NL1006380C2

NL1006380C2 - Geleider voor geleiding van bewegingen in twee tegenovergestelde richtingen en diverse inrichtingen voorzien van een dergelijke geleider.

Info

Publication number: NL1006380C2
Application number: NL1006380A
Authority: NL
Inventors: Petrus Antonius Besselink; Bernardus Johannes Mari Heuvel
Original assignee: Petrus Antonius Besselink; Olde Bernardus Johannes Maria
Priority date: 1997-06-24
Filing date: 1997-06-24
Publication date: 1998-12-28
Also published as: CA2294143A1; ATE206804T1; EP0991875A1; JP2002504983A; AU8439798A; DE59801700D1; US6293573B1; EP0991875B1; WO1998059183A1

Description

S HvdH/sb/OH-3

GELEIDER VOOR GELEIDING VAN BEWEGINGEN IN TWEE TEGENOVERGESTELDE RICHTINGEN EN DIVERSE INRICHTINGEN VOORZIEN VAN EEN DERGELIJKE GELEIDER

De uitvinding heeft betrekking op een geleider voor geleiding vas:· de oeweging in twee tegenovergestelde richtingen, waarbij de weerstand ondervonden in een eerste bewegingsrichting onafhankelijk is van de 5 weerstand ondervonden bij beweging in tegenovergestelde tweede richting. Een dergelijke geleider*wordt ook wel aangeduid als demper. De uitvinding heeft tevens betrekking op een orthese/prothese, een oefenapparaat en een stuurinrichting die zijn voorzien van een dergelijke 10 geleider. De uitvinding heeft tevens betrekking op een demper met doorgaande as waarbij de bewegingsas groter dan de lengte van het dempingsgedeelte zelf. De doorgaande as waarop het dempingsgedeelte aangrijpt kan in principe oneindig lang zijn.

15 Bestaande geleiders van het bovengenoemde type zijn veelal voorzien van veerkrachtige elementen zoals bijvoorbeeld een veer of een gasgevulde kamer waarmee een veerkrachtige ondersteuning van de geleiding kan worden verkregen. Een ander type bestaande geleiders omvat een 20 vloeistof gevulde ruimte waardoor een cilinder voorzien van uitsparingen kan worden bewogen. Tevens bestaan er wrijvingsdempers. Dergelijke dempers voldoen over het algemeen goed.

De onderhavige uitvinding heeft tot doel het 25 verschaffen van een verbeterd type geleider dat onder handhaving van de voordelen van de bestaande geleiders betrouwbaarder is in gebruik en grotere variatiemogelijkheden verschaft ten aanzien van de uitgeoefende kracht/wegkarakteristiek.

J006380 2

De onderhavige uitvinding verschaft daartoe een geleider voor geleiding van beweging in twee tegenovergestelde richtingen, omvattende: - een langgerekt orgaan, 5 - een rond ten minste één deel van het langgerekte orgaan aangebracht hulsvormig klemorgaan uit draadmateriaal, - voorspanmiddelen voor het uiteendringen van de uiteinden van het hulsvormige klemorgaan, en - een gestel, star verbonden met een eerste uiteinde van 10 het klemorgaan, waardoor een beweging van het langgerekte orgaan ten opzichte van het gestel in een eerste richting een weerstand ondervindt die onafhankelijk is van de weerstand ondervonden bij beweging in tegenovergestelde tweede richting.

15 Een dergelijke geleider maakt gebruik van de klemkracht waarmee het klemorgaan aangrijpt op het langgerekte orgaan. Wanneer de uiteinden van het hulsvormige klemorgaan uiteen worden gedrongen zal het hulsvormige klemorgaan zich vernauwen waardoor het 20 aangrijpt op het langgerekte orgaan. Wanneer nu op het langgerekte orgaan een kracht wordt uitgeoefend vanuit het eerste uiteinde van het klemorgaan geredeneerd gericht naar het tweede uiteinde van het klemorgaan zal het langgerekte orgaan door het klemorgaan worden 25 tegengehouden totdat de maximale klemkracht van het klemorgaan wordt overschreden; het langgerekte orgaan zal dan in de richting van de uitgeoefende kracht verplaatsen waarbij het weerstand ondervindt die afhankelijk is van de maximale klemkracht uitgeoefend door het klemorgaan.

