DE9115778U1 - Hebestativ, insbesondere für ein Laborgerät - Google Patents

Description

Keinnara, SKunra, weise ,Patentanwälte

FWedrfchSJr. 31, D -8000 München

PBU095/13.12.91

Büchi Laboratoriums-Technik AG, 9230 Flawil

Hebestativ, insbesondere für ein Laboroerät

Die Neuerung bezieht sich auf ein Hebestativ, insbesondere für ein Laborgerät, z.B. einen Rotationsverdampfer, mit einem an einem Ständer höhenverstellbar geführten, mittels einer Arretierung am Ständer feststellbaren Halter und mit einem Federkraftspeicher für die Gewichtsentlastung des Halters.

Am Halter eines solchen Hebestativs kann beispielsweise ein Verdampferkolben angebracht und in einem Wasserbad gehalten werden. Dabei sollte die Gewichtsentlastung durch den Federkraftspeicher ein rasches und müheloses Herausheben des Kolbens aus dem Heizbad ermöglichen, wenn der Verdampfungsvorgang gestoppt werden muss.

Hebestative der angegebenen Art sind in vielen Ausführungen bekannt. In der DE-OS 26 49 950 ist ein Hebestativ beschrieben, in welchem der Federkraftspeicher ein im Inneren des Ständers angeordneter Gasdruckzylinder bzw. eine Gasfeder ist. Gemäss der DE-OS 27 58 433 ist der Federkraftspeicher eine Torsionsfeder, die ein Drehmoment auf einen am Halter angreifenden Hebel ausübt. In der EP-PS 0 149 972 ist der Federkraftspeicher, insbesondere eine Torsionsfeder, neben dem Ständer angeordnet und mit dem Halter über einen Seilzug verbunden.

Federkraftspeicher haben die Eigenschaft, dass die von ihnen ausgeübte Federkraft mit zunehmender Auslenkung grosser wird und umgekehrt. In der Regel ist die Federkraft proportional zur Auslenkung. In den bekannten Hebestativen ist daher die auf den Halter ausgeübte Gewichtsentlastungskraft am grössten, wenn der Halter in eine untere Stellung gesenkt ist, und wird wesentlich kleiner, wenn der Halter in eine obere Stellung gehoben wird.

Die Neuerung hat sich zum Ziel gesetzt,in einem Hebesta-

tiv der eingangs angegebenen Art die Abhängigkeit der auf den Halter ausgeübten Gewichtsentlastungskraft von der Auslenkung des Federkraftspeichers zu verringern oder praktisch ganz zu beseitigen.

Das Ziel wird neuerungsgemäss dadurch erreicht, dass der Federkraftspeicher mit einem um eine Achse schwenkbaren Element in Wirkverbindung steht, an welchem ein den Halter bewegendes Zugorgan mit einem Hebelarm angreift, dessen Länge sich bei der Bewegung des Halters gleichsinnig mit der Grosse der Spannung des Federkraftspeichers ändert.

Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Neuerung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Vorderansicht eines neuerungsgemässen Hebestativs mit angebrachtem Rotationsverdampfer,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht des Hebestativs von Fig. 1, teilweise im Schnitt, ohne den Rotationsverdampfer,

Fig. 3 eine schematische Teil-Draufsicht zu Fig. 2,

Fig. 4 in einer der Fig. 2 entsprechenden Ansicht in kleinerem Massstab eine andere Ausfuhrungsform des neuerungsgemässen Hebestativs und

Fig. 5 in einer ähnlichen Ansicht wie Fig. 4 eine dritte Ausführungsform des Hebestativs.

Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Hebestativ besitzt eine Grundplatte 1, auf der ein säulenförmiger Ständer 2 angeordnet ist. Am Ständer 2 ist ein Halter 3 für ein Laborgerät, z.B. einen Rotationsverdampfer, vertikal verschiebbar geführt. Der Halter 3 ist am Ständer 2 mittels einer Arretierung 4 feststellbar. Die Arretierung 4 besitzt beispielsweise einen federbelasteten Stift, der in nicht dargestellte Ausnehmungen im Ständer 2 eingreifen kann.

