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Diese
Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Schaukeln. Im Besonderen
bezieht sich diese Erfindung auf eine Antriebsvorrichtung für den Einsatz bei
einer Schaukel für
Kleinkinder und Kinder.
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Verschiedene
Schaukeltypen sind im Fachgebiet allgemein bekannt. Im Allgemeinen
umfassen Schaukeln ein Stützgestell,
eine am Stützgestell drehgelenkig
angebrachte Aufhängung
und einen an der Aufhängung
angebrachten Sitz. Solche Vorrichtungen sind konstruiert, um den
Sitz in einer Pendelbewegung zu schaukeln. Infolge der Reibungsverluste
und des Windwiderstandes muss dieses System jedoch mit zusätzlicher
Energie versorgt werden, damit im Laufe der Zeit eine ungefähr konstante
Amplitude aufrechterhalten wird. Häufig werden handbetriebene
oder elektrisch betriebene Antriebsmechanismen für die Zuführ der Energie verwendet, die
verloren gegangen ist.
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Wie
in 1 dargestellt, ist eine Schaukel nach dem Stand
der Technik, die dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung
allgemeinrechtlich übertragen
wurde und hiermit unter Bezugnahme aufgenommen wird, das US-Patent
Nr. 5.525.113 von Mitchell et al. Die Vorrichtung von Mitchell et
al. ist eine Schaukelbaugruppe, die eine Schaukelantriebsvorrichtung
(10) umfasst. Die Schaukelantriebsvorrichtung (10)
weist eine Antriebsbuchse (12) auf, die auf eine Achse
(14) drehbar montiert wird, die die Aufhängung (nicht
dargestellt) betreibbar abstützt. Ein
Antriebsflansch (16) wird auf die Achse (14) montiert,
wobei eine Antriebsflansch-Kopplungsvorrichtung (18) zwischen
der Antriebsbuchse (12) und dem Antriebsflansch (16)
positioniert wird, um eine begrenzte Totgangverbindung bereitzustellen.
Die Antriebsflansch-Kopplungsvorrichtung (18) umfasst ein Nabenelement
(20), das koaxial und drehbar auf die Achse (14)
montiert wird und mindestens eine Torsionsfeder, die als Paar von
Torsionsfedern (24a, 24b), die koaxial auf das
Nabenelement (20) montiert werden, dargestellt ist. Eine
Kurbel (nicht dargestellt), die von einem Motor (nicht dargestellt)
angetrieben wird, ist mit der Antriebsbuchse (12) über einen
Kanal (26) in üblicher
Weise verbunden, um die Antriebsbuchse (12) in eine Pendelbewegung
zu versetzen.
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Obwohl
die oben offenbarte Vorrichtung bezüglich der Technik im Wesentlichen
ausgereift ist, hat sich herausgestellt, dass sich daran noch weitere Verbesserungen
vornehmen ließen.
Zum Beispiel weist die Schaukelantriebsvorrichtung von Mitchell
et al. mindestens eine Gesamtzahl von sechs Teilen auf: die Antriebsbuchse
(12), das Paar der Torsionsfedern 24(a) und 24(b),
das Nabenelement (20), den Antriebsflansch (16)
und die Achse (14). Außerdem erfordert
die Schaukelantriebsvorrichtung (10) zusätzliche
Mechanismen, um die Schaukelantriebsvorrichtung (10) mit
der Nabe (nicht dargestellt) zu koppeln. Zusätzlich werden weitere Mechanismen benötigt, um
die Antriebshülse
(12), die Torsionsfedern (24a, 24b),
das Nabenelement (20) und den Antriebsflansch (16)
auf der Achse (14) zu befestigen.
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Obwohl
die Vorrichtung von Mitchell et al. im Vergleich zu anderen Schaukelantriebsvorrichtungen eine
ausgezeichnete Leistung bereitstellt, hat sich ferner herausgestellt,
dass der Montagevorgang von solchen Vorrichtungen etwas kompliziert
ist. Demzufolge sind verschiedene Elemente dafür anfällig, falsch montiert zu werden.
So wäre
es wünschenswert,
eine Schaukelantriebsvorrichtung bereitzustellen, die die ausgezeichnete
Leistung gemäß der Offenbarung
im Patent von Mitchell et al. aufrechterhält und gleichzeitig außerdem so
gestaltet ist, dass der Montagevorgang vereinfacht und die Möglichkeit
der falschen Montage minimiert wird.
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Im
Lichte der obigen Ausführungen
kann ein Fachmann einsehen, dass es wünschenswert wäre, eine
Schaukelantriebsvorrichtung bereitzustellen, die die Reibungsverluste
minimiert und die Gesamtgröße der Schaukelantriebsvorrichtungen
minimiert. Hinzu kommt, dass es ferner wünschenswert wäre, eine
Schaukelantriebsvorrichtung zu haben, die die erforderliche Gesamtbauteilezahl
reduziert sowie die Möglichkeit
der falschen Montage verringert.
