde,
würde ein
Drehmoment in Richtung des Pfeils T erzeugt werden, wodurch die
obere Schale 16 gegen den Uhrzeigersinn in der Ebene der 6 gedreht werden würde. Der
Drehmoment erzeugt wiederum eine Kraft, die in Richtung von Pfeil
F – einer Tangente
des durch den Umfangsabschnitt 56 der oberen Schale 16 definierten
Bereichs – wirkt.
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Wie in 6 gezeigt
wird, liegen die Arretierauflagefläche 144 des Arretierelements 96 (5) sowie die zugehörige Rillenauflagefläche 130 der
Arretierrille 71 im Wesentlichen auf einer Ebene PB, die in Bezug auf einen Radius R, der durch
den gemeinsamen Drehpunkt 94 sowie durch die Spitze oder
den Umkehr 129 des oberen Zahns 142 auf dem Arretierelement 96 verläuft, wenn
sich dieses in arretierter Position oder Eingreifposition befindet,
in einem Winkel α angeordnet
ist. Die Ebene PB ist zudem so angeordnet,
dass eine Mittellinie 147 durch die Schwenkachse 138 verläuft und
die Spitze 126 der Rille 71 ist senkrecht zur
Ebene PB. Der Winkel α wird so klein wie möglich gehalten
und beträgt
in der vorliegenden Ausführungsform
23°. Bei
dieser Struktur wirkt im Wesentlichen die gesamte Kraft F durch
den Betätigungsarm 105 auf
die Schwenkachse 138 der unteren Schale 18. Nur
ein geringer Anteil der Kraft F, wenn überhaupt, wird durch den Verbindungsarm 106 des
Arretierelements 96 über
andere Elemente der Arretieranordnung einschließlich Verbindungsstab 104,
Gelenk 108, Arretierarm 100 und Fußhebel 102. übertragen.
Es versteht sich somit, dass das Arretierelement 96 leicht
um die Schwenkachse 138 aus seiner Arretierposition in
eine offene Position geschwenkt werden kann, wie in 6 veranschaulicht ist, selbst wenn die
Kraft F erheblich ist. Der Grund dafür liegt darin, dass sich die
Arretierauflagefläche 144 des
Arretierelements 96 in eine Richtung bewegt, die mit der
Ebene PB ausgerichtet ist und im Wesentlichen
senkrecht zur Kraft F ist. Daher kann das Arretierelement 96,
selbst wenn der Drehmoment T beträchtlich ist, leicht in seine
Position außer Eingriff
gebracht werden, da nur wenig Kraft, wenn überhaupt, der Bewegung des
Zahns 142, um diesen mit der Arretierrille 71 außer Eingriff
zu bringen, entgegen wirkt.
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6, 7, 8, 9, 10A und 10B veranschaulichen die Konfiguration
der Rillen 70 genauer. In der dargestellten Ausführungsform
ist der Baumständer der
Erfindung mit vier Sätzen
an Rillen 70 ausgestattet und zugehörige Arretierelemente 96 sind
in 90°-Intervallen
um die Basis 14 herum angeordnet. Dies ist in 8 veranschaulicht, wo vier
unterschiedliche Sätze
an Rillen 70 (mit strichlierten Linien) dargestellt sind,
wobei zwei dieser Sätze
mit dem Bezugszeichen 122 und die anderen beiden Sätze mit
dem Bezugszeichen 124 gekennzeichnet sind.
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Bezugnehmend auf 7 und 8 definiert
die untere Schale 18 der Basis 14 orthogonal angeordnete
X-, Y- und Z-Achsen, die sich am gemeinsamen Drehpunkt 94 schneiden.
In der in den 6, 7, 8, 9, 10A und 10B veranschaulichten Konfiguration ist eine
obere Schale 16 in einer „zentrierten Position" gegenüber der
Mittelachse der Aufnahme 12 angeordnet, wobei die Mittelachse
der Aufnahme 12, der oberen Schale 16 und der
unteren Schale 18 auf der gemeinsamen Mittelachse 50 fluchtend
angeordnet sind (siehe 4).
In dieser Konfiguration ist die Z-Achse der unteren Schale 18 mit
der Mittelachse 55 der oberen Schale ausgerichtet, wie
in 7 dargestellt, während die
Y-Achse der unteren Schale senkrecht zur Ebene in 7 verläuft.