Als Laborgerät ist in Fig. 1 schematisch ein Rotationsverdampfer dargestellt, der am Halter 3 in üblicher Weise befestigt ist, z.B. mit nicht gezeigten Briden oder Klemmen. Der Rotationsverdampfer besitzt einen Glaskolben 5 und einen

Drehantriebsmotor 6 für denselben. An die Oeffnung des Kolbens 5 ist über einen Anschluss 7 ein nicht gezeigter Kühler angeschlossen. In der dargestellten unteren Stellung des Halters 3 ist der Glaskolben 5 in ein Wasserbad 8 eingetaucht, das im Ausführungsbeispiel auf der Grundplatte 1 angeordnet ist.

Damit der Kolben 5 des am Halter 3 angebrachten Rotationsverdampfers bei Bedarf leicht und rasch aus dem Wasserbad 8 herausgehoben werden kann, ist eine Gewichtsentlastung vorgesehen, die eine nach oben gerichtete Kraft auf den Halter 3 ausübt. Am Halter 3 greift ein Zugorgan in Form eines Seilzuges 9 an, der am oberen Ende des Ständers 2 über eine Umlenkrolle 10 geführt ist. Der Seilzug 9 geht von der Rolle 10 wieder nach unten, um eine in der Grundplatte 1 gelagerte zweite Umlenkrolle 11 und dann auf eine Seiltrommel 12, die um eine Achse 13 drehbar gelagert ist. Ein Federkraftspeicher mit einer Torsionsfeder in Form einer Schraubenfeder 14 übt auf die Seiltrommel 12 ein Drehmoment aus, das den Seilzug 9 auf die Seiltrommel 12 aufzuwickeln sucht.

Das untere Ende der Schraubenfeder 14 ist an der Seiltrommel 12 eingehängt, während das obere Ende an einer Kappe 15 eingehängt ist, die mit einem Zapfen 15.1 in der Achse 13 drehbar gelagert ist. Die Kappe 15 besitzt an ihrem unteren Rand einen Flansch mit einem Zahnkranz 15.2, mit welchem eine Schnecke 16 in Eingriff steht. Die Schnecke 16 sitzt auf einem in der Grundplatte 1 drehbar gelagerten Stift 17. Durch Drehen des Stiftes 17, beispielsweise mittels eines Handrades 18, kann über die Schnecke 16 und den Zahnkranz 15.2 die Kappe 15 um ihre Achse gedreht werden und damit die Vorspannung der Torsionsfeder 14 geändert werden. In dieser Weise kann die Vorspannung der Feder an das Gewicht des Halters 3 und der daran befestigten Teile angepasst werden.

Wenn der Halter 3 mit den daran befestigten Teilen längs des Ständers 2 nach oben bewegt wird, dann wickelt sich der Seilzug 9 auf der Seiltrommel 12 auf, die dabei von der Torsionsfeder 14 gedreht wird. Dabei nehmen die Spannung der