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In
US-A-4150820 wird eine motorbetriebene Kinderschaukel beschrieben,
die ein Gestell umfasst, von dem aus ein Sitz mittels mit einem
Abstand voneinander angeordneten Aufhängungen aufgehängt ist,
die drehgelenkig mit dem Gestell so verbunden sind, dass der Sitz
und das darin sitzende Kind wie ein Pendel schaukeln können. Eine
batteriebetriebene Antriebseinheit, die neben einer der Aufhängungen
an das Gestell montiert ist, dreht eine kleine Kurbel, die sich
neben der Aufhängung
befindet. Eine elastische Totgangkopplung, die zwischen der Aufhängung und
der sich drehenden Kurbel angeschlossen ist, gibt Verstärkungsimpulse
an die Aufhängung ab,
was die Schwingung des mit einem Gewicht belasteten Sitzes mit dessen
Eigenfrequenz aufrechterhält.
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In
WO 98/08582 wird eine Schaukel (10) beschrieben, die einen
Schaukelmotor (62) und ein adaptives Regelungssystem (20)
umfasst, das für
das periodische Betätigen
des Schaukelmotors (62) dient, damit die hin- und hergehende
Pendelbewegung eines Sitzes (18) längs eines Schaukelbogens derart
aufrechterhalten wird, dass sie mit der Eigenfrequenz (und Eigenperiode)
des Sitzes (18) verträglich
ist. Die Schaukel (10) umfasst ferner ein Stützgestell
(12) und ein Schaukelsitzgestell (14), das für das Tragen
des Sitzes (10) am Stützgestell
(12) montiert ist. Das adaptive Regelungssystem (20)
umfasst einen Impulsmechanismus (56), der auf das Schaukelsitzgestell
(14) ein Drehmoment aufbringt und der an einer variablen
Stelle längs
des Schaukelbogens zwischen der ersten und der zweiten äußersten
Position betätigt
wird, und zwar ohne dass die Position des Schaukelsitzgestells (14)
in Bezug auf das Stützgestell
(12) berücksichtigt
wird.
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Es
ist eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Schaukelantriebsvorrichtung
bereitzustellen, die die Zahl der benötigten Einzelteile reduziert.
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Eine
weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, die Schaukelantriebsvorrichtung
mit Merkmalen bereitzustellen, die den Montageprozess vereinfachen.
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Es
ist ferner eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, die Schaukelantriebsvorrichtung
mit Merkmalen bereitzustellen, die die unerwünschte Abnutzung und Reibung
verringern.
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Eine
zusätzliche
Aufgabe dieser Erfindung ist es, die obigen Vorteile ohne Vergrößerung des Raumes,
der von der Schaukelantriebsvorrichtung beansprucht wird, zu erreichen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform dieser
Erfindung werden diese und andere Aufgaben und Vorteile wie folgt
gelöst
und erreicht.
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Schaukelantriebsvorrichtung für den Einsatz
bei einer Schaukel für
Kleinkinder oder Kinder nach Patentanspruch 1 bereit. Schaukeln
umfassen üblicherweise ein
Stützgestell,
das mindestens eine Aufhängung aufweist,
die mit dem Stützgestell
drehgelenkig verbunden ist. Häufig
ist die Aufhängung
an einem Sitz befestigt. Der Sitz kann sich somit längs einer
gekrümmten
Bahn, die eine Pendelbewegung annähert, hin- und herbewegen.
Die Energie, die zum Starten und Aufrechterhalten der Pendelbewegung der
Schaukel benötigt
wird, wird gewöhnlich
durch manuelle Energie, wie z.B. eine aufgezogene Wickelfeder, die
vom Benutzer aufgezogen wird, oder durch elektrische Energie, die
einen elektrischen Motor betätigt,
zugeführt.
Ein Fachmann kann jedoch einsehen, dass die neuartigen Aspekte der
vorliegenden Erfindung sich, unabhängig von der verwendeten Energiequelle,
gleichermaßen
auf Schaukeln anwenden lassen.
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Die
Schaukelantriebsvorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst im
Allgemeinen einen Antriebsmechanismus, ein Torsionsfederelement,
das mit dem Antriebsmechanismus verbunden ist, und einen Abtriebsmechanismus,
der dem Antriebsmechanismus zugeordnet ist und mit dem Torsionsfederelement
wechselwirkt. Das Torsionsfederelement dieser Erfindung kann einen
ersten Abschnitt umfassen, der eine Länge aufweist. Außerdem kann
das Torsionselement einen zweiten Abschnitt aufweisen, der in Bezug
auf den ersten Abschnitt parallel und mit einem Zwischenraum angeordnet
ist. Der zweite Abschnitt weist ebenso eine Länge auf. Vorzugsweise sind
der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt bezüglich der Länge ungefähr gleich.
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Der
Abtriebsmechanismus (Ausgangsmechanismus) dieser Erfindung umfasst
eine Achse und einen Antriebsflansch, der an der Achse angebracht ist.