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Bezugnehmend auf die 6 und 7 ist
die Arretierrille 71, d. h. die Rille 70, die
in den Zahn 142 des Arretierelements 96 eingreift,
wenn es sich in einer Eingreifposition befindet, durch die Schnittlinie des
kugelförmigen
Umfangsabschnitts 56 der oberen Schale 16 der
Basis und einer zugehörigen
Ebene Py definiert. Wie in 7 weiters ersichtlich ist, ist die Ebene
Py parallel zur Z-Achse der unteren Schale 18 sowie
senkrecht zur X-Achse und parallel zur Y-Achse der unteren Schale
angeordnet. Da die Schnittlinie einer Kugel und einer senkrecht
durch den Durchmesser der Kugel verlaufenden Ebene ein Kreis ist, versteht
es sich, dass die Arretierrille 71 einen kreisförmigen Bogen
mit Zentrum auf der X-Achse definiert, wobei dessen Durchmesser
der Distanz zwischen X-Achse und Zahn 142 auf dem Arretierelement 96 entspricht,
wenn sich diese in einer Eingreifposition befindet. Dies ist in
den 10A und 10B deutlicher veranschaulicht,
die zeigen, dass die Arretierrille 71 in der Draufsicht
einen kreisförmigen
Bogen definiert.
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Durch diese Struktur versteht sich,
dass der Abschnitt der Arretierrille 71, der in den Zahn 142 auf dem
Arretierelement 96 eingreift, in Bezug auf das Arretierelement 96 immer
in derselben Position bleiben wird, unabhängig davon, wie die obere Schale 16 um
die X-Achse der unteren Schale 18 geschwenkt wird. Dies
bedeutet wie derum, dass die obere Schale 16 frei um die
X-Achse der unteren Schale 18 in eine beliebige erwünschte Position
geschwenkt werden kann, ohne dass dadurch die Art und Weise wie
das Arretierelement 96 in die Arretierrille 71 eingreift
verändert
wird.
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Bezugnehmend auf 9 ist jede der Rillen 70 eigentlich
durch eine obere Spitze 126, eine untere Spitze 127,
ein Tal 128, eine Rillenauflagefläche 130 zwischen der
oberen Spitze 126 und dem Tal 128 und eine sekundäre Fläche 131 zwischen
der unteren Spitze 127 und dem Tal 128 definiert.
In der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung liegen die Spitzen 126 und 127 sowie
das Tal 128 auf jeweiligen eigenen Ebenen Py.
Zudem befinden sich die Spitzen 126 und 127 in
demselben Bereich, während
das Tal 128 in einem anderen, etwas größeren Bereich liegt.
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Dies ist in 9 veranschaulicht, die zeigt, dass die
obere Spitze 126 der Arretierrille 71 auf der Schnittlinie
der Ebene Py, die mit dem Bezugszeichen 135 gekennzeichnet
ist, und der kugelförmigen Innenfläche 72 der
oberen Schale 16 liegt. Ähnlich liegt das Tal 128 auf
der Schnittlinie einer Ebern Py, die mit
dem Bezugszeichen 137 gekennzeichnet ist, und einer Kugel
mit einem etwas größeren Durchmesser,
die jedoch konzentrisch mit der kugelförmigen Innenfläche 72 ist.
Ebenso befindet sich die untere Spitze 127 auf der Schnittlinie
einer weiteren Ebene Py (nicht dargestellt),
die parallel zur Ebene 137 ist und leicht links von dieser
liegt. Da die Spitzen und das Tal der Arretierrille 71 auf
zugehörigen
Ebenen senkrecht zur X-Achse
der unteren Schale liegen, bleiben die Spitzen und das Tal in Bezug
auf den Zahn 142 auf dem Arretierelement 96 in
derselben Position, unabhängig
davon, wie die obere Schale 16 um die X-Achse der unteren
Schafe geschwenkt wird. Dadurch behält auch die sich zwischen der
oberen Spitze 126 und dem Tal 128 erstreckende
Rillenauflagefläche 130 in
Bezug auf die Rillenauflagefläche 144 des
Zahns 142 des Arretierelements 96, unabhängig von
der Position der oberen Schale 16, dieselbe Konfiguration
bei. Dies bedeutet, dass selbst wenn die obere Schale 16 um
die X-Achse der
unteren Schale 18 geschwenkt wird, die Arretierauflagefläche 144 des
Arretierelements 96 immer auf dieselbe Art in die Rillenauflagefläche 130 der
Arretierrille 71 eingreift.
