WO1997013997A1 - Stativ - Google Patents

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WO1997013997A1
WO1997013997A1 PCT/EP1996/004454 EP9604454W WO9713997A1 WO 1997013997 A1 WO1997013997 A1 WO 1997013997A1 EP 9604454 W EP9604454 W EP 9604454W WO 9713997 A1 WO9713997 A1 WO 9713997A1
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arm
weight
tripod
balancing
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PCT/EP1996/004454
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Andreas Metelski
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Leica Ag
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
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    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2131/00—Use or application of lighting devices or systems not provided for in codes F21W2102/00-F21W2121/00
    • F21W2131/20—Lighting for medical use

Definitions

  • Partial weights that are independently adjustable. Such a structure is shown, for example, in EP-A-628290. However, both weights can be forcibly pivoted about a common pivot bearing - the main pivot bearing or about the main pivot axes, which according to the knowledge of the invention should actually only serve as a bearing for vertical pivoting (as the vertical pivot axis) of the stand. Moving one weight automatically leads to moving the other weight. This was also intended and desired in the prior art, since an attempt was made to achieve an automatic weight balance over the entire working range of the tripod, provided that a weight change on the load side was taken into account in the balance weight.
  • the desired weight balance is based on the theory that an optimal weight balance can only be achieved if the load application point, main pivot point and center of gravity of the or all
  • the Contraves company also launched a microscope stand with two separate balancing weights, one of which can be moved horizontally on the horizontal parallel link transmitting the balancing force and the other on the same in the vertical direction.
  • a tripod is also described, for example, in EP-B-476551.
  • a really optimally acting system of balancing should be found, which maintains the balance over wide working areas of the tripod, so that adjustment during work can be omitted or only necessary if the weight itself is changed on the load.
  • an alternative with changing geometrical dimensions of the tripod arms is also proposed.
  • Vertical pivoting movement in the sense of the following description always means a pivoting movement of a (vertical) component about a horizontally lying pivot axis (the vertical pivot axis) of the stand or stand, which extends on both sides of a vertical plane in which this vertical pivot axis also lies.
  • a horizontal swivel movement in the sense of the following description is always a swivel movement about a swivel axis lying parallel to the vertical swivel axis
  • the device proposed at the time had a kind of pointer.
  • the swinging out (moving two parts that can be connected to each other via a coupling) in one or the other direction (balance in favor of or against the load) is displayed.
  • a photo-optical element determines whether the pointer is in the neutral, left or right end position.
  • the neutral position theoretically corresponds to a balance, while the left or right position corresponds to an unbalance.
  • the actuator for the counterweight should be activated.
  • the invention provides that forces or moments that result from the imbalance are measured in order to be able to make a targeted adjustment of the balancing weight or weights.
  • the balance weight is shifted to that position in which the measured value of the forces or moments resulting from the unbalance is approximately zero.
  • These do not necessarily have to be absolute values (absolutely zero), they can also be relative values.
  • absolute values absolute zero
  • a certain bending moment can be determined in the unloaded state, which increases by increasing the load.
  • the adjustment of the balance weight is controlled or triggered according to the invention by the size of the bending moment difference between the unloaded and the loaded state.
  • a large difference in the measured values enables the balance weight or balance weights to be adjusted quickly; however, only slight imbalances result in a slight feed rate of the counterweight.
  • the targeted control of the balance weight can be done on the one hand by, for example, light-optical, bar-coded position encoders or distance meters Balance arm or also be realized by rotating the auxiliary spindle for the balance weight.
  • the exact knowledge of the position of the balance weight before starting a measurement with this variant can be achieved by automatically zeroing the system (the balance weight automatically moves to a specific position after the system is switched on) or also be accomplished on-the-fly by determining the current position of the balancing weight with respect to a fixed point on the balancing arm.
  • the invention is based on a new finding, according to which Before the balance setting for the horizontal swivel movement, a certain balance weight setting is required for the vertical swivel movement.
  • a certain balance weight setting is required for the vertical swivel movement.
  • the measuring devices provided according to the invention are constructed as torque measuring devices which can be accommodated in the area of any axes of the stand, provided that two components are mounted on these axes which, depending on the imbalance, seek to execute a pivoting movement relative to one another because At these points, the force generating the swiveling movement (the imbalance) can be measured, for example, as a torque.
  • a brake is activated which blocks the swiveling movement of the parts relative to one another.
  • the forces which the brake has to absorb correspond to the desired torque Im unbalanced State, the torsional forces on the brake are zero.
  • a comparison measurement of the resulting torques from the bending moments of the load and the bending moment of the compensating weight takes place
  • the forces on the brake are transmitted to the outside via a measuring arm which is connected in a rotationally rigid or braked manner to one of the two parts which can be pivoted relative to one another and is intercepted by a rigid support of the other of the two parts.
  • the bend which results on the measuring arm which is proportional to the torsion, is measured directly or indirectly on the measuring arm.
  • strain gauge elements are preferably used.
  • the measuring arm can also have a small amount of play with respect to the stop, so that small pivoting movements still take place without measured values, while on the other hand , if necessary depending on the size of the measured values, a different adjustment process of the balancing weight or weights can be carried out
  • a microswitch or the like is actuated as an emergency switch, so that in the event of excessive imbalance (e.g. an operator stumbles and briefly intercepts his body weight at the microscope), the balance weight immediately changes to a new one Compensating position is shifted If necessary, such a microswitch can also be spring-loaded and / or preloaded
  • bends caused by the load on the load arm can also be measured directly by applying strain gauge elements directly to the load arm or to the compensating arm.
  • Balance measurements with a highly optical spirit level of a spirit level are also conceivable for measurements in the non-braked state steamed by a dark liquid of a dragonfly Only light can come from the air bubble or the like shine through well.
  • a flat light sensor is arranged behind the dragonfly, which can thus detect the position of the air bubble and pass it on to corresponding control elements.
  • composite measurement methods are also within the scope of the invention, in which e.g. the vertical weight vector of the tripod or a part thereof is measured at a location on the base of the tripod, while at the same time e.g. the angular position of the load arm relative to the vertical is measured in order to calculate the weight or the change in weight of the load which, as a component, influences the weight vector at the measuring point.
  • Variants in which only the absolute weight change of the overall tripod is measured in order to determine the weight change of the load and to shift the balance weight or weights as a function thereof are also covered by the invention.
  • the relative positions of the counterweights to their assigned pivot points are recorded, for example, as second measurement parameters, so that in the event of a change in the absolute weight of the tripod, which in the example can only be attributed to a change in the weight of the load, the relative position of the counterbalance weight in question position is changed.
  • the measurement and / or displacement of the balance weight takes place with a time delay.
  • This has the advantage that the balance can be established relatively unadulterated.
  • an operator places a hand on the load (microscope) and this remains there shortly after the load change, or an operator after he has the released the electric brakes on the tripod and put them back on, holding the microscope with his hands so that the weight of the hands could falsify the measurement result.
  • embodiments are also possible in which the counterweights are readjusted permanently, with the result that the precision of the Shifting process is of minor importance and that any externally induced, jerky movements of the tripod are immediately compensated, which means that even temporary changes in load due to moments of inertia, manual application or the like could be continuously compensated.
  • Another inventive aspect of the application is the choice of a new advantageous material for the tripod.
  • the disadvantage of conventional tripods is a relatively voluminous design, which leads to a relatively high overall weight with an acceptable strength of the tripod and thus to a corresponding load on the floor or ceiling (depending on the installation site).
  • Another disadvantage of the known tripods is the space required for load and compensating arms, since the geometrical dimensions of the same restrict the working latitude of a user.
  • parts of the stand for reducing the weight and increasing its strength are made of sintered or glued - preferably non-epoxy-bonded - fiber composite material, e.g.
  • Another aspect of the invention is then to remove the cabling that has been a problem with tripods, in particular from surgical microscopes.
  • tripods in particular from surgical microscopes.
  • hollow arms as cable ducts
  • the measure according to the invention can be used to reduce the number of interfaces or plug connections, so that the overall performance the cable is optimal, even though these are well protected against pulling from the outside, as with an in-pipe installation
  • supports of the tripod are constructed in two parts and in parallel so that a space is created between them in which the cables can be laid, the space being coverable by removable cover plates
  • a special design of the covers for the cable duct provides for a snap fastening of the covers, which can be made, for example, injection-molded, between the preferably tubular, round arms with resilient latching parts which can be integrally formed with the cover.