30 Een aantal variabelen die de maximale klemkracht van het klemorgaan bepalen zijn de lengte van het klemorgaan, de diameter van het klemorgaan, de wrijvingscoëfficient en de wikkelhoek waarmee het draadmateriaal tot een huls is gewikkeld. Wanneer een kracht wordt uitgeoefend op het 35 langgerekte orgaan in tegenovergestelde richting dan de boven beschreven richting zal het langgerekte orgaan worden tegengehouden totdat de uitgeoefende kracht groter wordt dan de kleinste van: de weerstand die afhankelijk 1006380 3 is van de door het klemorgaan uitgeoefende klemkracht of de voorspankracht. Wanneer de uitgeoefende kracht groter wordt dan de voorspanning zal het tweede uiteinde van het klemorgaan immers naar het eerste uiteinde worden bewogen 5 waardoor de klemmende werking van het klemorgaan wordt opgeheven.

Aldus kan een geleider worden vervaardigd die in een eerste bewegingsrichting een aanzienlijke weerstand uitoefent en die in tweede richting nagenoeg geen 10 weerstand ondervindt. Een weerstandverschil in de ordegrootte factor 100 is hiermee zonder enig probleem te realiseren. Een andere karakteristiek van een dergelijke geleiding is dat de uitgeoefende weerstand onafhankelijk is van de bewegingssnelheid. Weer een ander voordeel is 15 dat de geleiding nagenoeg niet slijtgevoelig is.

Bovendien kunnen de gewenste weerstandkarakteristieken eenvoudig worden gevarieerd afhankelijk van variatie van de bovengenoemde variabelen alsook van de verbruikte voorspanning. Voor een versterkte constructie is het 20 tweede uiteinde van het klemorgaan bij voorkeur onder tussenkomst van een geleiding, welke evenwijdig is aan de axiale richting van het langgerekte orgaan, bevestigd aan het gestel. Aldus is de verbinding tussen klemorgaan en gestel steviger en kan de geleider grotere niet in axiale 25 richting uitgeoefende krachten weerstaan.

Het langgerekte orgaan heeft bij voorkeur een dwarsdoorsnede waarvan de omtrek cirkelvormig is. Het langgerekte orgaan kan dan worden gevormd door een staaf of buis die standaard in de handel verkrijgbaar zijn. Het 30 klemorgaan wordt bij voorkeur gevormd door een gevlochten draadstructuur. Met behulp van een gevlochten draadstructuur kan met een relatief kort klemorgaan een aanzienlijke klemkracht worden gerealiseerd. De vervaardiging van een gevlochten draadstructuur is 35 relatief eenvoudig.

Door tussen het tweede uiteinde van het klemorgaan en het gestel twee voorspanmiddelen op te nemen voor het onafhankelijk van de positie van het gestel ten opzichte 1006380 4 van het langgerekte orgaan uitoefenen van een variabele voorspankracht op het tweede uiteinde ontstaat een extra mogelijkheid voor variaties ten aanzien van de uitgeoefende kracht/wegkarakteristiek. De positie van het 5 klemorgaan ten opzichte van het gestel bepaalt immers mede de voorspankracht op het klemorgaan. Hierdoor kan de voor beweging te overschrijden drempelwaarde worden gevarieerd.

Een voordelige constructie ontstaat wanneer het 10 · gestel cirkelvormig is en het hulsvormige klemorgaan en de voorspanmiddelen omgeeft. Aldus ontstaat een cilindervormige constructie waarbij de geleider door het gestel van de omgeving is gescheiden.