Die Achse umfasst außerdem
einen Mechanismus zur Verringerung der Reibung zwischen dem Abtriebsmechanismus
und dem Torsionsfederelement, das auf dem Antriebsflansch angeordnet
ist. Die Schaukelantriebsvorrichtung dieser Erfindung umfasst einen
Antriebsmechanismus. Der Antriebsmechanismus kann einen Federsicherungsmechanismus
umfassen. Außerdem
kann der Antriebsmechanismus ein Achseingriffselement umfassen,
das nahe dem Federsicherungsmechanismus angeordnet ist. Darüber hinaus
kann der Antriebsmechanismus einen Kurbeleingriffsmechanismus in
der Nähe
des Achseingriffsmechanismus umfassen. Vorzugsweise sind der Federsicherungsmechanismus,
der Achseingriffsmechanismus und der Kurbeleingriffsmechanismus
zusammen einstückig
geformt. Ein Fachmann kann jedoch einsehen, dass die verschiedenen,
neuartigen Aspekte dieser Erfindung erreicht werden können, ohne
dass diese Elemente zusammen einstückig geformt werden.
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Dem
Arbeiter, der die Montage der oben offenbarten Erfindung ausführt, wird
ein unkomplizierter Montageprozess zur Verfügung gestellt. Der Benutzer
kann zuerst das Torsionsfederelement mit dem Federsicherungsmechanismus
am Antriebsmechanismus befestigen. Als Nächstes nimmt der Arbeiter die
Zuordnung des Antriebsmechanismus zum Abtriebsmechanismus vor. Der
Antriebsmechanismus wird mit dem Abtriebsmechanismus vom Achseingriffsmechanismus
gehalten. Anschließend
wird der Antriebsmechanismus mittels des Kurbeleingriffsmechanismus
mit der Kurbel betreibbar verbunden. Ein Fachmann kann einsehen,
dass die oben offenbarte Erfindung eine Vielzahl von Vorteilen bietet. Erstens
reduziert die Schaukelantriebsvorrichtung der vorliegenden Erfindung
die Zahl der für
die Montage erforderlichen Einzelteile wesentlich. Bei einer bevorzugten
Ausführungsform
umfasst die Schaukelantriebsvorrichtung einen Antriebsmechanismus,
einen Abtriebsmechanismus und ein Torsionsfederelement. Folglich
wurde bei der vorliegenden Erfindung die Zahl der bei der Fertigung
der Schaukelantriebsvorrichtung verwendeten Einzelteile wesentlich
reduziert.
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Ein
weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass
die Schaukelantriebsvorrichtung einen Mechanismus zum Verringern
der Reibung umfasst, die zwischen dem Torsionsfederelement und dem
Abtriebselement in der Schaukelantriebsvorrichtung auftritt. Folglich
wird die Energiemenge, die der Schaukelantriebsvorrichtung zugeführt werden
muss, verkleinert. Ferner wird die Möglichkeit eines durch Abnutzung
bedingten Ausfalls ebenso verringert.
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Ein
weiterer Vorteil bei der Schaukelantriebsvorrichtung dieser Erfindung
besteht darin, dass die Schaukelantriebsvorrichtung den Raum minimiert, den
die Schaukelantriebsvorrichtung beansprucht. Vorzugsweise weist
das Torsionsfederelement einen ersten Abschnitt und einen zweiten
Abschnitt auf, die ungefähr
gleich lang sind. Da die für
ein Torsionsfederelement erreichbare Federsteigung von der Länge des
Torsionsfederelementes abhängt,
wird durch das Vorhandensein einer Feder, die ein erstes Element
und ein zweites Element aufweist, die beide als Feder betrieben
werden, die erforderliche Länge
des Torsionsfederelementes ungefähr
auf die Hälfte
reduziert, bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung einer ungefähr vergleichbaren
Federsteigung wie bei einer einzigen, linearen Torsionsfeder, die
eine zweimal so lange Länge
aufweist.
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Die
sonstigen Aufgaben und Vorteile dieser Erfindung werden anhand der
folgenden detaillierten Beschreibung besser erkannt.
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Die
obigen und sonstigen Vorteile dieser Erfindung werden anhand der
folgenden Beschreibung sowie der zugehörigen beiliegenden Zeichnungen deutlicher,
die die Erfindung nur beispielhaft beschreiben und wobei:
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1 eine
perspektivische Explosionsdarstellung einer Schaukelantriebsvorrichtung
nach dem Stand der Technik zeigt;
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2 eine
perspektivische Darstellung einer Kinderschaukel zeigt;
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3 eine
Längsschnittdarstellung
einer Nabe und eines zweiten Beinverbindungsstückes, das die Schaukelantriebsvorrichtung
aufnimmt, zeigt;
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4 eine
perspektivische Darstellung der Schaukelantriebsvorrichtung mit
einem Antriebsmechanismus, einem Antriebsmechanismus und einem Torsionsfederelement
in einer montierten Lage zeigt;
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5 bei dieser Anmeldung nicht vorhanden ist;
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6 eine
Seitenansicht von vorne des Schaukelabtriebsmechanismus der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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7 eine
Seitenansicht von hinten des Antriebsmechanismus zeigt;
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8 eine
Längsschnittdarstellung
der Schaukelantriebsvorrichtung längs der Schnittlinie 8-8 von 6 zeigt;
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9 eine
obere Längsschnittdarstellung der
Schaukelantriebsvorrichtung zeigt, die die Torsionsfeder direkt
nach dem Einführen
in einen Federarretiermechanismus zeigt;
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10 eine
obere Längsschnittdarstellung der
Schaukelantriebsvorrichtung zeigt, die die Torsionsfeder während des
Einführens
in einen Federarretiermechanismus zeigt;
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11 eine
obere Längsschnittdarstellung der
Schaukelantriebsvorrichtung zeigt, die die Torsionsfeder direkt
nach dem Einführen
in den Federarretiermechanismus zeigt; und
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12 eine
perspektivische Explosionsdarstellung des Abtriebsmechanismus, einer
Nabe und eines Achsschlosses zeigt.