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Aus dem obenstehenden geht hervor,
dass die Arretierrille 71 in den Zahn 142 auf
dem Arretierelement 96 immer auf dieselbe Art eingreifen
wird, unabhängig
davon wie die obere Schale 16 um ihre X-Achse in Bezug
auf die untere Schale 18 geschwenkt wird. In der praktischen
Anwendung wird die obere Schale 16 jedoch kaum nur um ihre
X-Achse schwenken, um die gewünschte
vertikale Position des Baums zu erreichen. Vielmehr muss die obere Schale 16 in
den meisten Fällen
um ihre Y- sowie
ihre X-Achse gedreht werden, um die gewünschte vertikale Position zu
erreichen. Ein wichtiges Merkmal des Baumständers der Erfindung besteht
darin, dass die Rillen 70 in der oberen Schale 16 so
gestaltet sind, dass sie in zugehörige Arretierelemente 96 der Arretieranordnung 20 auf
dieselbe Art eingreifen, selbst wenn die obere Schale 16 um
die Y-Achse der unteren Schale 18 sowie die X-Achse schwenkt.
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Dieses Merkmal der vorliegenden Erfindung ist
in den 11A, 11B und 11C deutlicher veranschaulicht. In jeder
dieser Figuren stellt die Linie R einen Radius dar, der durch den
gemeinsamen Drehpunkt 94 und durch die Spitze oder den
Umkehrpunkt des oberen Zahns 142 auf dem Arretierelement 96 verläuft, wenn
sich dieses in einer Eingreif- oder Arretierposition befindet. 11A veranschaulicht die Position
des Radius R in Bezug auf die obere Schale 16 wenn die
Mittelachse 55 der oberen Schale 16 mit der Mittelachse 50 der
unteren Schale 18 ausgerichtet ist, die der vertikalen,
in 11A mit V gekennzeichneten
Linie entspricht. In der 11A wird
die obere Schale 16 in Bezug auf die untere Schale 18 in derselben
Position dargestellt, wie oben in Zusammenhang mit den 6, 7, 8, 9, 10A und 10B. 11B veranschaulicht, andererseits
die Position des Radius R, wenn die obere Schale 16 im
Uhrzeigersinn in Bezug auf die Vertikale im Winkel β geneigt ist,
während 11C die Position des Radius
R darstellt, wenn die obere Schale 16 gegen den Uhrzeigersinn
in Bezug auf die Vertikale im Winkel Γ geneigt ist. In jedem der Beispiele
ist eine andere Rille 70 bereitgestellt, um in den oberen
Zahn 142 des Arretierelements 96 (6) einzugreifen, wodurch diese zur neuen
Arretierrille 71 wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
ist jede Rille 70, wenn diese Rille 70 angeordnet
ist um in den Zahn 142 des Arretierelements 96 einzugreifen
und dadurch zur neuen Arretierrille 71 wird, durch dieselbe
Geometrie definiert, wie die ursprüngliche Arretierrille 71.
Insbesondere ist jede Rille 70 so konfiguiert, dass ihre
Spitzen und ihr Tal beim Eingreifen in den oberen Zahn 142 auf
denn Arretierelement 96, durch dieselbe Schnittlinie von
Bereichen und Ebenen definiert ist, die die obere Spitze, die untere
Spitze und das Tal der Arretierrille 71 in 9 definieren. Dadurch weist die neue
Arretierrille 71 gegenüber dem
Arretierelement 96 immer noch dasselbe Profil auf, wie
die ursprüngliche
Arretierrille 71, selbst wenn die obere Schale 16,
wie z. B. in 11B veranschaulicht,
um die Y-Achse gekippt ist. Selbst wenn die obere Schale, wie in 11B dargestellt ist, um die
Y-Achse geneigt ist, kann sie weiterhin um die X-Achse der unteren
Schale geschwenkt werden, wobei die neue Arretierrille 71 auf
dieselbe Art und Weise wie die ursprüngliche Arretierrille 71 in
den Zahn 142 des Arretierelements 96 eingreift.