Voordelige toepassingsmogelijkheden van de geleider 15 worden gevormd door een orthese/prothese waarbij betrouwbaarheid en instelbaarheid van uitgeoefende kracht/wegkarakteristiek van groot belang zijn.

Een andere voordelige toepassing van de geleider wordt gevonden in de inbouw in een apparaat voor 20 spiertraining. In plaats van veerconstructies kan met de geleider een constante weerstand in een oefenapparaat worden gerealiseerd. Dit is weliswaar eveneens mogelijk wanneer gebruik wordt gemaakt van gewichten maar het nadeel daarvan is dat dit leidt tot zware 25 oefenapparatuur, waarbij slechts verticale beweging van de gewichten het gewenste oefenresultaat oplevert. Een ander nadeel hierbij is dat bij het opheffen van een gewicht potentiële energie wordt opgebouwd die bij het beëindigen van een oefening plotseling kan vrijkomen.

30 Tenslotte is de instelbaarheid van oefenapparatuur met gewichten tijdrovend en moeizaam. Nog een andere toepassing van de geleider wordt gevormd door een stuurinrichting waarin de geleider zodanig is opgenomen dat het stuur is verbonden met het gestel of het 35 langgerekte orgaan en het overige element van gestel en langgerekt orgaan is verbonden met ten minste één te besturen wiel. De geleider kan aldus dienen voor beveiliging tegen het doorleiden van grote krachten bij 1006380 5 bijvoorbeeld een aanrijding. Afhankelijk van de op stuurinrichting uitgeoefende kracht kan na vervorming van de stuurinrichting deze op eenvoudige wijze weer in oude toestand worden hersteld. Een bijzonder voordelige 5 stuurinrichting wordt verkregen wanneer het tweede uiteinde van het klemorgaan is voorzien van bedieningsmiddelen voor ten minste het verminderen van de voorspankracht waarmee de uiteinden van het klemorgaan uiteen worden gedrongen. Door aanzienlijke vermindering 10 van de voorspankracht of opheffing ervan is het aldus mogelijk de lengte van de stuurinrichting te variëren. Aldus wordt een stuurinrichting verkregen waarin naast een beveiliging tevens instelmogelijkheden zijn opgenomen. Een axiaal verstelbaar bestuursysteem behoeft 15 een voorziening tegen onderlinge rotatie. Voorbeelden hiervan zijn bijvoorbeeld een spiebaan of een vormsluiting.

De onderhavige uitvinding zal verder worden verduidelijkt aan de hand van de in navolgende figuren 20 weergegeven niet-limitatieve uitvoeringsvoorbeelden. Hierin toont:

Fig. 1 een dwarsdoorsnede door een geleider overeenkomstig de uitvinding met een relatief hoge weerstand bij indrukking en relatief kleine weerstand bij 25 uittrekking,

Fig. 2 een dwarsdoorsnede door een variant op de in fig. 1 getoonde demper met een hoge weerstand bij uittrekking en een relatief kleine weerstand bij indrukking, met een relatief lange as, 30 Fi^· 3 een dwarsdoorsnede door weer een andere variant op de geleider overeenkomstig de uitvinding met een relatief grote weerstand bij uittrekking en relatief kleine weerstand bij indrukking, waarbij de uitgeoefende kracht/wegkarakteristiek mede afhankelijk is van de 35 ingestelde lengte van de geleider,

Fig. 4 een dwarsdoorsnede door weer een andere variant op de geleider overeenkomstig de uitvinding met een relatief grote weerstand bij indrukking en relatief 1006380 6 kleine weerstand bij uittrekking, waarbij de uitgeoefende kracht/wegkarakteristiek afhankelijk is van de lengte van de geleider,

Fig. 5 een dwarsdoorsnede op weer een andere 5 uitvoeringsvorm van een geleider overeenkomstig de uitvinding met relatief grote weerstand bij indrukking en relatief kleine weerstand bij uittrekking waarbij de uitgeoefende kracht/wegkarakteristiek wederom afhankelijk is van de lengte van de geleider, 10 · Fig. 6 een dwarsdoorsnede door een prothese voorzien van de geleider overeenkomstig de uitvinding,

Fig. 7 een detailaanzicht op een opengewerkt deel van de prothese getoond in fig. 6, en

Fig. 8 een aanzicht op een oefenapparaat 15 overeenkomstig de uitvinding.