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Der
Federantriebsmechanismus (110) dieser Erfindung ist einzig
und allein für
den Einsatz bei einer Schaukel für
Kleinkinder oder Kinder gestaltet. Wie in 2 dargestellt,
umfasst eine Schaukel (112) gewöhnlich ein Stützgestell
(114), das mindestens eine Aufhängung (116a, 116b)
aufweist, die mit dem Stützgestell
(114) drehgelenkig verbunden ist. Die Aufhängung (116a, 116b)
ist wiederum an einem Sitz (118) befestigt. Das Stützgestell
(114) umfasst ein Paar Beinverbindungsstücke (120a, 120b).
Außerdem
umfasst das Stützgestell
ein Paar Vorderbeine (122a, 122b) und ein Paar
Hinterbeine (124a, 124b), die an den Beinverbindungsstücken (120a, 120b)
befestigt sind. Die Beinverbindungsstücke (120a, 120b) dienen
zur Abstützung
der entsprechenden Naben (126a, 126b), die einen
Drehpunkt bereitstellen, um den die Pendelbewegung des Sitzes (118)
erfolgt. Die Schaukelantriebsvorrichtung (110) ist in 2 dargestellt,
wobei sie mit dem Beinverbindungsstück (120b) verbunden
ist. Ein Fachmann kann jedoch einsehen, dass die einzigartigen Aspekte
dieser Erfindung stattdessen mit dem Beinverbindungsstück (120a)
verbunden sein könnten,
ohne dass dadurch von den neuartigen Aspekten dieser Erfindung abgewichen
wird. Ferner zeigt 2 eine Schaukel (112), die
im Handel gemeinhin als „Open
Top Swing"-Schaukel
bekannt ist. Diese Bezeichnung wurde von dem Umstand abgeleitet,
dass die Schaukel (112) kein Querelement umfasst, das die
Beinverbindungsstücke
(120a, 120b) miteinander verbindet. Es hat sich
herausgestellt, dass es wünschenswert ist,
eine Schaukel (112) zu haben, die kein Querelement aufweist,
wodurch die Zugänglichkeit
erhöht wird,
die der Bediener zu einem Kind, das in der Schaukel auf dem Sitz
(118) sitzt, hat.
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Der
Sitz (118) kann sich längs
einer gekrümmten
Bahn, die die Pendelbewegung annähert, hin- und herbewegen.
Die Energie, die zum Starten und Aufrechterhalten der Pendelbewegung
der Schaukel (112) benötigt
wird, wird gewöhnlich
durch manuelle Energie, wie z.B. eine aufgezogene Wickelfeder, die
vom Benutzer aufgezogen wird, oder durch elektrische Energie, die
einen elektrischen Motor betätigt,
zugeführt.
Ein Fachmann kann jedoch einsehen, dass die neuartigen Aspekte der
vorliegenden Erfindung sich, unabhängig von der speziellen Energiequelle,
gleichermaßen
auf verschiedene sonstige Schaukeln anwenden lassen.
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Wie
in 3 dargestellt, umfasst die Schaukelantriebsvorrichtung
(110) der vorliegenden Erfindung im Allgemeinen einen Motor
(128), der einen Kurbelarm (130) antreibt. Der
Kurbelarm (130) ist mit einem Antriebsmechanismus (132)
verbunden, der die Drehbewegung des Kurbelarmes (130) in
eine bogenförmig
pendelnde Bewegung umsetzt. Die Schaukelantriebsvorrichtung (110)
umfasst außerdem
einen Antriebsmechanismus (134), dem ein Antriebsmechanismus
(132) zugeordnet ist. Nur ein Torsionsfederelement (136)
ist mit dem Antriebsmechanismus (132) verbunden.
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Das
Torsionsfederelement (136) der vorliegenden Erfindung umfasst
einen ersten Abschnitt (138), der eine Länge aufweist,
und einen zweiten Abschnitt (140), der ebenfalls eine Länge aufweist. Der
zweite Abschnitt (140) ist in Bezug auf den ersten Abschnitt
(138) parallel und mit einem Zwischenraum angeordnet. Das
Torsionsfederelement (136) umfasst einen Hebelabschnitt
(148), der in Bezug auf den ersten Abschnitt (138)
ungefähr
senkrecht angeordnet und mit demselben verbunden ist. Die Länge des
ersten Abschnitts (138) ist vorzugsweise ungefähr gleich
der Länge
des zweiten Abschnitts (140). Ein Fachmann kann jedoch
am besten einsehen, dass die Länge
des ersten Abschnitts (138) und die des zweiten Abschnitts
(140), je nach den Erfordernissen für eine spezielle Anwendung,
variiert werden können.
