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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Gelenkstruktur, die als Feder
dient, wobei die Struktur geeignet ist, beispielsweise in Fitnesstrainings-, Sport-
und Kinderspielgeräten
verwendet zu werden.
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Oftmals
gibt es auf Kinderspielplätzen
und in Parks Spielgeräte,
bei denen verschiedenste Federn verwendet werden, um eine Schaukelbewegung
zu erzeugen, beispielsweise Spielzeugtiere, die hin und her bzw.
auf und ab schaukeln können,
wobei das Kind auf dem Tier sitzt. Die elastischen Federn, welche
die Schaukelbewegung in diesen Geräten ermöglichen, müssen verschleißfest und
sicher sein.
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Das
US-Patent 3,837,610 führt
beispielsweise eine federnde Drehgelenkstruktur ein, die dafür geeignet
ist, in einer Spielplatzausrüstung
verwendet zu werden, und schließt
lang gestreckte Gummielemente ein, an deren oberem Ende die Drehgelenkstruktur
getragen wird. Es gibt Spielgeräte,
die mit Hilfe dieser Anordnung geschaffen worden sind, die hin und
her bzw. auf und ab schaukelnd bewegt werden können, wobei das Gummielement
als Feder dient.
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Das
Dokument GB-A-2 260 711, das als Grundlage für den Oberbegriff des Anspruchs
1 verwendet worden ist, offenbart eine Federstruktur für ein Spielplatzgerät mit einem
Schaftelement, dessen unteres Ende einen gewölbten Abschnitt bildet, der mit
einem gehärteten
Knopf einer Grundplatte in Kontakt gehalten wird. Eine Schraubenfeder
ermöglicht, den
Schaft in alle Richtungen schaukelnd zu bewegen. Innere konische
Seitenwände
begrenzen die Bewegung des Schafts.
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Das
Dokument EP-A-0 461 492 offenbart ein elastisches Gelenkstück mit einer
verbesserten Dauerschwingfestigkeit, das für Ausrüstungen geeignet ist, die wechselweise
Schwingungen ausführen
können,
d.h. Aufhängungen.
Das elastische Gelenkstück aus
EP-A-0 461 492 umfasst ein Ver bindungselement mit einem mittigen
Kern, der mit einer kegelstumpfförmigen
Außenfläche versehen
ist, einen äußeren Kragen,
der eine kegelstumpfförmige
Innenfläche
aufweist, und einen kegelstumpfförmigen
elastischen Ring, der zwischen den beiden Flächen starr im Eingriff ist.
Die elastischen Ringe weisen eine Kegelstumpfform auf.
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Mittels
der Anordnung, die in der vorliegenden Erfindung benutzt wird, wird
nun eine Federgelenkstruktur erzielt, die für Wartungszwecke leicht geöffnet werden
kann und wodurch das Spielgerät
frei in jede Richtung schaukelnd bewegt werden kann.
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Folglich
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Federgelenkstruktur
für Spiel-,
Fitnesstrainings- und Sportgeräte
zu schaffen, die frei und elastisch in jede Richtung geneigt werden
kann. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, eine Federgelenkstruktur
für Spiel-,
Fitnesstrainings- und Sportgeräte zu
schaffen, die sowohl sicher und verschleißfest, als auch leicht zu montieren
und zu warten ist. Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung ist,
eine Federgelenkstruktur zu schaffen, die einfach und preisgünstig herzustellen
ist und in mehreren verschiedenen Anwendungen gebraucht werden kann.
Diese Aufgaben werden mittels der Federgelenkstruktur der vorliegenden
Erfindung, die im Anspruch 1 beschrieben ist, gelöst, wobei
bevorzugte Merkmale der Erfindung in den beigefügten Ansprüchen beschrieben sind.