  • snap fastenings continuous screw fastenings or adhesive connections are also possible
  • Another aspect of the invention lies in another protection or cable channel for the cables leading to the load - usually a microscope - which can be used independently, but also in combination with the cable channel just mentioned.
  • this is a flexible hose, for example a corrugated hose, which is provided with a rotatable coupling at its entrance and preferably also at its exit, so that when the load arm is rotated about a vertical axis, the corrugated hose has the possibility of participating in the rotation to a certain extent, So that the hose is not subjected to torsion
  • the advantage of this new cable routing lies in particular in protecting the cable from mechanical loads and injuries to the cable due to external influences.
  • the use of the hose reduces the risk of undesired contamination of the cable with germs or the like
  • the hose can be disinfected more easily than before. It can easily be made of a material attached to it Surface can be treated generously with liquid disinfectant, which may be problematic with certain insulation materials for the cables used
  • the hose is formed in two parts, so that a slotted hose is slipped over another slotted hose, which gives the advantage of being able to open the cable duct or hose, similar to the solution with the cable duct. maintenance should be performed on the cables
  • the hose in the area of the load is connected to the stand or to the load - usually the microscope - in such a way that one end of the hose is directly or indirectly attached or connected to the load arm approximately perpendicular to the direction of extension.
  • This is preferably done in such a way that the hose preferably protrudes upward and is curved in an arc downward toward the load, while the other end of the hose is connected to the load or to the microscope approximately in the direction of the gravity-determined load vector
  • the male cables are subjected to practically no mechanical stress, so that the load arm or the load is moved relative to the load arm.
  • the hose elbow protrudes into an area above the stand, which hampers the operating personnel
  • hose used according to the invention can be dispensed with, since an applicable product is known per se and is on the market.
  • a further inventive aspect is provided, especially when using the hose just described, to provide a suction device which is suitable for sucking air out of the area of the load or the microscope through the hose and other lines connected to it.
  • This has the following advantages in the area of the microscope there is a risk of Contamination can be reduced in that any contaminated air is extracted there and cannot enter the operating area.
  • any coolable elements such as lamps, electronics or the like can be cooled in the exhaust air flow
  • this can be evacuated according to a new inventive method by means of the new suction device or another suction device, so that it fits optimally on the outer contour of the microscope and the stand and is the least disruptive for the operating personnel Suction from the area under the drape also prevents the escape of germs or the like, which may adhere to the microscope or tripod, through the opening of the drape
  • Another aspect of the invention addresses the problem that conventional
  • Tripods are made entirely of metal and, for example, basically represent a foreign body in the operating room. Although efforts have so far been made to shape the arms or components of the tripod in such a way that they leave as much space as possible for the operating room staff and the attending doctors, it has not yet been prevented that when careless movements of people or when moving the tripod, a collision with it could have unpleasant consequences
  • the invention is therefore also based on the object of designing the tripod in such a way that in the event of collisions with people or walls or other hospital facilities, injuries or damage cannot occur
  • protective cap-shaped protective elements are formed from the integral foam, particularly in areas removable for service reasons - are attached where joints or exposed knees or kinks are formed In connection with the cable ducts or hose guides described above, but also independently of this, such protective elements or cover caps are good protection for cables or the like.
  • the advantages of the cable cover mentioned above apply here too
  • cover caps according to the invention can also be used in connection with tripods which do not have the features described above, but which run susceptible cables or the like within tubular arm parts
  • a polyurethane foam is used as the material for the integral foam
  • Another aspect of the invention is directed, in particular, to an operating microscope for guiding or holding the same in the area of the load.
  • an operating microscope for guiding or holding the same in the area of the load.
  • these adjustments are also automated by measuring any bends, torques or other measurement parameters on the microscope and corresponding adjustments of counterweights.
  • the adjustments in the direction perpendicular to the plane in which the load arm lies could also include balances a spirit level with optical tap can be measured, the position of the vial is evaluated with optical sensors and then the appropriate adjustment is initiated
  • Another aspect of the invention relates to the problem of transporting tripods with relatively large and protruding arms. It is known that tripods are supported on wheels via stands and feet. Fixation to the ground is conventionally carried out by blocking the wheels or lowering them von Stellfusschen o dgl In this regard, reference is made, for example, to DE-U-8400384 7 When moving the tripod, it is conventionally rolled on its wheels. When driving through door frames or the like, the construction size of the tripod can have an adverse effect Compensating arms are pivoted into a position that reduced the space requirement of the tripod, but an improvement is desirable
  • this problem is solved by the constructive possibility of lowering the stand of the tripod or the arms on the tripod relative to the stand and / or the lowerability of at least one of the wheels supporting the foot, so that during transport the tripod is given an inclined position which increases its transport height and the focus - possibly further - reduced
  • the invention has dealt with another fundamentally independent problem and solved it satisfactorily.
  • the size of the tripod is also determined by the size of its components and the number of required Individual components
  • two bearings each lying in a horizontal plane were required, which brought with them the need for a tubular sleeve which accommodated the bearings and then the stand, since the sleeve itself had nothing to do with the vertical strength Direction contributed, however, for the tilting moment force transmission unbalanced tripod, it would have to be massive and therefore also difficult to train.
  • the reduction of the sleeve diameter and the replacement of ball bearings with a normal plain bearing brought a small reduction in diameter of the stator, but increased the friction and thus reduced the ease of use.
  • the new inventive solution provides to support the stand by means of a cross roller bearing against the foot, which can be used optimally and without wear, especially with regard to the low speeds of the tripod about its vertical axis.
  • the cross roller bearing can be easily integrated into the base of the tripod due to its low overall height and the tripod can thus be freely and freely rotated about its vertical axis.
  • the space required by the stand is further reduced compared to what is known.
  • Another aspect of the invention relates to the electromagnetic brakes that are used in the joints of the tripod in order to fix the arms or arm parts relative to one another.
  • a known brake is exemplified in the mentioned EP-A-656194 in FIGS. 12 and 13. Pressure springs press brake discs against a counterpart so that it is clamped between two brake discs. On one side of a brake disc is a
  • Electromagnet mounted, which attracts the brake disc when excited and thus releases the counterpart. After switching off the electromagnet, the brake disc is pushed against the counterpart by the spring force. When colliding with it, there is a relatively loud noise that can be perceived as disturbing in an operating room.
  • the invention is therefore also based on the object of providing a brake for the joints of the tripod which is less noisy with good braking properties.
  • This object is achieved according to the invention in that the electromagnet is not suddenly de-energized, but gradually, so that the brake disc is braked against the counterpart by the spring force.
  • An improved variant provides that, instead of the spring for pressing the brake disc, a permanent magnet is provided which keeps the brake braked in the de-energized state.
  • Another aspect of the invention relates to the simplification of the tripod components. While conventional tripods have a large number of different components, each of which is assigned a special function, the invention provides for at least the load arm and the vertical pivot arm supporting it to be of identical design, so that in the production of the side Can be saved A C-shaped construction of these parts creates a correspondingly large free working area for users. The new geometry has also had an advantageous effect on the possibility of balancing.
  • the description of the figures refers to other identical components
  • FIG. 1 shows a simplified diagram of a tripod with a horizontal swiveling of the load arm
  • FIG. 2 shows a schematic diagram of a tripod with separate swivel functions, horizontally, vertically,
  • FIG. 3 shows a detail of a vanante with torque measurement between the load arm and stander in a construction according to FIG. 1,
  • FIG. 4 shows a structure with automatically adjustable counterweights according to the principle of FIG. 2,
  • FIG. 5 shows a variant of FIG. 3,
  • FIG. 6 shows a variant of FIG. 4 with parallel core
  • FIG. 7 shows a vanante for FIG. 6,
  • FIGS. 11 to 14 show two different views of a detail of the preferred solution according to the invention according to FIGS. 11 to 14 in the area of a brake and a measuring device for measuring torques which result from an imbalance and
  • the trolley-like tripod according to FIG. 1 has one
  • a compensating weight 5 that can be displaced by an adjusting device 7 tries to balance a load 3 via the axis 9.
  • the displacing device 7 is controlled by measured values obtained in measuring devices 6 af These are measuring devices that, depending on the location and type of installation, measure bends (6a, e, f), tension or pressure (6b, c or e), or torques (6d) and return them to the displacement device
  • any of the measurement values mentioned can be used to determine any changes in weight of the load 3 on the load suspension 8 and that To shift the counterweight 5 accordingly
  • additional information is required in order to control the shifting device 7 correctly. This information can be, for example, knowledge of the balanced position of the counterweight 5 before the load changes
  • the load and compensating arm 2.4 can be rotated about a vertical axis on a pivot bearing 34.