Das Torsionsfederelement (136) umfasst außerdem einen
abgerundeten Abschnitt (142), der den ersten Abschnitt
(138) mit dem zweiten Abschnitt (140) verbindet.
Abschnitte, die verschiedene sonstige Formen aufweisen, können jedoch
ebenfalls benutzt werden, um den ersten Abschnitt (138)
und den zweiten Abschnitt (140) miteinander zu verbinden, ohne
dass von den Lehren dieser Erfindung abgewichen wird.
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Vorzugsweise
sind der erste Abschnitt (138) und der zweite Abschnitt
(140) jeweils bezüglich
der Form im Wesentlichen länglich
und gerade. Das Torsionsfederelement (136) umfasst außerdem einen dritten
Abschnitt (144), der mit dem zweiten Abschnitt (140)
verbunden ist und in Bezug auf den ersten Abschnitt (138)
und den Hebelabschnitt (148) ungefähr senkrecht angeordnet ist.
Schließlich
umfasst das Torsionsfederelement (136) einen Hakenabschnitt (146),
der mit dem dritten Abschnitt (144) verbunden ist. Der
Hakenabschnitt (146) ist im Wesentlichen U-förmig. Der
Hakenabschnitt (146), der dritte Abschnitt (144),
der zweite Abschnitt (140), der abgerundete Abschnitt (142),
der erste Abschnitt (138) und der Hebelabschnitt (148)
sind zusammen einstückig
geformt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind der erste Abschnitt
(138), der abgerundete Abschnitt (142) und der
zweite Abschnitt (140) im Wesentlichen koplanar angeordnet.
Ebenso sind der zweite Abschnitt (140), der dritte Abschnitt
(144) und der Hakenabschnitt (146) koplanar angeordnet.
Bei einer am meisten bevorzugten Ausführungsform ist das Torsionsfederelement
(136) dieser Erfindung aus einem gezogenen Draht hergestellt,
der einen kreisförmigen
Querschnitt aufweist. Es lassen sich jedoch verschiedene sonstige
Werkstoffe und verschiedene sonstige Querschnitte verwenden, ohne
dass von den neuartigen Aspekten dieser Erfindung abgewichen wird.
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Wie
sich am besten unter Bezugnahme auf 8 einsehen
lässt,
umfasst der Antriebsmechanismus (134) der vorliegenden
Erfindung eine Achse (150) und einen Antriebsflansch (152),
der an der Achse (150) angebracht ist. Speziell umfasst
der Antriebsflansch (152) einen reibungsreduzierenden Mechanismus.
Die Achse (150) umfasst eine erste Klaue (nicht dargestellt),
die mit der Achse (150) verbunden ist, und eine zweite
Klaue (156), die ebenfalls mit der Achse (150)
verbunden ist. Die Achse (150) umfasst außerdem einen
Haltering (158), der eine Halteringfläche (160) bereitstellt,
die auf dem Umfang um die Achse (150) herum angeordnet
ist.
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Wie
in 6 ersichtlich, umfasst der Antriebsflansch (152)
eine Stirnfläche
(162), die einen Hohlraum (164) aufweist. Der
Antriebsflansch (152) umfasst außerdem eine erste Fläche (166)
und eine zweite Fläche
(168), die an der Stirnfläche (162) angeordnet
sind. Eine erste Wand (170) und eine zweite Wand (172)
sind in der Nähe
der ersten Fläche
(166) bzw. einer zweiten Fläche (168) angeordnet.
Der reibungsreduzierende Mechanismus umfasst eine erste abgerundete
Kante (174) und eine zweite abgerundete Kante (176),
wobei die erste abgerundete Kante (174) sich von der ersten
Fläche
(166) aus erstreckt und die zweite abgerundete Kante (176)
sich von der zweiten Fläche
(168) aus erstreckt. Vorzugsweise sind die erste Fläche (166)
und die zweite Fläche (168)
in Bezug zueinander ungefähr
parallel, während
die erste Wand (170) und die zweite Wand (172) in
Bezug zueinander ungefähr
schrägwinklig
oder winklig angeordnet sind. Schließlich umfasst der Antriebsmechanismus
(134) ein radiales Verlängerungsstück (214),
das sich von der Stirnfläche
(162) weg radial nach außen erstreckt. Am radialen
Verlängerungsstück (214)
sind zwei Anschläge
(216a, 216b) angebracht.
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Der
Antriebsmechanismus (132) der vorliegenden Erfindung umfasst
einen Federsicherungsmechanismus, einen Achseingriffsmechanismus nahe
des Federsicherungsmechanismus und einen Kurbeleingriffsmechanismus
nahe des Achseingriffsmechanismus. Speziell umfasst der Federsicherungsmechanismus,
wie in 7 ersichtlich, einen ersten Körper (182), der eine
Kammer (184) durch den ersten Körper (182) hindurch
aufweist. Die Kammer (184) endet an einer inneren Wand
(196), die einen Schlitz (186) durch dieselbe
aufweist. Der erste Körper
(182) umfasst außerdem
eine erste Rippe (188) und eine zweite Rippe (190),
die in der Kammer (184) angeordnet sind. Die erste Rippe
(188) und die zweite Rippe (190) sind in Bezug
zueinander parallel angeordnet und sind zum Schlitz (186)
ausgerichtet. Außerdem
umfasst der erste Körper
(182) eine Öffnung
(192) durch den ersten Körper (182) und einen Vorsprung
(194), der sich in der Öffnung
(192) erstreckt. Vorzugsweise sind die erste Rippe (188)
und die zweite Rippe (190) ungefähr mit dem gleichen Abstand
voneinander angeordnet wie die Breite des Schlitzes (186)
groß ist.