Fig. 1 toont een geleider 1 waarvan een cilindervormige stang 2 star verbonden is met een bevestigingsoog 3. Een deel van de stang 2 is gestoken in een klemkous 4 die een hulsvormig klemorgaan vormt. De 20 uiteinden van de klemkous 4 hebben een gelijkmatig groter wordende diameter. Het uiteinde van de stang 2 is voorzien van een afgeschuind einddeel 5 ter voorkoming van beschadiging van klemkous 4. De klemkous 4 is vervaardigd uit gevlochten draadmateriaal 6.

25 Een eerste uiteinde van de klemkous 4 is star verbonden met een buitenconus 7 en een binnenconus 8. De buitenconus 7 is op zijn beurt star verbonden met een cilindervormig gestel 9 en een uiteinde voorzien van een bevestigingsoog 10. Het tweede uiteinde van de klemkous 4 30 is star verbonden met een buitenconus 11. De buitenconus 11 is in axiale richting verschuifbaar ten opzichte van een ring 12 die aangrijpt op de buitenzijde van de buitenconus 11 en de buitenconus 11 desgewenst borgt tegen roteren. De ring 12 is star verbonden met het 35 cilindervormige gestel 9. Tussen de buitenconus 7, star verbonden met het eerste uiteinde van de klemkous 4 en de buitenconus 11, star verbonden met het tweede uiteinde 1006380 7 van de klemkous 4, is een drukveer 13 opgenomen waardoor de klemkous 4 een klemkracht uitoefent op de stang 2.

Bij het naar elkaar toe bewegen van de bevestigingsogen 3,10 oefent de klemkous 4 een klemkracht 5 uit op de stang 2, waardoor de geleider 1 een bepaalde weerstand oplevert bij dit ineenduwen. Bij het uiteen bewegen van de bevestigingsogen 3,10 oefent de klemkous ook klemkracht uit op de stang 2 totdat de kracht waarmee de bevestigingsogen 3,10 uiteen worden bewogen groter is 10 · dan de voorspanning tussen de buitenconus 7 en de buitenconus 11 aangebracht door de drukveer 13. Op dat moment zal de buitenconus 11 verplaatsen richting de buitenconus 7 waardoor de klemkracht uitgeoefend door de klemkous 4 op de stang 2 vermindert. Aldus is de 15 weerstand bij het uiteenbewegen van de bevestigingsogen 3,10 bij het overschrijden van de voorspankracht van drukveer 13, kleiner dan de weerstand bij het naar elkaar toe bewegen van de bevestigingsogen 3,10. De geleider 1 kan aldus functioneren als demper.

20 Fig. 2 toont een geleider 14 waarvan de onderdelen die overeenkomen met de van geleider 1 uit fig. 1 op dezelfde wijze zijn genummerd. Het verschil van de geleider 14 ten opzichte van de geleider 1 is dat een eerste uiteinde van de klemkous 4 star is ingeklemd door 25 een conus 15 die op zijn beurt is verbonden met het cilindervormige gestel 9. Deze conus 15 ligt dichter bij het bevestigingsgaten 39 dan de buitenconus 16 die star verbonden is met het tweede uiteinde van de klemkous 4.

De buitenconus 16 is axiaal verplaatsbaar in een ring 17 30 die op zijn beurt star verbonden is met een gestel 40.