  • a vertical pivot axis 18 is indicated in the region of the pivot bearing 34)
  • the stand is divided into two parts and even allows it to be bent around a vertical pivot axis 18.
  • this is not absolutely necessary for various variants and details of the invention
  • the upper part of the stand 40 can be swiveled, it is referred to below as a swivel stand.
  • a swivel stand it is conceivable to produce the swivelability between the stand 1 and swivel stand 40 by means of a spring tension or the like, so that the swivel stand 40 is not operated by a spring illustrated spring is held inside the stand 1 in its desired position at an angle to the vertical or from a vertical plane 64
  • FIG. 2 A preferred variant, on the other hand, is shown in FIG. 2, where a swivel stand 40 can be freely pivoted on the stand 1 about a vertical swivel bearing 18.
  • a part 40a serves as a load part, which is the
  • FIG. 3 shows a swivel bearing 9A, which basically allows the load arm 2 to be swiveled freely with respect to the stand 1 on the stand
  • the measuring device 6d1 also represents an angle measuring device that can be used for alternative measuring methods. If, for example, the angular position between the load arm 2 and the stand 1 and the pressure in a measuring device 6c (FIG. 1) are measured, these two values can be used ten on the size of the load or load change and accordingly an adjustment of the balance weight 5 can be made
  • the variant according to FIG. 4 relates to a basic construction according to FIG. 2 with swiveling both in horizontal and vertical plane.
  • the swivel stand 40 is fixedly connected to a pivot extension 40b1, which carries a counterweight 5b. Swiveling the swivel stand 40 out of the vertical plane 64 is possible, the counterweight 5b establishing the balance with the components carried by the swivel stand 40 in the variant
  • the measuring device 6d3 measures a bending moment on a bending beam of a brake device 10b.
  • a symbolically represented computer or computer 14 evaluates the measurement result from 6d3 and controls on the one hand an arm 11a of the displacement device 7a on the compensating arm 4 and on the other hand the arming device
  • FIG. 5 A variant of FIG. 3 is shown in FIG. 5, where a bending beam 66 of a measuring device 6d2 is loaded to bend as soon as the brake 10a, which is mounted on a driver part 67, brakes it on the shaft 9a, a display 13 is indicated symbolically which the unbalance can be read.
  • the information about the unbalance is communicated visually or acoustically to an operator in order to enable manual balancing
  • the symbolic structure according to FIG. 6 uses known parallelogram steering arms for the static transmission of the loads or forces and balancing forces
  • the balance weights are not completely separated here, especially since the balance weights 5b and 5c can only be pivoted simultaneously about the vertical pivot axis 18 and about the horizontal pivot axis 9
  • FIG. 6 also shows an inventive feature in the area of the foot 23 Transportg ⁇ ff 30 with a handle bar 31 enables the tripod to be moved in a preferred direction according to arrow 27a.
  • arrow 27b To facilitate transportation, it is also symbolically shown by arrow 27b that the wheel 25a can be lowered or retracted relative to the foot 23 (symbolically represented adjusting mechanism 26) of the wheel 25a leads to a slight backward tilting of the tripod, so that it can be held and pushed well by an operator. The tilting also somewhat reduces the overall height if the load arm 2 is pivoted downward
  • a symbolically illustrated locking button 29 permits locking in the desired height position Lowering the stand 1e not only reduces the overall height but also lowers the center of gravity of the tripod, which benefits transport safety
  • the variant according to FIG. 7 corresponds to the principle of FIG. 2 insofar as there is a complete separation between the vertical and horizontal pivoting movement.
  • the pivoting stand 40 with its compensating arm 40b carries the compensating weight 5b, which is only possible about the vertical pivoting axis 18 together with a corresponding pivoting movement of the pivoting stand 40
  • the load arm 2 with the compensating arm 4 or the parallelogram link 15 or 17 connected to it is designed in such a way that pivoting 15 and 17 around the horizontal pivot bearing 9 is possible independently of the pivot stand 40.
  • a part of the parallelogram 17 is congruent in the illustration with the part 40a
  • a measuring device 6 which may include a position detection device 68, measures imbalance parameters.
  • the measured values are fed to a controller 14, which on the one hand carries out calculations and on the other hand issues adjustment commands via an adjusting device 7a the position of the balance weight 5a is adjusted directly.
  • the adjustment value leading to this adjustment is converted into an adjustment value for the control 14 by means of tables or formulas
  • Converted counterweight 5b which is realized by an adjusting device 7b
  • the special and inventive novelty of the subject of FIG. 9 is, among other things, the use of a cross roller bearing 24 for mounting the stand 1 in the foot 23.
  • the cross bearing 24 thus forms the pivot bearing 34 for the rotation of the tripod about a vertical axis
  • Wheels 25a and 25b are shown as rotatable wheels. However, preferably only one wheel or a pair of wheels is pivotable about a vertical axis, while another wheel or another pair of wheels is rigid in the sense of a preferred direction of displacement.
  • a braking device 10c is provided in the area of the rotary bearing 34, which can be electrically released via a supply line 32.
  • a paralleiogram guide 17 with individually labeled components 17a-f carries the counterweight 5a and a measuring device 6h.
  • a swivel stand 40 with parallelogram guide 40b carries the counterweight 5.
  • a bearing block 35 and associated arms 2d and e as well as 40a 1 and 40a2 secure the vertical position of the load suspension 8 with all swivel movements.
  • 17a corresponds to 17d
  • 17g corresponds to 2b
  • 17c corresponds to 2c
  • 17f corresponds to 2f
  • 17h corresponds to 17i
  • 2e corresponds to 2d
  • 5a corresponds to 5b.
  • a swivel head 1b which sits as the main supporting part on a pivot bearing 34 on the stand 1a, holds the two swivel stand arms 40a1 and 40 by means of an invisible axis
  • 40a2 in position. 40a1 and 40a2 could also be formed as a single piece, as could the two arm parts 2d and 2e. According to the invention, however, these are divided into two, on the one hand to reduce the overall depth and on the other hand to create a new cable duct according to the invention.
  • This cable duct can be seen in section from FIG. 16 and essentially has a cover 36 and a cover 37 which cover the space between the two tubular arms to form a duct.
  • cover 36 and for the cover 37 there are various variants within the scope of the invention, including snapping devices for snapping onto the two tubes
  • the tripod according to FIG. 17 is based on FIGS. 11 to 14. According to the invention, however, the knee points or joints of the tripod are covered here by cover caps, in particular made of integral polyurethane foam.
  • a hose channel 41 - preferably a corrugated hose - is shown, which is an extension of the cable duct between the arms 2 or 40a protects the cable, which must be led to the load (microscope) 3.
  • the hose duct 41 preferably projects vertically from the plane in which the arms 2 lie. This enables the load to be freely rotated about a vertical axis of rotation 69 The load can thus be comfortably rotated in all desired directions without the cables or the hose duct 41 being in the way.
  • air can preferably also be extracted through the hose duct 41, which can be used for cooling purposes or evacuations under a drape Suction processes through the cable duct between the arms or through the arms themselves have continued
  • the braking and measuring device according to the invention in accordance with the detailed drawing in FIGS. 18 and 19 or adjusting device 7a for the weight 5a functions as follows.
  • the electromagnet 50 When the electromagnet 50 is not energized, the brake disc 46 is attracted and braked by the permanent magnet 49 via brake shoes 47.
  • the brake disc 46 is rigidly connected to a shaft 51 via a clamping sleeve 52.
  • the permanent magnet and the electromagnet are connected via a bearing sleeve 53, which is screwed onto the arm 17e , rigidly connected to it.
  • the shaft 51 is rigidly connected to the arm 17e.
  • pivoting of the arm 17d is possible via the bearings 54b.
  • a rotary encoder disk 56 is rigid with the shaft 51 connected It rigidly carries a rotary driver 57, which projects downward and holds a bending beam 58 by means of fastening nut 61.
  • the bending beam 58 is held between two stops 59 which are kept free of play.
  • the stops 59 are located rigidly in a measuring body 65 of the measuring device 6h the latter is shown in section for clarification.