Am besten ist die Höhe
des Schlitzes (186) ungefähr gleich dem Abstand zwischen
dem ersten Abschnitt (138) und dem zweiten Abschnitt (140)
des Torsionsfederelementes (136). Der erste Körper (182)
umfasst am besten das Dach (202), das oberhalb der ersten
Rippe (188) und der zweiten Rippe (190) angeordnet
ist. Bei einer sehr bevorzugten Ausführungsform ist das Dach (202)
bezüglich
der Form ungefähr
bogenförmig.
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Der
Achseingriffsmechanismus umfasst einen zweiten Körper (204), der eine
Bohrung (206) durch denselben aufweist. Vorzugsweise umfasst
der zweite Körper
(204) einen Ausrichtvorsprung (208), der sich
in der Bohrung (206) erstreckt. Wie sich dies am besten
unter Bezugnahme auf 7 einsehen lässt, umfasst der Achseingriffsmechanismus
am besten einen ersten Finger (210) und einen zweiten Finger
(212), von denen sich jeder in die Bohrung (206)
erstreckt.
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Der
Kurbeleingriffsmechanismus umfasst einen dritten Körper (218),
der einen Kanal (220) durch denselben aufweist. Der dritte
Körper
(218) umfasst außerdem
eine erste Antriebsfläche
(222) in der Nähe
des Kanals (220) und eine zweite Antriebsfläche (224),
die in Bezug auf die erste Antriebsfläche (222) ungefähr parallel
angeordnet und außerdem
in der Nähe
des Kanals (220) angeordnet ist. Folglich definieren die
erste Antriebsfläche
(222) und die zweite Antriebsfläche (224) einen Schlitz
(226) zwischen denselben. Bei einer sehr bevorzugten Ausführungsform
sind der erste Körper
(182), der zweite Körper
(204) und der dritte Körper
(218) zusammen einstückig
geformt.
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Die
Schaukelantriebsvorrichtung (110) der vorliegenden Erfindung
umfasst außerdem
ein Achsschloss (232), um die Achse (150) in Verbindung
mit der Nabe (126b) fest zu arretieren. Wie sich am besten
unter Bezugnahme auf 12 einsehen lässt, umfasst
die Nabe (126b) eine Achsfassung (228), die an
derselben angeordnet ist. Vorzugsweise umfasst die Nabe (126b)
ein Aufhängungsverbindungsstück (230),
so dass die Aufhängung
(116b) an die Nabe (126b) gekoppelt wird. Das
Achsschloss (232) umfasst ein Anschlagelement (234),
das ein erstes Ohr (236) und ein zweites Ohr (238)
aufweist, die sich von demselben aus erstrecken. Das erste Ohr (236)
umfasst eine erste Öffnung
(240). Ebenso umfasst das zweite Ohr (238) eine
zweite Öffnung
(242). Die erste Öffnung
(240) ist für
die Aufnahme der ersten Klaue (156) bemessen. Ebenso ist
die zweite Öffnung
(242) für
die Aufnahme der zweiten Klaue (nicht dargestellt) bemessen. Vorzugsweise
sind das erste Ohr (236) und das zweite Ohr (238)
so elastisch verformbar, dass sich das erste Ohr (236)
und das zweite Ohr nach außen
elastisch durchbiegen, während
die jeweilige erste Klaue (156) und zweite Klaue (nicht dargestellt)
in die Nabe (126b) eingeführt werden. Sobald die erste
Klaue (156) und die zweite Klaue (nicht dargestellt) sich
neben der jeweiligen ersten Öffnung
(240) und der zweiten Öffnung
(242) befinden, kehren das erste Ohr (236) und
das zweite Ohr (238) elastisch in eine nicht verformte
Lage zurück, wodurch
die Achse (150) an der Nabe (126b) befestigt wird.