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In
der unten gegebenen Beschreibung wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung
erläutert,
worin
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1 eine Federgelenkstruktur gemäß der Erfindung
in einer geschnittenen Seitenansicht zeigt;
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2 eine Darstellung der Federgelenkstruktur
gemäß 1 in aufgelösten Einzelteilen angibt;
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3 die Federgelenkstruktur gemäß 1 im montierten Zustand zeigt;
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4 eine Federgelenkstruktur gemäß einer weiteren
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung zeigt, die in einer geschnittenen Seitenansicht zu
sehen ist;
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5 eine Darstellung der Federgelenkstruktur
gemäß 4 in aufgelösten Einzelteilen angibt;
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6 die Federgelenkstruktur gemäß 4 im montierten Zustand zeigt.
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Die
Federgelenkstruktur gemäß der Erfindung
umfasst ein Kernelement 1, 1', das zwischen zwei vorzugsweise
vorgedehnten Gummiringen 2 eingepasst ist und gehalten
wird. Was die Form anbelangt, so ist das Kernelement beispielsweise
ein Stück,
welches geschaffen wird, wenn zwei Kegelstümpfe mit gleichem Bodendurchmesser
mit ihren Bodenflächen
aufeinander gesetzt werden. Die Bodenflächen können in direktem Kontakt miteinander sein,
oder zwischen diese kann ein zylindrisches Element mit dem gleichen
Durchmesser eingefügt
sein, wie in den 1 und 4 gezeigt
ist. In dieser bevorzugten Ausführungsform
sind die Gummiringe 2 symmetrisch über beiden Kegeln angebracht.
Es sind auch andere geeignete Formen des Kernelements möglich.
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An
dem Kernelement ist ein Schaftelement 5, 5' dauerhaft befestigt,
und das betreffende Spiel-, Fitnesstrainings- oder Sportgerät kann an dem anderen Ende
des Schaftelements angebracht sein. Wenn das Kernelement aus zwei
Kegelstümpfen
gebildet ist, die gegeneinander gesetzt sind, ist das Schaftelement 5, 5' in Achsrichtung,
in der Mitte der Kegel, parallel zur Drehachse der Kegel angebracht.
Das Schaftelement 5 kann, wie in dem Fall von 1, am oberen Ende des obersten Kegels
des Kernelements angebracht sein, oder das Schaftelement 5' kann, wie in
dem Fall von 4, die Achse des Kernelements 1' bilden. Das
Kernelement und das Schaftelement können einteilig ausgebildet
sein, wobei in diesem Fall eine maximale Festigkeit und eine maximale Stabilität erzielt
wird. Vorteilhaft ist der Werkstoff des Kern- und Schaftelements
Metall, beispielsweise rostfreier Stahl. Beide, das Kernelement
und das Schaftelement, können
wie in dem in den 1 und 4 gezeigten Fall Hohlteile sein.
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Das
sowohl mit dem Schaftelement als auch mit den Gummiringen 2 vervollständigte Kernelement 1 ist
von einer zylindrischen Ummantelung 3 umgeben. In der Ausführungsform
gemäß den 1 bis 3 weist
die Ummantelung 3 einen mit Befestigungslöchern 10 versehenen
Flansch 3'' auf. Mit Hilfe
des Flansches 3'' kann die Ummantelung 3 an
der Bodenplatte 9 befestigt werden, die an den Stellen,
die mit den Befestigungslöchern 10 des
Flansches übereinstimmen,
mit Löchern
versehen ist. Außerdem kann
mit Hilfe der Befestigungslöcher
das Federgelenk als Ganzes auf einem ebenen Sockel befestigt werden.
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Der
Innendurchmesser der Ummantelung 3 ist etwas kleiner als
der Außendurchmesser
des Gummirings 2, so dass, wenn die Gummiringe 2 und das
Kernelement 1 zusammengedrückt im Inneren der Ummantelung
angeordnet werden, in den Gummiringen 2 eine Anfangsspannung
erzeugt wird. Der untere Gummiring wird gegen die Bodenplatte 9 gehalten.