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Ein wichtiges Merkmal des Baumständers der
Erfindung ist, dass die Arretierauflageflächen 144 auf dem Zahn 142 und 143 der
Arretierelemente 96 in Fläche-an-Fläche-Kontakt
mit der Rillenauflagefläche 130 in
der oberen Schale bleiben, und zwar unabhängig von der Position der oberen
Schale in Bezug auf die untere Schale. Fläche-an-Fläche-Kontakt bedeutet, dass
der Kontakt zwischen einem Arretierelement und einer zugehörigen Rille
nicht auf einen Punkt (wie die Spitze eines Bleistifts) oder einer
Linie (wie die Kante oder Spitze auf einem Zahn) beschränkt ist,
sondern sich vielmehr über
einen Oberflächenbereich
einer zumindest ansprechenden Größe, vorzugsweise
zumindest etwa einige Quadratmillimeter, erstreckt. Der Grund dafür liegt
darin, dass der Fläche-an-Fläche-Kontakt
die Belastung der Arretierauflagefläche 144 der Arretierelemente 96 und der
Rillenauflagefläche 130 der
Rillen 70 wesentlich verringert. Dadurch können die
Komponenten aus Kunststoff oder anderen kostengünstigeren Materialien anstatt
aus festen, teureren Materialien wie Metalle und dergleichen hergestellt
sein.
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Wie obenstehend in Zusammenhang mit
der 6 erläutert wurde,
sind die Arretierauflageflächen 144 der
Arretierelemente 96 so angeordnet, dass sie mit den Rillenauflageflächen 130 der
zugehörigen
Rillen 70 übereinstimmen,
wenn sich die obere Schale 16 in einer „zentrierten" oder ausgerichteten
Position befindet, wie in 4 veranschaulicht.
Wenn die obere Schale 16 in dieser Position ist, bildet
sich zwischen den zugehörigen
Arretierauflageflächen
der Arretierelemente und den Rillenauflageflächen der Rillen ein Fläche-an-Fläche-Kontakt aus.
Wie im vorhergehenden beschrieben wurde, ist jede der Rillen 70 so
konfiguriert, dass sie mit den Zähnen 142 und 143 auf
dem Arretierelement 96 auf dieselbe Art und Weise zusammenpasst
und in diese eingreift, unabhängig
davon, wie die obere Schale 16 um die X- und Y-Achse der
unteren Schale 18 geneigt ist. Dies bedeutet, dass die
Arretierauflageflächen 155 der
Zähne des
Arretierelements 96 unabhängig von der Position der oberen
Schale 16 in Bezug auf die untere Schale 18 immer
in Fläche-an-Fläche-Kontakt
mit den Rillenauflageflächen
der Rillen sein werden, in die sie eingreifen.
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In einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung setzen sich ein oder mehrere Arretierelemente 96 aus
einem wie in den 12, 13, 14, 15 und 16 veranschaulichten Verbundarretierelement
zusammen. Wie die 12 und 16 zeigen, umfasst jedes Verbundarretierelement 148 einen
mittleren Betätigungsarm 150 und
zwei seitliche Betätigungsarme 152,
von denen auf jeder Seite des mittleren Betätigungsarms 150 jeweils
einer angeordnet ist. Wie in 14 ersichtlich,
schließt
der mittlere Betätigungsarm 150 einen
Verbindungsarm 154 ein, der ähnlich dem Verbindungsarm 106 des
Arretierelements 96 in 5 als
Verbindung zum Arretierarm 100 und dem Fußhebel 102 ist.
Der mittlere Betätigungsarm 150 schließt zudem
eine mittlere Buchse 156 ein, um die beiden seitlichen
Betätigungsarme 152 fest
anzubringen, so dass sich alle drei Betätigungsarme 152/150/152 miteinander
bewegen. Wie in den 12 und 16 gezeigt wird, ragen die äußersten Spitzen 158 der
Zähne 142 und 143 des
Verbundarretierelements 148 bei den seitlichen Betätigungsarmen 152 weiter
von der mittleren Buchse 156 nach außen als beim mittleren Betätigungsarm 150.