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Die
oben offenbarte Erfindung bietet eine Vielzahl von Vorteilen. Ein
spezifischer Vorteil gegenüber
dem Stand der Technik besteht darin, dass die vorliegende Erfindung
einen vereinfachten Montageprozess bereitstellt. Speziell reduziert
die vorliegende Erfindung die Möglichkeit
wesentlich, dass der Antriebsmechanismus (110) der vorliegenden
Erfindung falsch montiert wird. Für die Montage der vorliegenden
Erfindung führt
der Arbeiter einfach das Torsionsfederelement (136) in
den Federsicherungsmechanismus ein und bringt es dadurch mit demselben
in Verbindung. Speziell führt
der Benutzer den ersten Abschnitt (138) und den zweiten
Abschnitt (140) des Torsionsfederelementes (136)
durch den Schlitz (186) hindurch ein, wobei der erste Abschnitt
(138) zwischen der ersten Rippe (188) und der
zweiten Rippe (190) ausgerichtet wird und wobei der zweite Abschnitt
(140) in der Nähe
des Daches (202) des ersten Körpers (182) angeordnet
wird. Während
des oben offenbarten Einführungsvorganges
wird der Hakenabschnitt (146) dadurch gleichzeitig mit
der Öffnung
(192) verbunden. Die 9, 10 und 11 zeigen
den Einführungsvorgang
im Detail. Wie in 9 ersichtlich, schlägt der Hakenabschnitt (146)
zuerst an den Vorsprung (194) an. Als Nächstes wird, wie in 10 ersichtlich,
während
der Arbeiter weiterhin das Torsionsfederelement (136) zum Antriebsmechanismus
(132) hin drückt,
der Hakenabschnitt (146) infolge der Berührung des
Vorsprungs (194) nach innen gebogen. Schließlich biegt sich,
wie in 11 ersichtlich, der Hakenabschnitt (146),
sobald der Hakenabschnitt (146) am Vorsprung (194)
vorbei gedrückt
wurde, wieder elastisch nach außen.
Folglich wird das Torsionsfederelement (136) vom Federsicherungsmechanismus
in seiner Position gehalten.
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Sobald
das Torsionsfederelement (136) ordnungsgemäß am Antriebsmechanismus
(132) befestigt ist, wird anschließend der Antriebsmechanismus (132)
mit dem Antriebsmechanismus (134) verbunden. Der Ausrichtvorsprung
(208) fluchtet mit der Ausrichtnut (154), wodurch
sichergestellt wird, dass der Antriebsmechanismus (132)
in Bezug auf den Antriebsmechanismus (134) ordnungsgemäß ausgerichtet
ist. Wie in 4 ersichtlich, wird der Hebelabschnitt
(148) somit durch Ineinandersetzen ordnungsgemäß im Hohlraum
(164) der Stirnfläche (162)
aufgenommen. Speziell führt
der Arbeiter anschließend
die Achse (150) in die Bohrung (206) des zweiten
Körpers
(204) ein. Während
der Arbeiter die Achse (150) in die Bohrung (206)
schiebt, werden der erste Finger (210) und der zweite Finger
(212) nach außen über den
Haltering (158) hinweg gewölbt. Während der Arbeiter weiterhin
die Achse (150) längs
der Bohrung (206) schiebt, schiebt sich der Haltering (158)
in Bezug auf den ersten Finger (210) und den zweiten Finger
(212) nach hinten, wodurch die Achse (150) infolge
einer Stoßflächenbeziehung zwischen
dem ersten Finger (210) und dem zweiten Finger (212)
in Bezug auf die Halteringfläche
(160) des Halteringes (158) befestigt wird.
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Sobald
dass das Torsionsfederelement (136) am Antriebsmechanismus
(132) ordnungsgemäß befestigt
ist und der Antriebsmechanismus (132) ordnungsgemäß an den
Antriebsmechanismus (134) gekoppelt ist, geht die Achse
(150) durch ein Lager (nicht dargestellt) hindurch, das
im Beinverbindungsstück
(120b) eingebaut ist, und wird dann an die Nabe (126b)
gekoppelt. Wie sich am besten unter Bezugnahme auf 12 einsehen
lässt,
umfasst die Achse (150) eine erste Klaue (156)
und eine zweite Klaue (nicht dargestellt), die jeweils in die erste Öffnung (240)
und die zweite Öffnung
(242) des Achsschlosses (232) eingreifen. Als
Nächstes
wird der Kurbelarm (130) in den Kanal (220) eingeführt. Der Kurbelarm
kann eine Rundkugel (nicht dargestellt) für den Eingriff in den Kanal
(220) umfassen. Um jedoch die Montage weiter zu vereinfachen
und die Gesamtbauteilezahl zu reduzieren, hat sich die Rundkugel
in diesem Zusammenhang als nicht notwendig erwiesen. Folglich kommt
bei einer bevorzugten Ausführungsform
während
des Betriebs der Kurbelarm (130) abwechselnd an der ersten
Antriebsfläche (222)
und der zweiten Antriebsfläche
(224) zum Anliegen.