Vorteilhaft sind die Gummiringe 2 gleichartig, wobei ihr
Durchmesser so groß ist,
dass, wenn sie an ihrem Platz um das Kernelement angeordnet sind, das
Kernelement 1 die Innenfläche der Um mantelung 3 an
keiner Stelle berührt,
vorteilhaft auch dann nicht, wenn das Federgelenk unter Belastung
ist. Der obere Gummiring 2 wird von oben gegen eine im
Wesentlichen horizontale Wand 11 gehalten, die in dem oberen
Teil 3' der
Ummantelung 3 ausgebildet ist.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung, die in den 4 bis 6 veranschaulicht ist, ist die Bodenkante
der Ummantelung 3 gerade und mit Befestigungslöchern versehen,
um die Ummantelungsbodenplatte 9' an ihrem Platz zu befestigen.
Die Kanten der Bodenplatte 9' sind
in einem Winkel von 90 Grad nach unten gebogen und mit Löchern 14 an
den Stellen versehen, die mit jenen der Löcher, die in der Bodenkante
der Ummantelung 3 verwirklicht sind, übereinstimmen. Folglich ist unter
der Bodenplatte 9' eine
Aussparung geschaffen worden, wie in 4 zu
sehen ist. In diese Aussparung kann beispielsweise ein oberes Ende
einer Stange, welches in den 4 und 5 als eine zylindrische Scheibe 13 veranschaulicht
ist, eingeführt
sein. Mit Hilfe der Löcher 15,
die in der Scheibe 13 verwirklicht sind, kann die Federgelenkstruktur
durch die Befestigungslöcher,
die in der Bodenkante der Ummantelung 3 und in der Bodenpatte 9' vorgesehen
sind, beispielsweise mittels Rohrnieten 12 befestigt werden.
Die zylindrische Scheibe 13 kann außerdem durch die darin ausgebildeten
Löcher 16 mit
dem Sockel verbolzt werden.
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Auf ähnliche
Weise wie in der Ausführungsform
der 1 wird der untere Gummiring 2 gegen die
Bodenplatte 9' gehalten.
Der obere Gummiring 2 wird von oben gegen eine im Wesentlichen
horizontale Wand 11' gehalten,
die im oberen Teil der Ummantelung 3 ausgebildet ist. Die
Wand 11' kann
ein separater Ring sein, der in der Mitte mit einem Loch für das Schaftelement 5' versehen ist,
wobei der Außendurchmesser
des Rings dem Innendurchmesser der Ummantelung 3 im Wesentlichen
gleich ist, so dass der Wandring 11' auf geeignete Weise in den Innenraum
der Ummantelung 3 einge passt ist und gegen den sich nach
oben verengenden oberen Teil 3' der Ummantelung gehalten wird.
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Die
Ummantelung und die Bodenplatte können auch mit Hilfe von Mitteln
aneinander befestigt werden, die von den oben beschriebenen verschieden
sind. Vorteilhaft lässt
sich jedoch die Befestigung zwischen der Ummantelung und der Bodenplatte
für Wartungsarbeiten,
die möglicherweise
an der Federgelenkstruktur erforderlich sind, leicht lösen.
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In
der Mitte des oberen Teils 3' der
Ummantelung 3 ist eine sich nach unten verengende kegelförmige Öffnung 8 ausgebildet,
durch welche das Schaftelement 5, 5' aus der Ummantelung 3 geschoben
wird. Die Kegelfläche 7 der Öffnung ist
Teil des oberen Teils 3' der
Umhüllung.
Der Durchmesser der Öffnung 8 und
der Neigungswinkel der Kegelfläche 7 sind
entsprechend der gewünschten
Neigung festgelegt, die für
das betreffende Spiel-, Fitnesstrainings- oder Sportgerät erlaubt
ist, da dann, wenn das Gerät in
die Stellung der maximalen Neigung gebracht ist, das Schaftelement 5, 5' die Kegelfläche 7 der Öffnung 8 berührt. Deshalb
ist rings um das Schaftelement 5, 5', im Wesentlichen auf der Kegelfläche 7, ein
Gummikragen 6 eingepasst, der zusammen mit der Kegelfläche ein
Puffer-Dämpfungselement
bildet. Wenn bei der Benutzung des Geräts das Schaftelement geneigt
wird, dann wird das mit diesem verbundene Kernelement 1, 1' gegen die Gummiringe
gepresst, die innerhalb der Ummantelung 3 elastisch federn.