Torsionsfeder 14 bzw. das von dieser auf die Seiltrommel 12 ausgeübte Drehmoment naturgemäss ab. Damit die auf den Seilzug 9 ausgeübte Zugkraft nicht ebenfalls entsprechend abnimmt, ist die Seiltrommel 12 so ausgebildet und angeordnet, dass der Seilzug 9 an der Seiltrommel mit einem Hebelarm angreift, dessen Länge sich bei der Drehung der Seiltrommel gleichsinnig mit der Grosse der Spannung der Feder 14 ändert. Der Hebelarm ist der Abstand zwischen der Drehachse und der Achse des Seilzuges 9 an der Stelle, wo er die Seiltrommel verlässt (senkrecht zu den beiden Achse gemessen). Das vom Seilzug 9 auf die Seiltrommel 12 ausgeübte Drehmoment, Seilzugkraft F &khgr; Hebelarm a, ist entgegengesetzt gleich gross wie das von der Feder 14 ausgeübte Drehmoment M, F &khgr; a = M. Das Federdrehmoment M ist proportional zum Verdrehungswinkel &phgr;, M = K &khgr; &phgr; (K = Federkonstante). Damit ist die Seilzugkraft F=Kx &phgr;/a. Die Seilzugkraft F ändert sich also bei der Drehung der Seiltrommel 12 dann praktisch nicht, wenn sich der Hebelarm a proportional mit dem Drehwinkel &phgr; ändert, a = &rgr; &khgr; &phgr; (&rgr;= Proportionalitätsfaktor). Das ist dann etwa der Fall, wenn die Ablaufstelle, wo der Seilzug 9 die Seiltrommel 12 verlässt, sich bei der Drehung der Seiltrommel bezüglich der Seiltrommel auf einem Abschnitt einer Spirale bewegt. Der Umfangsflächenabschnitt der Seiltrommel 12, auf dem sich bei der Drehung der Seiltrommel die genannte Ablaufstelle bewegt, kann also etwa eine Zylinderfläche sein, deren Leitkurve ein Abschnitt einer Spirale ist.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Seiltrommel 12 eine kreisrunde, bezüglich der Drehachse (Achse 13) exzentrisch angeordnete Scheibe. Der Umfangsflächenabschnitt, auf dem sich bei der Drehung der Seiltrommel 12 die Ablaufstelle bewegt, ist also eine Zylinderfläche, deren Leitkurve ein Kreisbogen ist. Mit diesem exzentrischen Kreisbogen wird ein Abschnitt einer Spirale angenähert. Man sieht etwa in Fig. 3 ohne weiteres, dass bei einer Schwenkbewegung der Seiltrommel 12 um die Achse 13 im Gegenuhrzeigersinn, beim Aufwickeln von Seil unter Verringerung der Spannung der Feder 14, die Stel-

le, wo der Seilzug 9 auf die Umfangsfläche der Seiltrommel trifft, zunehmend näher an die Drehachse 13 zu liegen kommt, der Hebelarm also kürzer wird.

Das in Fig. 4 schematisch dargestellte Hebestativ unterscheidet sich von dem vorstehend anhand der Fig. 1 bis 3 beschriebenen dadurch, dass die untere Umlenkrolle 11 weggelassen ist und die Seiltrommel 12 durch eine stehend angeordnete Seilscheibe 22 ersetzt ist, auf deren Umfang der Seilzug 9 aufgewickelt wird. Die Seilscheibe 22 ist um eine exzentrische Achse 23 schwenkbar. Eine Torsionsfeder in Form einer Spiralfeder 24 übt auf die Seilscheibe 22 ein Drehmoment aus. Die Torsionsfeder 24 ist mit einem Ende an der Seilscheibe 22 und mit dem anderen Ende an einem auf der Grundplatte 1 stehenden Träger 25 (oder an einem bezüglich dieses Trägers zur Aenderung der Federvorspannung verstellbaren, nicht dargestellten Element) verankert.

Wenn der Halter 3 mit den daran befestigten Teilen (in Fig. 4 nicht dargestellt) längs des Ständers 2 nach oben bewegt wird, wird der Seilzug 9 auf die Seilscheibe 22 aufgewickelt. Dabei verringert sich die Spannung der Torsionsfeder 24. Gleichzeitig wird bei der Drehung der Seilscheibe 22 der Hebelarm kleiner, mit welchem der Seilzug 9 an der Seilscheibe 22 angreift.

In dem in Fig. 5 schematisch dargestellten Hebestativ ist das schwenkbare Element, an dem der Seilzug 9 angreift, nicht mehr eine drehbar gelagerte Seiltrommel bzw. Seilscheibe, sondern stattdessen ein um eine Achse 33 schwenkbarer Hebel 32, an welchem das Ende des (an einer Umlenkrolle 30 umgelenkten) Seilzuges 9 angelenkt ist. Mit dem Hebel 32 steht ein Federkraftspeicher in Wirkverbindung, der auf den Hebel ein Drehmoment ausübt. Obwohl auch dieser Federkraftspeicher wiederum eine Torsionsfeder enthalten könnte, ist er in Fig. 5 als Zugfeder 34 dargestellt, deren eines Ende am Hebel 32 angelenkt ist. Der Hebelarm, mit welchem der Seilzug 9 am Hebel 32 angreift, hat eine Länge I₁.