Die Vorderkanten der Spitzen 158 auf den Zähnen der seitlichen
Betätigungsarme 152 besitzen
zudem ein schräggestelltes
Profil, so dass die Abschnitte der Zähne, die dem mittleren Betätigungsarm
näher sind, weiter
von der Buchse 156 hervorstehen als die Abschnitte der
Zähne,
die vom mittleren Betätigungsarm
entfernt sind. Aus den 12 bis 16, insbesondere den 14, 15 und 16,
geht auch hervor, dass die äußersten
Spitzen 158 auf den Zähnen 142 und 143 der
drei Betätigungsarme 152/150/152 in
Bezug auf einander hinsichtlich ihrer Abstände von der Buchse 156 versetzt
angeordnet sind.
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Wenn ein Arretierelement mit nur
einem Betätigungsarm
verwendet wird, kann die obere Schale 16 in Bezug auf jedes
Arretierelement in diskreten Positionen arretiert werden, wobei
diese durch von der Größe der Zähne 142 und 143 auf
dem Arretierelement definierten Abständen voneinander getrennt sind.
Beim Verbundarretierelement der 12 bis 16 kann die Größe der Abstände um einen
Faktor 3 verringert werden, während
die Anzahl der getrennten Positionen um einen Faktor 3 erhöht werden
kann.
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In einer speziellen Ausführungsform
der Erfindung sind z. B. die Zähne 142 und 143 auf
dem Arretierelement 96 in 9 mit
einem Abstand angeordnet, der einer Drehung der oberen Schale 16 um 1,5° in Bezug
auf die untere Schale 18 entspricht. Dies bedeutet, dass
die obere Schale 16 in Bezug auf die untere Schale 18 nur
in Stufen von 1,5° in
Position arretiert werden kann. Beim Verbundarretierelement 148 sind
diese Stufen jedoch auf 0,5° verringert.
Der Grund dafür
liegt darin, dass das Verbundarretierelement drei getrennte Betätigungsarme bereitstellt,
deren Zähne
in Bezug auf die Zähne
auf den anderen Betätigungsarmen
durch Stufen, die einer Bewegung von 0,5° entsprechen, versetzt sind. Dies
macht es möglich,
dass das Verbundarretierelement 148 einen Arretierarm bereitstellt,
der bei jeder Bewegung um 0,5°,
anstatt alle 1,5°,
exakt mit den Rillen in der oberen Schale 16 übereinstimmt.
Daher erhöht
sich die Anzahl an getrennten Positionen, an denen die obere Schale 16 in
Bezug auf die untere Schale 18 in Position arretiert werden
kann, beim Verbundarretierelement 148 um einen Faktor 3.
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Darüber hinaus kann das Verbundarretierelement 148 durch
die schräggestellten
Spitzen 158 auf den Zähnen 142 und 143 auf
den seitlichen Betätigungsarmen
der gebogenen Konfiguration der Rillen, wie in 10B dargestellt, besser entsprechen. Dies
stellt den Fläche-an-Fläche-Kontakt
der zugehörigen
Arretierauflageflächen
und Rillenauflageflächen,
wie oben beschrieben, sicher, selbst wenn der eigentliche Eingriff
in eine Rille 70 über
einen seitlichen Betätigungsarm 152 erfolgt.
Zudem weisen die Spitzen 158 auf den Zähnen sämtlicher Betätigungsarme
in einer besonders bevorzugten Ausführungsform ein radiales Profil
auf, so dass sie der gebogenen Konfiguration der Rillen 70 exakt
entsprechen.
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Obwohl nur ein paar Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung obenstehend beschrieben worden sind,
versteht es sich, dass zahlreiche Modifikationen vorgenommen werden
können,
ohne dabei den Schutzumfang der Erfindung zu überschreiten. Ein Arretierelement
und zugehörige
Rillen können
z. B. in einer beliebigen horizontalen Achse der Basis des Ständers der
Erfindung anstatt nur in den X- und Y-Richtungen. Ebenso müssen, falls
erwünscht,
unterschiedliche Arretierelemente nicht gleichmäßig oder symmetrisch um die
Basis 12 herum angeordnet sein. Auch die Rillen 70 und
die Zähne 142 und 143 können, falls
erwünscht,
in umgekehrten Abschnitten ausgebildet sein. Anders gesagt können die
Rillen 70, anstatt dass sie in der Innenwand des kugelförmigen Abschnitts 56 der
oberen Schale 16 ausgebildet werden, auch aus Zähnen geformt
sein, die sich von der Wand nach außen erstrecken. Sämtliche
dieser Modifikationen sollen im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung
eingeschlossen sein, der nur durch die nachfolgenden Ansprüche begrenzt
ist.