De geleider 14 vormt aldus een demper met een relatief grote weerstand bij het uiteenbewegen van de bevestigingsopeningen 3,39 maar met een beperkte weerstand bij het naar elkaar toe bewegen van de 35 bevestigingsopeningen 3,39 althans wanneer dit geschiedt met een kracht die groter is dan de voorspankracht 13 welke is aangebracht tussen de conus 15 en de buitenconus 16. Wanneer de bevestigingsopeningen immers met een 1006380 ^ 8 grotere kracht naar elkaar toe worden bewogen zal de buitenconus 16 verschuiven in de richting van de bevestigingsopeningen 39 waardoor de klemmende werking van de klemkous 14 ten minste voor een deel wordt 5 opgeheven.

Een ander verschil tussen de geleiders 1,14 getoond in de fig. 1 en 2 is dat de stang 2 zoals weergegeven in fig. 1 in fig. 2 is vervangen door een stang 38 van aanzienlijk grotere lengte. De stang 38 is in principe 10 eindloos qua lengte. Om de geleider 14 verplaatsbaar te maken langs de stang 38 is het gestel 40 aan beide zijden open uitgevoerd waardoor het onbeperkt over de stang 38 kan schuiven. Aldus kan de demper 14 worden toegepast voor aangrijping op bestaande stangen in uiteenlopende 15 constructies.

De geleider 18 weergegeven in fig. 3 lijkt op de geleider 14 weergegeven in fig. 2. Overeenkomstige onderdelen zijn overeenkomstig genummerd. Naast een kortere stang 2 wijkt de geleider 18 af van de geleider 20 14 getoond in fig. 2 doordat de stang 2 is voorzien van een ring 19 waarop een drukveer 20 aangrijpt die aan andere zijden afsteunt op de beweegbare buitenconus 16. Aldus wordt de voorspankracht uitgeoefend op buitenconus 16 niet alleen bepaald door de voorspanveer 13 maar 25 tevens door de erop uitgevoerde kracht door de drukveer 20. Aldus kan de weerstand van de demper 18 positieafhankelijk worden gemaakt. Dit wil zeggen, dat de onderlinge afstand van de bevestigingsogen 3,10 bepalend is voor de door de drukveer 20 uitgeoefende kracht op de 30 binnenkonus 16. De resultante van de door de veren 13,20 uitgeoefende kracht is hierdoor afhankelijk van de onderlinge afstand van de bevestigingsogen 3,10.

De geleider 21 getoond in fig. 4 heeft een positieafhankelijke weerstand die relatief groot is bij 35 het naar elkaar toe bewegen van de bevestigingsogen 3,10 en die relatief beperkt is bij het uiteenbewegen van de bevestigingsogen 3,10. Een eerste uiteinde van de klemkous 4 is verbonden met een binnenconus 23 die star 1006380 9 verbonden is met een binnencilinder 24. De binnencilinder 24 is star verbonden met een cilindervormig gestel 25.

Het tweede uiteinde van de klemkous 4 is verbonden met een in axiale richting beweegbare conus 22. De conus 22 5 is daarvoor voorzien van uitkragende delen 26. Deze uitkragende delen 26 zijn beweegbaar in sleufvormige uitsparingen in de binnencilinder 24. Op de stang 2 is een ring 28 bevestigd waarop een drukveer 29 aangrijpt. Het andere uiteinde van de drukveer 29 steunt af op de 10 -uitkragende delen 26 van de beweegbare conus 22. Hierdoor is de voorspankracht waarmee de klemkous 4 aangrijpt op de stang 2 afhankelijk van de onderlinge afstand van de bevestigingsogen 3,10. Voor het wijzigen van de weerstandkarakteristiek van de geleider 21 is het 15 bijvoorbeeld ook mogelijk tussen de beweegbare conus 22 en de starre conus 23 een extra drukveer te plaatsen.