Wenn der Halter 3 mit den daran befestigten Teilen (in

Fig. 5 nicht dargestellt) längs des Ständers 2 nach oben verschoben wird, schwenkt der Hebel 32 ebenfalls nach oben, bis in eine mit strich-punktierten Linien dargestellte obere Endlage. Dabei verringert sich die Spannung der Zugfeder 34. Gleichzeitig wird der Hebelarm kürzer, mit welchem der Seilzug 9 am Hebel 32 angreift. In der oberen Endlage des Hebels 32 hat der Hebelarm nur noch eine Länge I₂.

Natürlich muss darauf geachtet werden, dass beim Aufwärts schwenken des Hebels 32 nicht auch der Hebelarm, mit welchem die Zugfeder 34 am Hebel 32 angreift, in gleichem Mass wie der Hebelarm des Seilzuges 9 kleiner wird. Bei geeigneter Lage des oberen Befestigungspunktes der Zugfeder 34 wird der Hebelarm der Zugfeder (Abstand der Wirkungslinie der Zugfeder von der Schwenkachse 33) sogar wie in Fig.5 gezeigt in vorteilhafter Weise grosser, wenn der Hebel 32 von der mit ausgezogenen Linien dargestellten unteren Endlage in die mit strich-punktierten Linien dargestellte obere Endlage schwenkt.

Anstelle der Zugfeder 34 könnte am Hebel 32 auch ein zweiter Seilzug 41 angelenkt sein, der an einer Umlenkrolle 40 umgelenkt sein könnte, wie in Fig. 5 mit punktierten Linien angedeutet. Am freien Ende des Seilzuges 41 könnte dann irgend ein geeigneter Federkraftspeicher angreifen, beispielsweise wie dargestellt eine Druckfeder.

In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen greift am Halter 3 als Zugorgan der Seilzug 9 an. Der Seilzug 9 könnte selbstverständlich auch durch ein anderes Zugorgan ersetzt werden, beispielsweise durch eine Kette oder in gewissen Fällen durch eine Zugstange. So könnte etwa in der Ausführungsform gemäss Fig. 5 eine Zugstange mit einem Ende am Hebel 32 und mit dem anderen Ende direkt am Halter 3 angelenkt sein.

Claims (7)

- 7 Schutzansprüche

1. Hebestativ, insbesondere für ein Laborgerät, z.B. einen Rotationsverdampfer, mit einem an einem Ständer höhenverstellbar geführten, mittels einer Arretierung am Ständer feststellbaren Halter und mit einem Federkraftspeicher für die Gewichtsentlastung des Halters, dadurch gekennzeichnet, dass der Federkraftspeicher (14; 24; 34; 44) mit einem um eine Achse (13; 23; 33) schwenkbaren Element (12; 22; 32) in Wirkverbindung steht, an welchem ein den Halter (3) bewegendes Zugorgan (9) mit einem Hebelarm angreift, dessen Länge sich bei der Bewegung des Halters (3) gleichsinnig mit der Grosse der Spannung des Federkraftspeichers (14; 24; 34; 44) ändert.

2. Hebestativ nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Federkraftspeicher (14; 24; 34; 44) an einem zur Aenderung der Federspannung verstellbaren Element (15) verankert ist.

3. Hebestativ nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugorgan ein Seilzug (9) ist, der von einem Umfangsflächenabschnitt des schwenkbaren Elementes (12; 22) an Stellen abläuft, deren Abstand von der Schwenkachse (13; 23) sich bei Verschwenkung des Elementes (12; 22) ändert.

4. Hebestativ nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Federkraftspeicher (14; 24) eine Torsionsfeder ist, die auf das schwenkbare Element (12; 22) ein Drehmoment um die Schwenkachse (13; 23) ausübt.

5. Hebestativ nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfangsflächenabschnitt eine bezüglich der Schwenkachse (13; 23) exzentrisch angeordnete Zylinderfläche ist.

6. Hebestativ nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Torsionsfeder (14; 24) eine Schraubenfeder oder eine Spiralfeder ist.

7. Hebestativ nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das schwenkbare Element (32) ein Hebel ist, an welchem das Zugorgan (9) und der Federkraftspeicher (34; 44) oder ein mit diesem verbundenes Element (41) angelenkt sind.