  • the measuring body 65 is rigidly connected to the part 17 ⁇ and thus to the part 17d. A pivoting of the same via its bearing 54 is thus prevented
  • Strain gauges 60 are mounted thereon, which moderate electrical voltage impulses of a corresponding control as a result of the measurement
  • strain gauges and bending beams other measuring elements such as, for example, piezo elements or the like can also replace the variant shown in a manner known per se
  • a preferred measuring and control routine enables the counterweights to be actuated at different speeds.
  • the command for a quick adjustment can be triggered at voltage values between plus / minus 10 volts, a normal adjustment speed being induced between plus / minus 5 volts and in the range between plus / minus 2 volts after a voltage ramp, slower driving to the desired setting value of the counterweight is specified.
  • 14 variants are also conceivable within the scope of the computer control, with waiting times between current measurement results and current displacement processes. Measurements are usually taken with the brakes applied. Brakes released enable an operator to position himself to change the tripod
  • absolute position measurements of the or at least one balance weight 5a relative to its support arm (17e) are also provided.
  • An optical or magnetic bar code 70 is scanned by a magnetic or optical sensor element 71.
  • the sensor element is direct or Indirectly connected to the counterweight 5a, so that its position on the arm 17e can be determined.
  • Absolute position measurements have the advantage, according to a further embodiment of the computer control 14 depending on load changes, that the counterweight 5 can be moved specifically to a specific counterbalancing position.
  • the controller can do the approximate already when mounting an additional part on the load (load increase) Specify the weight of this component, whereupon the control can still position (reposition) the balance weight without carrying out a measurement at the measuring device 6a.
  • a particularly simple variant is based on the factor that is determined depending on the geometry of the tripod when one of the tripods is moved Balance weights corresponding to a measurement result in one direction or the other, the other balance weight is automatically shifted by a factually shortened or lengthened distance. This can be achieved by appropriate speed control of the actuating amount or different thread pitches of spindles 12 and so on
  • the construction according to FIG. 20 represents an alternative, which in turn needs only one balancing weight 5d.
  • the load 3 for the horizontal pivoting movement
  • the load 3 can be compensated, so that the tripod At rest above the vertical swivel axis 18 is measured on a dragonfly construction 19b or the like on one of the now horizontal bars (eg 2c)
  • Either via a computer (not shown here) or as mentioned above can be used to balance the system for swiveling in the
  • the lower part of the arm 17d and the arm 40b3 are displaced vertically by means of spindle levels 11d and 11e, respectively, so that this leads to an approximation of the counterweight 5d or to a distance thereof from the vertical swivel bearing 18 inclined arms 40a / b or 17d Gle I weight prevails
  • a balance in the position pivoted out of the vertical can also be measured by means of a second measuring device 19c in order to control the actuators 11d, e Reference list
  • 1a, c stand, preferably rollable on the floor; is only shown symbolically with a straight rod; could also be C-shaped, box-shaped or comparable; Does not necessarily have to be used for floor mounting or installation, but could also be reversed and mounted on a ceiling, other surfaces or furnishings - possibly movable.
  • stand head is a component which closes the stand at the top to accommodate the pivotable parts of the stand and in particular is rotatably seated on the stand 1.
  • a, load arm possibly made up of several bars; e.g. one or more parallelogram guides
  • 3 load e.g. Microscope
  • a tripod e.g. Robotic arm, telescope or the like
  • a, compensation arm possibly made up of several bars; e.g. one or more parallelogram guides
  • 5a-d balance weight movable can be in one piece or in particular divided.
  • One of various aspects of the invention is that two separate balancing weights for two balancing functions separated from one another oscillate, namely about a vertical and a horizontal plane (63);
  • Weight changes on the load arm in particular for pressure, tension, bending or torque measurement at points on the tripod, at which such measured values can be taken directly or indirectly;
  • 7a-c shifting device for a counterweight includes, for example, slide or roller guides, drive belts, spindles or the like. and a drive 11 and suitable bearings and connections;
  • 8 Load suspension comprises devices for holding a microscope or other loads, in particular the load suspension according to a further development of the invention also comprises its own balancing system with load and balance arms as well as measuring devices and balance weights which corresponds to the balance system of the tripod itself,
  • Display can be a conventional pointer or an electrical display, e.g. CRT, LCD, LED, etc. for the optional display of measured or calibration values
  • transducer, control, logic or computer, etc. recognizes, calculates and uses the measurement result of the measuring device 6 - possibly based on a table - for position-determined and / or controlled (try and error) actuation of the actuator 11 for positioning a balance weight, 15 parallelogram guidance for the load arm and corresponds to the load arm 2 in a preferred embodiment, also enables the load holding part 8 to be held vertically even with a pivoting movement via the vertical pivot axis 18 or horizontal pivot axis 9, as is known per se in the case of table lamp stands and in parallel vehicle steering arms,
  • c inclination sensors in the unbraked state of the tripod according to FIG. 20 are able to establish a balance over the vertical swivel bearing 18, a balance in the position shown - measured with the vertical arm 40 at the sensor 19b - means good adjustment of the Balancing weight 5d If necessary, the balancing weight is readjusted after changing the load 3 by means of adjusting device 7c.
  • An actuator 11c acts on the weight 5d, for example by means of a threaded rod that the center of gravity of the counterweight 5d or the linkage connected to it, etc., is set lower or higher with respect to the vertical swivel bearing 18, or is removed or approximated from this bearing 18.
  • This new measure makes it possible to result in an imbalance when the arms 40a, b are inclined or 17d to be canceled ancieren
  • This can be done permanently by continuous measurement by means of sensor 19c or, as with other inventive solutions, can also be positively coupled with the adjustment of the counterweight 5d.
  • the difference of this variant is then that there is no separate weight for the vertical swivel balancing is provided, but the horizontal balance weight 5d is also used for this compensation.
  • a disadvantage compared to the variants with complete separation between the two balancing weights is that a balancing position once assumed only works ideally for one load; Therefore, ongoing adjustment would be preferred with such a structure.
  • 25 wheels for feet can be fixed (only one preferred direction of transport) or rotatable; are preferably fixable or by parallel
  • Set-up feet can be lifted off the floor or retracted into or into the foot 23 in order to allow the foot to be set down on the floor;
  • 30 transport handle for pushing or pulling the tripod; by means of a special handle 31, it preferably gives a special transport direction (arrow 27 a before); 31 handle bar
  • cover 36 and cover 37 fastening screw for connecting cover 36 and cover 37;
  • the cover can optionally be glued to the arms or held only by means of screws 38;
  • 40a swivel stand is the vertical component in the idle state which carries the horizontal swivel bearing 9 or holds it up; its function is to move the pivot bearing 9 and thus the load arm 2 laterally when pivoting from a vertical plane 64, so that the load 3 can be moved from the vertical plane 64 and towards it; it has a vertical one
  • the function of the swivel stand 40a and the swivel stand compensating arm 40b corresponds to that of a load and compensating arm, comparable to arms 2 and 4; this is also a special feature of the invention that the compensation functions in such a way completely separated and integrated again via the swivel stand 40 with the horizontal bearing 9 and the vertical bearing 18;
  • hose channel - in particular corrugated hose - serves to receive and protect electrical or optical supply cables for the load 3 and represents a continuation of the cable channels 44 between the tripod arms; it is in particular in two parts along the longitudinal axis, so that it can be opened along its length for the removal of cables;
  • Microscope hanger could be a conventional one, as indicated in the prior art mentioned, but is preferably built according to a new inventive principle, which is the subject of a patent application filed on the same day, "mZ: RP-3623-CH", to which expressly for combination purposes Reference is made.