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Auf
der Oberseite der Ummantelung 3 ruht ein zylindrisches
Element 4, welches das Schaftelement 5, 5' umgibt, wobei
der obere Teil des Elements 4 an dem Schaftelement angebracht
ist. Der Durchmesser des zylindrischen Elements 4 ist größer als der
Durchmesser der Öffnung 8,
zumindest so viel größer, dass
er die gesamte Öffnung 8 überdeckt. Was
die Form betrifft, so ist die Oberseite des oberen Teils 3' der Ummantelung
derart, dass die Kante, die sich neben der Öffnung 8 befindet,
höher als
die Außenkante
davon angeordnet ist, wobei in diesem Fall das zylindrische Element 4 kompakt
auf den oberen Teil der Ummantelung aufgesetzt wird und zusammen
mit der Oberseite der Ummantelung 3 eine schützende Einheit
bildet, wobei auf diese Weise verhindert wird, dass Finger oder
andere Körperteile, Gegenstände oder
Kleidungsstücke
in den Raum gelangen, der sich zwischen dem Schaftelement 5, 5' und der Kegelfläche 7 der
Ummantelung 3 befindet. Vorteilhaft ist der obere Teil
der Ummantelung so gewölbt,
dass er konvex ist, damit sich die Bodenkante des zylindrischen
Elements 4, das auf dem konvexen Teil angeordnet ist, über die
konvexe Fläche
bewegen kann, wenn das Schaftelement 5, 5' geneigt wird, so
dass das zylindrische Element 4 die Bewegungen des Schaftelements
oder des daran befestigten Geräts
nicht einschränkt.
Außerdem
ist die konvexe Oberseite der Ummantelung so beschaffen, dass der Freiraum
zwischen der Ummantelung und dem zylindrischen Element in Abhängigkeit
von dem Kippwinkel zunimmt, wobei mittels dieser Anordnung verhindert
wird, dass Körperteile
dazwischen eingeklemmt werden.
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Sowohl
die Ummantelung als auch das zylindrische Element 4 sind
vorteilhaft aus Metall hergestellt, beispielsweise aus rostfreiem
Stahl; sie können jedoch
auch aus Kunststoff hergestellt sein. Das zylindrische Element kann
in Längsrichtung
geschlitzt sein, wobei es in diesem Fall auch auf das obere Ende
des Schaftelements gezogen werden kann, nachdem das betreffende
Spiel-, Fitnesstrainings- oder Sportgerät an dem Schaftelement 5, 5' befestigt worden
ist.
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Die 2 und 5 zeigen,
wie einfach es ist, die Federgelenkstruktur gemäß der Erfindung zu montieren.
Auf der Oberseite der Bodenplatte 9, 9' wird zuerst
der erste Gummiring 2 angeordnet, dann das Kernelement 1, 1' einschließlich des
Schaftelements 5, 5' und
der Gummiring 2. Darüber
wird die Ummantelung 3 aufgesteckt, die an der Bodenplatte 9, 9' befestigt wird. 5 zeigt außerdem den separaten ringförmigen Wandteil 11', der über dem
zweiten Gummiring 2 anzuordnen ist, wobei der Wandteil in
der Ausführungsform
von 2 Teil des oberen Teils 3' der Ummantelung
ist. Um das Schaftelement 5, 5', das aus der Öffnung vorsteht, die in dem
oberen Teil 3' der
Ummantelung vorgesehen ist, wird das schützende zylindrische Element 4 aufgesetzt.
Vollständig
montiert ist die Struktur sicher, da alle beweglichen Teil unter
der Ummantelung und dem zylindrischen Element 4 verborgen
sind, wie in den 3 und 6 zu
sehen ist. Bei Notwendigkeit kann die Struktur einfach vor Ort auf
dem Spielplatz montiert werden, und die Wartung kann ebenfalls vor
Ort ausgeführt
werden kann.
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In
der obigen Beschreibung sind einige bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung dargestellt worden. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht
auf die oben angegebenen Beispiele beschränkt, sondern das Prinzip gemäß der Erfindung kann
innerhalb des Schutzumfangs, der in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, abgewandelt
werden.