Fig. 5 toont een geleider 29 die kan worden gezien als een variant op de in fig. 3 getoonde geleider 18 net zoals de geleider 1 kan worden gezien als variant op 20 geleider 14. De beweegbare binnenconus 30 die aangrijpt op het tweede uiteinde van de klemkous 4 vormt de afsteuning voor een zijde van de drukveer 31 die aan de andere zijde afsteunt op een verbreed uiteinde 32 van de stang 2. Aldus wordt een geleider 29 verkregen met een 25 positieafhankelijke dempingskarakteristiek die relatief groot is bij het naar elkaar toe bewegen van de bevestigingsogen 3,10 en relatief klein wordt bij het met een positieafhankelijke minimale kracht uiteen bewegen van de bevestigingsogen 3,10.

30 Fig. 6 en 7 tonen een geleider 33 overeenkomstig de uitvinding die is ingebouwd in een beenprothese 34.

Fig. 8 tenslotte toont een oefenapparaat 35 voor gymnastische oefeningen. Het is bijvoorbeeld mogelijk de weerstand waarmee de handvatten 36,37 uiteen kunnen 35 worden bewogen groot te maken terwijl de weerstand bij het naar elkaar toe bewegen van de handvatten 36,37 beperkt kan zijn. Dit kan bijvoorbeeld worden 1006380 10 gerealiseerd door inbouw van een geleider 14 van het type zoals getoond in fig. 2.

***** 1006380

Claims

1. Geleider voor geleiding van beweging in twee tegenovergestelde richtingen, omvattende: • - een langgerekt orgaan, - een rond ten minste één deel van het langgerekte orgaan 5 aangebracht hulsvormig klemorgaan uit draadmateriaal, - voorspanmiddelen voor het uiteendringen van de uiteinden van het hulsvormige klemorgaan, en - een gestel, star verbonden met een eerste uiteinde van het klemorgaan, waardoor een beweging van het langgerekte 10 orgaan ten opzichte van het gestel in een eerste richting een weerstand ondervindt die onafhankelijk is van de weerstand ondervonden bij beweging in tegenovergestelde tweede richting.

2. Geleider volgens conclusie 1, waarbij het tweede 15 uiteinde van het klemorgaan onder tussenkomst van een geleiding, welke evenwijdig is aan de axiale richting van het langgerekte orgaan, is bevestigd aan het gestel.

3. Geleider volgens conclusie 1 of 2, waarbij de voorspanmiddelen instelbaar zijn.

4. Geleider volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het langgerekte orgaan een dwarsdoorsnede heeft waarvan de omtrek cirkelvormig is.

5. Geleider volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het klemorgaan wordt gevormd door een gevlochten 25 draadstructuur.

6. Geleider volgens één der voorgaande conclusies, waarbij tussen het tweede uiteinde van het klemorgaan en het gestel tweede voorspanmiddelen zijn opgenomen voor het afhankelijk van de positie van het gestel ten 30 opzichte van het langgerekte orgaan uitoefenen van een variabele voorspankracht op het tweede uiteinde. 1006380

7. Geleider volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het gestel cilindervormig is en het hulsvormige klemorgaan en de voorspanmiddelen omgeeft.

8. Geleider volgens één der voorgaande conclusies, 5 waarbij de voorspanmiddelen worden gevormd door ten minste één veer.

9. Orthese/prothese voorzien van een geleider volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de geleider functioneert als demper.

10 · 10. Oefenapparaat voor spiertraining voorzien van een geleider volgens één der conclusies 1-8.

11. Stuurinrichting waarin zodanig een geleider volgens één der conclusies 1-8 is opgenomen, dat het stuur is verbonden met het gestel of het langgerekte 15 orgaan, en het overige element van gestel en langgerekt orgaan is verbonden met ten minste één te besturen wiel.

12. Stuurinrichting volgens conclusie 11, omvattende een voorziening ter voorkoming van onderlinge rotatie van gestel en langgerekt orgaan.

13. Stuurinrichting volgens conclusie 11 of 12, waarbij het tweede uiteinde van het klemorgaan is voorzien van bedieningsmiddelen voor het ten minste verminderen van de voorspankracht waarmee de uiteinden van het hulsvormige klemorgaan uiteen worden gedrongen. 25 ***** 1006380