  • a-d cover cap made of integral foam, which is preferably closed on all sides, is easily removable for service purposes at the points of the tripod with joints and prevents injuries or damage in the event of a collision; Another advantage is the low weight and the ability to be shaped, which gives the tripod a pleasing appearance with little means;
  • brake shoe is preferably a pole piece of a magnet 49, but could also be made of another - non-magnetic - material in order to achieve a braking effect different from metal; if necessary, this is also only a thin coating of a pole piece of a magnet 49; 48 electrical control connections for the adjustment drive 11 of the adjusting device 7 for the counterweights 5 and / or for an electromagnet 50 of the brake 10;
  • electromagnet is polarized so that it cancels the magnetic force of the permanent magnet 49 when excited;
  • 51 shaft in the brake 10 serves to transmit torque when the brake 10 is braked;
  • bearings e.g. Ball, roller or needle bearings serve to minimize the friction of the mutually movable components or arms of the tripod;
  • this results in a particularly easy handling of the tripod when the brakes are open, so that an operator - assuming good balancing - can position the load as little as possible, without resistance and with high precision, in particular an operating microscope;
  • clamping cover serves to cover the shaft end of the shaft 51 and, if necessary, to clamp the bearings 54b;
  • Encoder disk is rigidly connected to the shaft 51 and transmits torques in this way by means of rotary drivers 57 relative to the arm 17d of the parallelogram guide 17 which rotates freely on the shaft 51;
  • stops 58 bending beam, is rigidly connected to the rotary driver by means of nut 61 and opposite each arm 17d or part 17i at one stop 59a, b struck; the stops 58 are connected to a measuring body 65, but could also be formed in one piece therewith; they are preferably round and lie against the preferably equally round bending beam 58 so that movements between the two can occur with as little friction as possible;
  • strain gauges are applied to the bending beam in a manner known per se and allow the bending of the same to be measured under the force which is transmitted to it via the rotary driver 57; the measurement result is proportional to the torque transmitted from the brake 10d and the shaft 51 to the arm 17d;

Abstract

Die Erfindung betrifft ein neuartiges Stativ, das mit zwei getrennten Ausgleichsgewichten (5a, b) ausgestattet ist, von denen das eine eine Horizontalschwenkbewegung und das andere eine Vertikalschwenkbewegung des Stativs balanciert. Verschiedene Ausführungsvarianten nehmen Bezug auf elektronische Messeinrichtungen (6) und Verstelleinrichtungen (7) zum automatischen Verstellen der Lage der Ausgleichsgewichte (5a, b).

Description

Stativ
Bei bekannten Stativen mit verstellbarem Gewichtsausgleich sind manchmal Konstruktionen bekannt geworden, die über zwei scheinbar getrennte
Teilgewichte verfügen, die von einander unabhängig verstellbar sind. In der EP- A-628290 ist beispielsweise ein solcher Aufbau dargestellt. Beide Gewichte sind jedoch um ein gemeinsames Drehlager - dem Hauptdrehlager bzw. um die Hauptschwenkachsen, die nach Erkenntnissen der Erfindung eigentlich nur für das vertikale Schwenken als Lager dienen sollte (als Vertikalschwenkachse) des Stativs - zwangsgekoppelt schwenkbar. Das Bewegen eines Gewichtes führt somit automatisch zu einem Bewegen des anderen Gewichtes. Dieses war im Stand der Technik auch beabsichtigt und erwünscht, da man damit versuchte, einen automatischen Gewichtsausgleich über den ganzen Arbeitsbereich des Stativs zu erzielen, sofern einmal eine Gewichtsänderung auf der Seite der Last beim Ausgleichsgewicht berücksichtigt wurde.
Dem dabei angestrebten Gewichtsausgleich liegt die Theorie zugrunde, dass ein optimaler Gewichtsausgleich nur dann erzielt werden kann, wenn Lastangriffspunkt, Hauptschwenkpunkt und Schweφunkt des oder aller
Ausgleichsgewichte(s) auf einer Geraden liegen. Diese Theorie ist besser erläu¬ tert bzw. ersichtlich in der jüngeren EP-A-656194. Dort wurde im Unterschied zur Offenbarung der ersterwähnten Lösung mit enormem getriebetechnischen Aufwand versucht, ein einziges Ausgleichsgewicht direkt auf der erwähnten Geraden zu verschieben. Indirekt erfolgte dies jedoch bereits bei der ersterwähnten Lösung, indem dort infolge der mechanischen Verbindung der Teilgewichte stets dessen gemeinsamer Schweφunkt für die Ausgleichs- bzw. Balancierwirkung entlang der fiktiven Geraden verschoben wurde. Diese theoretische Überlegung gilt jedoch in der Praxis nur für ein bestimmtes Gewicht der Last. Unterschiedliche Gewichte verschieben den Lastangriffspunkt neben diese Gerade. Eine Unbalance stellt sich ein.
Auch die Firma Contraves brachte ein Mikroskopstativ auf den Markt mit zwei getrennten Ausgleichsgewichten, wobei eines am ausgleichskraftübertragenden horizontalen Parallellenker in horizontaler Richtung und das andere an eben diesem in vertikaler Richtung verschiebbar ist. Ein solches Stativ ist beispielsweise auch in der EP-B-476551 beschrieben. Die Technik entwickelte sich - da diese Lösung älter ist - somit anscheinend in Richtung Vereinfachung von zwei auf nur ein Ausgleichsgewicht, dafür aber mit deutlich mehr Getriebeaufwand, wie schon erwähnt.
Ein Stativ entsprechend der jüngeren EP-A wurde durch die Anmelderin dieser EP-A (Mitaka) gemeinsam mit der Anmelderin auf den Markt gebracht. Entgegen der Lehre zeigte sich bei diesem Stativ jedoch, dass eine einmal hergestellte Balance nur in einem beschränkten Bereich der Stativstellung hielt. Wurde das Stativ bzw. die darauf montierte Last an einen anderen Ort geschwenkt, konnte bereits wieder ein Ungleichgewicht festgestellt werden, was bei Bedienpersonen entweder zu Ermüdungserscheinungen oder zu erhöhtem Justieraufwand während der Arbeit mit dem Stativ führte. Lediglich bei einem ganz bestimmten Gewicht der Last war diese Veränderung gering.
Diesen Nachteil zu beseitigen, ist eine Aufgabe der Erfindung. Es soll ein echt optimal wirkendes System der Balancierung gefunden werden, das die Balance über weite Arbeitsbereiche des Stativs aufrecht erhält, so dass ein Justieren während der Arbeit entfallen kann bzw. nur dann notwendig wird, wenn an der Last selbst das Gewicht geändert wird. Dazu wird auch eine Alternative mit sich ändernden geometrischen Abmessungen der Stativarme vorgeschlagen.
In Erfüllung dieser ersten Aufgabe werden entgegen der gängigen Tendenz nicht ein sondern zwei Ausgleichsgewichte vorgesehen, die jedoch neu voneinander funktionell völlig getrennte sind. Das eine Ausgleichsgewicht dient dem Gewichtsausgieich der vertikalen Schwenkbewegung, während das andere Ausgleichsgewicht dem Gewichtsausgleich der horizontalen Schwenkbewegung dient.
Unter vertikaler Schwenkbewegung im Sinne der folgenden Beschreibung ist immer eine Schwenkbewegung eines (vertikalen) Bauteils um eine horizontal liegende Schwenkachse (die Vertikalschwenkachse) des Stativs bzw. Ständers gemeint, die sich zu beiden Seiten einer vertikalen Ebene erstreckt, in der auch diese Vertikalschwenkachse liegt. Unter horizontaler Schwenkbewegung im Sinne der nachfolgenden Beschreibung ist immer eine Schwenkbewegung um eine parallel zur Vertikalschwenkachse liegende Schwenkachse
(Horizontalschwenkachse) zu verstehen, die gegebenenfalls von dem vertikalen Bauteil getragen wird, wobei sich die Schwenkbewegung zu beiden Seiten einer im wesentlichen hoπzontalen Ebene abspielt, die senkrecht auf die erwähnte vertikale Ebene steht, ausdehnt, welche die Achse aufnimmt
Ausgehend vom Konzept der Auftrennung des Stativs in vertikale und hoπzontale Schwenkfunktionen mit jeweils unabhängiger Ausbalancierung liegen im Rahmen der vorliegenden Anmeldung verschiedene besondere Ausbildungsformen und Weiterentwicklungen, die für sich auch unabhängig an Stativen angewendet werden können und unter Umstanden jeweils selbst unabhängige Erfindungen darstellen Eine bevorzugte Ausführungsform zielt auf ein Stativ mit vollautomatischer Justierung der Balance, wobei die Erfindung darauf nicht eingeschränkt ist Auch rein mechanische Stative fallen unter die Erfindung Die Anwendung des neuen Statives ist nicht eingeschränkt Insbesondere der optische Bereich Nah- und Femvergrosserungen fallt darunter
Durch diese Ausbildungsformen bzw Weiterentwicklungen werden jeweils auch z T eigenständige Probleme gelost, auf die im Folgenden eingegangen wird
Aus der bereits erwähnten EP-A-656194 ist andeutungsweise bekannt geworden, dass es Überlegungen gibt, ein Stativ mit einer automatischen Mess- und Verstelleinnchtung auszurüsten (Vergleiche Spalte 2 Zeile 57 bis Spalte 3 Zeile 5)
Die praktische Ausfuhrung, wie sie in jener Europaischen Patentanmeldung dargelegt ist (Vergleiche Fig 9 bis 13) ist offensichtlich nicht praktikabel, weshalb in dem bestehenden Produkt der Anmeldeπn dieser Europaischen Patentan¬ meldung diese automatische Mess-/Eιnstellvorπchtung nicht eingebaut werden konnte
Die vorgeschlagene Losung verfugt bereits vom Ansatz her über ungelöste Probleme; abgesehen davon ist sie nicht so offengelegt, dass sie durch einen Fachmann ohne zusatzliche Kenntnisse realisiert werden konnte
Der Gedanke, der offensichtlich im erwähnten Stand der Technik vorlag, war der, eine Unbalance zu erfassen und gemäss dieser das (einzige)
Ausgleichsgewicht zu verschieben, um die Balance herzustellen Die damals vorgeschlagene Vorrichtung verfugte demgegenüber über eine Art Zeiger Ver- gleichbar einer Waage wird das Auspendeln (zueinander Bewegen zweier miteinander über eine Kupplung verbindbarer Teile) in die eine oder andere Richtung ( Balance zu Gunsten oder zu Ungunsten der Last) angezeigt. Ein photooptisches Element stellt dabei fest, ob der Zeiger in der neutralen, einer linken oder rechten Endposition liegt. Die neutrale Position entspricht theoretisch einer Balance während die linke oder rechte Position einer Unba- lance entspricht. Auf Grund dieser Information sollte der Stellantrieb für das Ausgleichsgewicht angesteuert werden.