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Im
Einsatz dreht sich der Kurbelarm (130) längs einer
kreisförmigen
Bahn. Der Kurbelarm (130) kommt abwechselnd an der ersten
Antriebsfläche (222)
und der zweiten Antriebsfläche
(224) zum Anliegen. So wandelt der Antriebsmechanismus
(132) die Drehbewegung des Kurbelarms (130) in
eine, in Bezug auf die Achse (150) bogenförmig pendelnde Bewegung
um. Während
der Antriebsmechanismus (132) sich um die Achse (150)
hin- und herbewegt, muss das Torsionsfederelement (136)
sich in Bezug auf die Achse (150) drehen. Sobald der Bogen
des Torsionsfederelementes (136) größer wird als der Abstand zwischen
der ersten abgerundeten Kante (174) und der zweiten abgerundeten
Kante (176), wird das Torsionsfederelement (136),
das, je nachdem aus welcher Richtung der Antriebsmechanismus (132)
in Bezug auf den Antriebsmechanismus (134) gedreht wurde,
sich von einer der abgerundeten Kanten (174, 176)
aus erstreckt, von einer Kraft gespannt. Jede abgerundete Kante
(174, 176) reduziert die Reibung, während der
Hebelabschnitt (148) die jeweilige abgerundete Kante (174, 176)
berührt. Wenn
außerdem
die Amplitude der Pendelbewegung über die Sollpendelamplitude
hinaus erhöht
wird, entfernt sich der Hebelabschnitt (148) immer mehr
von der jeweiligen abgerundeten Kante (174, 176)
und kommt anschließend
an einer der Noppen (178, 180) zum Anliegen. Jede
Noppe (178, 180) erstreckt sich in Bezug auf die
jeweilige Wand (170, 172) und Fläche (166, 168)
so nach außen,
dass während
sich das Torsionsfederelemnent (136) entspannt, der Hebelabschnitt
(148) an der jeweiligen abgerundeten Kante (174, 176)
unversehrt zum Anliegen kommt, wodurch die Möglichkeit der unerwünschten
Abnutzung und Reibung verringert wird.
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Die
vorliegende Erfindung bietet eine Vielzahl von Vorteilen. Wie sich
aus dem oben erwähnten Sachverhalt
erkennen lässt,
verringert die vorliegende Erfindung die Zahl der benötigten Einzelteile.
Wie bei einer bevorzugten Ausführungsform
offenbart wurde, ist der Antriebsflansch (152) vorzugsweise mit
der Achse (150) einstückig
geformt, ist der Haltering (158) auf die Achse (150)
einstückig
geformt, ist der Antriebsmechanismus (132) zusammen einstückig geformt
und ist jeder Abschnitt (148, 138, 142, 140, 144,
und 146) des Torsionsfederelementes (136) zusammen
einstückig
geformt. Die vorliegende Erfindung verringert Idealerweise die Teilezahl
der Schaukelantriebsvorrichtung (110). Obwohl bei der bevorzugten
Ausführungsform
mehrere Elemente einstückig
geformt werden, werden auch Vorrichtungen, bei denen weniger als
alle der obigen Elemente zusammen einstückig geformt werden, von der
vorliegenden Erfindung in Erwägung
gezogen.
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Wie
aus dem erwähnten
Sachverhalt ersichtlich ist, verringert die Montage einer solchen
Schaukelantriebsvorrichtung (110) die Komplexität bezüglich der
Montage von solchen Vorrichtungen wesentlich und reduziert ferner
die Möglichkeit,
dass solche Vorrichtungen falsch montiert werden. Ein wieder anderer
Vorteil dieser Erfindung besteht darin, dass die Schaukelantriebsvorrichtung
(110) während
des Betriebes die Abnutzung und Reibung reduziert. Speziell werden
die Reibung und die Abnutzung durch das neuartige Aufnehmen der
abgerundeten Kanten (174, 176) und der Noppen
(178, 180), die sich nach außen in den Hohlraum (164)
erstrecken, reduziert. Folglich wird dadurch die Energiemenge, die
für den Betrieb
einer solchen Vorrichtung benötigt
wird, verkleinert. Hinzu kommt, dass die Möglichkeit eines reibungsbedingten
Ausfalls ebenfalls verringert wird.
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Schließlich wird
der Gesamtraum, der von der Schaukelantriebsvorrichtung (11)
beansprucht wird, minimiert. Das Torsionsfederelement (136)
dieser Erfindung umfasst einzig und allein einen ersten Abschnitt
(138) und einen zweiten Abschnitt (140). Sowohl
der erste Abschnitt (138) als auch der zweite Abschnitt
(140) werden gespannt, sobald der Hebelabschnitt (148)
am Antriebsflansch (152) im Eingriff steht. Folglich ist
die erreichbare Federsteigung ungefähr gleich jener einer linearen
Torsionsfeder mit einem einzigen, zweimal so langen Abschnitt. Ein Fachmann
kann am besten einsehen, dass sich die Steigung für das Torsionsfederelement
(136) für
eine spezielle Anwendung durch Anpassen der Länge entweder des ersten Abschnitts
(138) oder des zweiten Abschnitts (140) oder beider
Abschnitte abändern
lässt.
Außerdem
hängt die
Federsteigung von dem verwendeten Werkstoff sowie dem Durchmesser
des Torsionsfederelementes (136) ab.
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So
kann der Benutzer der vorliegenden Erfindung die Durchmesser, die
Längen
oder den Werkstoff, die verwendet werden, für die Anpassung an eine spezielle
Anwendung wesentlich abändern.
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Obwohl
diese Erfindung in Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform
beschrieben wurde, ist es offensichtlich, dass von einem Fachmann
sonstige Formen verwendet werden könnten, beispielsweise durch
Abwandeln des Aussehens oder des Aufbaus der Schaukelantriebsvorrichtung,
oder durch das Austauschen von entsprechenden Werkstoffen. Folglich
wird der Schutzbereich dieser Erfindung nur durch die folgenden
Patentansprüche
eingeschränkt.