Nachteiligerweise können auf Grund dieser Ja-Nein-Informationen keine spezifischen, quantitativen Informationen über die Unbalance gewonnen werden.
Quantitative Informationen jedoch würden es nach Erkenntnis der Anmelderin erlauben, gezielte Verstellungen vorzunehmen. Das ist das Ziel eines weiteres Erfindungsaspektes. Demzufolge sieht die Erfindung neu vor, dass Kräfte oder Momente, die sich aus der Unbalance ergeben, gemessen werden, um eine gezielte Verstellung des oder der Ausgleichsgewichte vornehmen zu können.
Durch diese Massnahme ist ein Schaukeln des Verstellvorganges vermieden, welches gegebenenfalls bei dem vorgeschlagenen System auftreten könnte. Das Ausgleichsgewicht wird erfindungsgemäss auf jene Position verschoben, in der der Messwert der Kräfte oder Momente resultierend aus der Unbalance annähernd Null ist. Dies müssen nicht notwendigerweise absolute Werte sein(absolut Null) es können auch relative Werte sein. Beispielsweise bei einer Biegemessung an einem Lastarm kann im unbelasteten Zustand ein bestimmtes Biegemoment festgestellt werden, das sich durch Erhöhung der Last erhöht. Die Verstellung des Ausgleichsgewichtes wird erfindungsgemäss durch die Grosse des Biegemomentunterschiedes zwischen unbelastetem und belastetem Zustand gesteuert bzw. getriggert. Erfindungsgemäss ermöglicht, gemäss einer Ausgestaltung der Erfindung, ein grösser Unterschied in den Messwerten eine schnelle Verstellung des Ausgleichsgewichtes bzw. der Ausgleichsgewichte; nur geringe Unbalancen hingegen bewirken eine geringfügige Vorschub¬ geschwindigkeit des Ausgleichsgewichtes.
Die gezielte Steuerung des Ausgleichsgewichtes kann einerseits durch z.B. lichtoptische, balkenkodierte Wegmessgeber oder Distanzmesser am Ausgleichsarm oder aber auch durch eine Drehuberwachung der Antnebsspindel für das Ausgleichsgewicht realisiert sein Die genaue Kenntnis der Position des Ausgleichsgewichtes vor Beginn einer Messung bei dieser Vaπantekann durch eine automatische Nulljustierung des Systems (Ausgleichsgewicht fahrt automatisch an eine bestimmte Position nach dem Einschalten des Systems)oder auch fliegend bewerkstelligt werden, indem die aktuelle Position des Ausgleichsgewichtes in Bezug auf einen Fixpunkt am Aus¬ gleichsarm ermittelt wird Bei der bevorzugten Ausbildung der Erfindung mit zwei voneinander unabhängigen Gewichten zum Ausbalancieren der vertikalen und hoπzontalen Schwenkbewegung geht die Erfindung von einer neuen Erkenntnis aus, nach der vor der Balanceeinstellung für die horizontale Schwenkbewegung eine bestimmte Ausgleichsgewichtsemstellung für die vertikale Schwenkbewegung erforderlich ist Hierüber gibt es mathematische Zusammenhange, die je nach Art der Anordnung der beiden Ausgleichsgewichte zueinander in einer Formel oder in einer Tabelle ausgedruckt werden können
Daraus ergibt sich der weitere Erfindungsaspekt, nachdem die automatische Verstellung des einen Ausgleichsgewichtes zu einer ebenfalls automatischen Verstellung des zweiten Ausgleichsgewichtes fuhrt Im Rahmen der Erfindung hegen naturlich auch Vaπanten, bei denen für die hoπzontale und vertikale Ausgleichsbewegung separate Messungen durchgeführt werden, die voneinander unabhängige Verstellungen ermöglichen Eine solche Vaπante ist jedoch insofern nicht bevorzugt, als beim Arbeiten mit dem Stativ in vertikaler Schwenkbewegung eine Verstellung des Ausgleichsgewichtes auftritt, die bereits vorgenommen hätte werden können, bevor die vertikale Schwenkbewegung ausgeführt wird Im Rahmen der Erfindung liegen allerdings auch Mischformen, nach denen eine formel- oder tabellengestutzte Ansteuerung des Ausgleichsgewichtes für vertikale Schwenkbewegungen vorgenommen wird vorauf zu einem spateren Zeitpunkt eine Feinjustierung durch eigene Messung und Verstellung über die vertikale Ausgleichsbewegung erfolgt
Besonders vorteilhaft werden die erfindungsgemäss vorgesehenen Messeinπchtungen als Drehmomentmesseinrichtungen aufgebaut, die im Bereich von beliebigen Achsen des Stativs untergebracht werden können sofern an diesen Achsen zwei Bauteile gelagert sind die in Abhängigkeit von der Unbalance eine Schwenkbewegung zueinander auszufuhren suchen Denn an diesen Stellen kann die die Schwenkbewegung erzeugende Kraft (das Ungleichgewicht) z B als Drehmoment gemessen werden Erfindungsgemäss wird dabei eine Bremse aktiviert, die die Schwenkbewegung der Teile zueinander blockiert Die Kräfte, die die Bremse dabei aufnehmen muss ent¬ sprechen den gesuchten Drehmomenten Im unbalancierten Zustand sind die Torsionskrafte an der Bremse null Mit anderen Worten, es findet derart erfindungsgemäss eine Vergleichsmessung der resultierenden Drehmomente aus den Biegemomenten der Last und dem Biegemoment des Ausgleichsge¬ wichtes statt
Bei einer Vaπante der Erfindung werden die Kräfte an der Bremse über einen Messarm, der mit einem der beiden zueinander schwenkbaren Teile drehstarr bzw eingebremst verbunden ist, nach aussen übertragen und von einer starren Abstutzung des anderen der beiden Teile abgefangen Die sich dabei am Messarm ergebende Biegung, die proportional der Torsion ist, wird direkt oder indirekt am Messarm gemessen Bevorzugt kommen hierfür Dehnmessstreifen- Elemente zur Anwendung Gemäss einer WeiteΦildung der Erfindung kann der Messarm auch ein geπnges Spiel gegenüber dem Anschlag aufweisen, so dass geπnge Schwenkbewegungen noch ohne Messwerte ablaufen, wahrend andererseits, gegebenenfalls in Abhängigkeit von der Grosse der Messwerte, ein unterschiedlicher Verstellvorgang des oder der Ausgleichsgewichte getπggert werden kann
Als weitere Ausfuhrungsvaπanten sind kombinierte denkbar, bei denen ab einer bestimmten Auslenkung eines Messarmes ein Mikroschalter o dgl als Notschalter betätigt wird, so dass bei ubermassiger Unbalance (z B ein Operateur stolpert und fangt kurzfristig sein Koφβrgewicht am Mikroskop ab) das Ausgleichsgewicht sofort in eine neue Ausgleichsposition verschoben wird Bei Bedarf kann ein solcher Mikroschalter auch federbelastet und/oder vorgespannt sein
Es können aber auch Biegungen, die durch die Last am Lastarm auftreten direkt gemessen werden, indem Dehnmessstrerfen-Elemente direkt am Lastarm oder am Ausgleichsarm aufgebracht werden Balancemessungen mit einer hchtoptischen Libelle einer Wasserwaage sind für Messungen im nicht ge¬ bremsten Zustand auch denkbar Ein Lichtstrahl wird durch eine dunkle Flüssigkeit einer Libelle gedampft Lediglich an der Luftblase o dgl kann Licht gut durchscheinen. Hinter der Libelle ist ein flächiger Lichtsensor angeordnet, der somit den Stand der Luftblase erfassen und an entsprechende Steuerelemente weiterleiten kann.
Im Rahmen der Erfindung liegen aber auch zusammengesetzte Messmethoden, bei denen z.B. an einer Stelle am Sockel des Stativs der vertikale Gewichtsvektor des Stativs oder eines Teiles davon gemessen wird, während gleichzeitig z.B. die Winkelstellung des Lastarmes relativ zur Vertikalen gemes¬ sen wird, um daraus auf das Gewicht oder die Gewichtsänderung der Last, die als Komponente den Gewichtsvektor an der Messstelle beeinflusst, rückzurechnen.
Varianten, in denen ausschliesslich die absolute Gewichtsänderung des Gesamtstativs gemessen wird, um die Gewichtsänderung der Last zu ermitteln und in Abhängigkeit davon das oder die Ausgleichsgewichte zu verschieben, sind ebenso durch die Erfindung erfasst. Bei solchen Varianten werden beispielsweise als zweite Messparameter die Relativpositionen der Ausgleichsgewichte zu ihren zugeordneten Schwenkpunkten erfasst, so dass im Falle einer Absolutgewichtsänderung des Stativs, die im Falle des Beispiels nur auf eine Änderung des Gewichtes der Last zurückzuführen ist, die Re¬ lativposition des betreffenden Ausgleichsgewichtes positionsgenau verändert wird.
Gemäss einer besonderen Weiterbildung der Erfindung findet die Messung und/oder Verschiebung des Ausgleichsgewichtes zeitverzögert statt. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass die Balance relativ unverfälscht hergestellt werden kann. Im anderen Fall ist nämlich davon auszugehen, dass während der Gewichtsänderung der Last (z.B. Auswechseln eines Objektives) eine Bedienperson an der Last (Mikroskop) eine Hand auflegt und diese auch noch kurz nach der Laständerung dort verbleibt, bzw. ein Operateur, nachdem er die elektrischen Bremsen des Stativs gelöst und wieder angezogen hat, mit seinen Händen das Mikroskop noch hält, so dass das Gewicht der Hände das Messergebnis verfälschen könnte.
Alternativ zur eben erwähnten Variante sind jedoch auch Ausführungsformen möglich, bei denen eine permanente Nachjustierung der Ausgleichsgewichte vorgenommen wird, wobei sich daraus ergibt, dass die Präzision des Verschiebevorganges von untergeordneter Bedeutung ist und dass allfällig auftretende extern induzierte, ruckartige Bewegungen des Stativs sofort kompensiert werden, das heisst, dass auch vorübergehende Lastanderungen durch Trägheitsmomente, Handanlegung o.dgl , laufend kompensiert werden könnten.
Es versteht sich von selbst, dass im Rahmen der Erfindung auch Vananten liegen, mit unterschiedlichen Verschiebegeschwindigkeiten für die Ausgleichsgewichte (z.B. kann jeder Verschiebevorgang nach einer Art Rampe abfahren, mit einer anfänglich grossen und sich stufenweise oder kontinuierlich verπngernden Geschwindigkeit), wobei die günstigerweise von den analogen Messwerten der Messeinrichtung gesteuert sein können, was sich als besonderer Vorteil gegenüber dem bekannten Stand der Technik nach der erwähnten EP-A-656194 ausnimmt, wo praktisch nur Ja-Nein-Entscheidungen gefällt werden können.
Ein weiterer erfinderischer Aspekt der Anmeldung besteht in der Wahl eines neuen vorteilhaften Materials für das Stativ. Der Nachteil bei herkömmlichen Stativen liegt in einer relativ voluminösen Ausgestaltung, die zu einem relativ ho- hen Gesamtgewicht bei vertretbarer Festigkeit des Stativs und damit zu einer entsprechenden Belastung von Boden oder Decke (je nach Aufstellungsort) führt. Nachteilig ist bei den bekannten Stativen darüber hinaus der Platzbedarf für Last- und Ausgleichsarme, da die geometπschen Abmessungen derselben den Arbeitsspielraum eines Anwenders einschränken. Erfindungsgemäss werden Teile des Stativs zur Reduktion des Gewichtes und Erhöhung seiner Festigkeit aus gesintertem oder geklebtem - vorzugsweise nichtepoxygebun- denem - Faserverbundwerkstoff z.B. aus Karbon bzw. Kohlenstoffasern, Aramidfasern oder Kevlar (Registrierte Marke der Firma Du Pont) aufgebaut, insbesondere betrifft dies den Last- und/oder Ausgleichsarm. Als besonderen Vorteil wurde erkannt, dass die verwendeten Verbundwerkstoffe in Abhängigkeit von ihrer beliebig einstellbaren Strukturierung (Fasernlage) zu den erwähnten Vorteilen auch das Schwingungsverhalten der Bauteile positiv beeinflussen, so dass das Stativ direkter positioniert werden kann
Ein weiterer erfinderischer Aspekt besteht dann, die bisher an Stativen insbesondere von Operationsmikroskopen störend vorliegenden Verkabelungen zu entfernen. Bisher war es teilweise bekannt, hohle Arme als Kabelkanäle zu benutzen Dies hat jedoch den Nachteil, dass bei dem Zusammenbau des Stativs oder in einem Servicefall die Kabeln eingezogen bzw aus den hohlen Armen entfernt werden mussten, was aufwendig ist Durch diese erfindungsgemässe Massnahme kann die Anzahl der Schnittstellen bzw Steckverbindungen reduziert werden, so dass die Ubetragungsleistung der Kabel optimal ist, obwohl diese gegenüber Zugπff von aussen, wie bei einer Inrohrverlegung gut geschützt sind
Erfindungsgemäss werden Trager des Stativs zweiteilig und parallelhegend aus- gebildet, so dass zwischen diesen ein Raum entsteht, in dem die Kabel verlegt werden können, wobei der Raum durch wegnehmbare Abdeckplatten abdeckbar ist
Eine besondere Ausgestaltung der Abdeckungen für den Kabelkanal sieht eine Schnappbefestigung der Abdeckungen vor, die zwischen den bevorzugt rohrförmig runden Armen mit federenden Rastteilen, die mit dem Deckel einstuckig ausgebildet, z B spπtzgussgefertigt sein können Anstelle von Schnappbefestigungen sind auch durchgangige Schraubbefestigungen oder Klebeverbindungen möglich
Ein weiterer Aspekt der Erfindung liegt in einem anderen Schutz bzw Kabelkanal für die zur Last - in der Regel Mikroskop - fuhrenden Kabel, das für sich unabhängig, jedoch auch in Kombination mit dem eben erwähnten Kabelkanal sinnvoll angewendet werden kann Erfindungsgemäss handelt es sich dabei um einen flexiblen Schlauch, z B einen Wellschlauch, der an seinem Eingang und vorzugsweise auch an seinem Ausgang mit einer drehbaren Kupplung versehen ist, so dass bei einer Drehung des Lastarmes um eine vertikale Achse der Wellschlauch die Möglichkeit hat, die Drehung zu einem gewissen Grad mitzumachen, so dass der Schlauch nicht auf Torsion belastet wird Der Vorteil dieser neuen Kabelfuhrung liegt somit insbesondere in einem Schutz der Kabel vor mechanischen Belastungen und Verletzungen der Kabel durch Einwirkung von aussen Ausserdem reduziert die Anwendung des Schlauches die Gefahr einer ungewunschten Kontaminierung der Kabel mit Keimen o dgl
Andererseits kann der Schlauch einfacher als bisher Kabel desinfiziert werden Er kann problemlos aus einem Material geschaffen sein, das an seiner Oberflache grosszugig mittels flussiger Desinfektionsmittel behandelt werden kann, was bei bestimmten Isolationsmateπahen für die verwendeten Kabel unter Umstanden problematisch ist
Gemäss einer Weiterentwicklung dieser Erfindung ist der Schlauch der Lange nach zweiteilig ausgebildet, so dass ein geschlitzter Schlauch über einen anderen geschlitzten Schlauch gestülpt ist, woraus sich der Vorteil ergibt, ähn¬ lich der Losung mit dem Kabelkanal, den Kabelkanal bzw Schlauch offnen zu können, sollte an den Kabeln eine Wartung durchgeführt werden müssen
Gemäss einer Weiterentwicklung dieser Erfindung ist der Schlauch im Bereich der Last so mit dem Stativ bzw mit der Last - in der Regel dem Mikroskop - verbunden, dass ein Ende des Schlauches etwa senkrecht zur Erstreckungsπchtung des Lastarmes mit diesem direkt oder indirekt befestigt bzw verbunden ist - und zwar bevorzugt so, dass der Schlauch bevorzugt nach oben abragt und in einem Bogen nach unten zur Last gekrümmt ist, wahrend das andere Ende des Schlauches etwa in Richtung des schwerkraftbestimmten Lastvektors mit der Last bzw mit dem Mikroskop veΦunden ist
Durch diese neue Montage werden folgende Vorteile erreicht In beiden
Emtπttsbereichen des Schlauches werden die mnenhegenden Kabel praktisch keiner mechanischen Belastung ausgesetzt, so der Lastarm bzw. die Last relativ zum Lastarm bewegt wird Ausserdem ragt der Schlauchbogen gemäss der bevorzugten Anbπngungsvaπante in einen Bereich über dem Stativ, der Bedienpersonal genngstmoghch behindert
Auf eine detailliertere Beschreibung des erfindungsgemäss verwendeten Schlauches kann verzichtet werden, da ein einsetzbares Produkt per se bekannt und auf dem Markt ist Als Beispiel wird auf den Wellschlauch NW Duplex bzw Duplex-SVPA verwiesen, der durch die Rohrfabrik Rüschlikon AG angeboten
Als weiterer erfinderischer Aspekt ist vorgesehen, vor allem bei Anwendung des eben beschπebenen Schlauches, eine Absaugung vorzusehen, die geeignet ist, durch den Schlauch und weitere mit diesem verbundene Leitungen Luft aus dem Bereich der Last bzw des Mikroskopes abzusaugen Dieses hat folgende Vorteile Es kann derart im Bereich des Mikroskops die Gefahr einer anfälligen Kontaminierung reduziert werden indem dort allfallig kontaminierte Luft abge¬ saugt wird und nicht in den Operationsbereich kommen kann Bei dieser Gelegenheit können allfallig vorhandene kuhlbare Elemente wie Lampen, Elektronik o dgl im Absaugluftstrom gekühlt werden
Bei Verwendung eines Drape über dem Mikroskop kann dieses entsprechend einem neuen erfindeπschen Verfahren mittels der neuen Absaugung oder auch einer anderen Absaugung evakuiert werden, so dass es sich optimal an die Aussenkontur des Mikroskops und des Stativs anlegt und derart für das Bedienpersonal am wenigsten störend ist Eine Absaugung aus dem Bereich unter dem Drape verhindert darüber hinaus ein Austreten von Keimen o dgl , die am Mikroskop oder am Stativ haften mögen, durch die Abschlussoffnung des Drape
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betπfft das Problem, dass herkömmliche
Stative voll aus Metall aufgebaut sind und z B im Operationssaal grundsatzlich einen Fremdkörper darstellen Zwar wurden bisher etliche Bemühungen aufgewendet, die Arme bzw Bauteile des Stativs so zu formen, dass sie dem Operationssaalpersonal und den behandelnden Ärzten möglichst viel Raum freilassen, dennoch wurde bisher nicht verhindert, dass bei unachtsamen Bewe¬ gungen von Personen oder beim Verschieben des Stativs ein Zusammenstoss mit diesem unangenehme Folgen haben konnte
Der Erfindung liegt somit weiters die Aufgabe zugrunde, das Stativ so auszugestalten, dass es im Falle von Zusammenstossen mit Personen oder auch Mauern oder anderen Krankenhauseinrichtungen nicht zu Verletzungen oder Beschädigungen kommen kann
Gelost wird diese Aufgabe durch das Auspolstern der Bauteile, insbesondere der vorstehenden exponierten Teile Als bevorzugte Ausbildung wird für die Polsterung ein Integralschaum angewendet, der mit der geschlossenen Haut dem Raum zugewandt ist Integralschaum ist für die erstmalige Verwendung im Operationssaal an Stativen gut geeignet weil er an seiner Oberflache gut gereinigt und flüssigkeits- oder gassteπlisiert werden kann
Gemäss einer Weiterentwicklung sind aus dem Integralschaum abdeckkappenformige Schutzelemente ausgebildet, die vor allem in Bereichen aus Servicegrunden abnehmbar - angebracht sind, wo Gelenke bzw exponierte Knie- bzw Knickstellen ausgebildet sind Im Zusammenhang mit den oben beschriebenen Kabelkanalen bzw Schlauchfuhrungen, aber auch unabhängig davon sind solche Schutzelemente bzw Abdeckkappen ein guter Schutz für Kabel o dgl Die oben angeführten Vorteile der Kabelabdeckung gelten auch hier
Selbstverständlich können solche erfindungsgemässen Abdeckkappen auch im Zusammenhang mit Stativen verwendet werden, die nicht über die oben beschriebenen Merkmale verfugen, anfällige Kabel jedoch innerhalb von rohrformigen Armteilen o.dgl fuhren
Als Material für den Integralschaum wird beispielsweise ein Polyurethanschaum verwendet
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist vor allem bei einem Operationsmikroskop auf die Fuhrung bzw Halterung desselben im Bereich des Lastangπffes gerichtet Bei dem bereits erwähnten Stativ der Firma Mitaka und bei allen herkömmlichen Stativen versuchte man im Prinzip die Schwerpunktslage dadurch zu erreichen, dass das eigentliche Mikroskop schlittengefuhrt links und rechts verstellbar montiert ist, um in die Schwerpunktslage zu kommen, und zwar nicht nur links und rechts, sondern auch nach vorn und nach hinten. In allen drei Ebenen gab es hier Verstellschlitten, deren Verstellung durch Be¬ dienpersonal einigermassen komplex und aufwendig ist
Gemäss einer weiteren erfinderischen Idee werden auch diese Verstellungen automatisiert, indem allfallige Biegungen, Drehmomente oder andere Messparameter am Mikroskop gemessen und entsprechende Verstellungen von Ausgleichsgewichten vorgenommen werden Unter Umstanden konnten bei den Verstellungen in senkrechter Richtung zur Ebene, in welcher der Lastarm liegt, auch Balancen mit einer Wasserwaage mit optischem Abgriff gemessen werden, wobei die Stellung der Libelle mit optischen Sensoren ausgewertet und daraufhin die entsprechende Verstellung eingeleitet wird
Im eben erwähnten Bereich können herkömmliche Schlittenfuhrungen und/oder herkömmliche Arme bzw Parallelogrammfuhrungen vorgesehen sein oder bevorzugt ein neuartiger Kettentrieb, der den Verzicht auf Parallelogrammlenker ermöglicht und trotzdem eine gute Lastaufnahme der Last bei möglichst wenig Raumbedarf und Behinderung von Bedienpersonen sicherstellt Ein solcher neuer Kettentrieb ist in der CH-Patentanmeldung "mZ P-3623-CH Kettentπeb" beschπeben Zum Zwecke der spateren Verbindung der Lehren der beiden Anmeldungen gilt der Text der Anmeldung "R-P-3623-CH" ausdrücklich auch als hienn geoffenbart, wie der Text dieser Anmeldung als in der spateren geoffenbart gilt
Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf die Problematik des Transportes von Stativen mit relativ grossen und ausladenden Armen Bekannt ist, dass Stative über Stander und Fusse auf Radern abgestutzt sind Eine Fixie¬ rung gegenüber dem Boden erfolgt herkömmlich durch ein Blockieren der Rader oder ein Absenken von Stellfusschen o dgl Diesbezüglich wird beispielsweise auf das DE-U-8400384 7 verwiesen Beim Verlagern des Stativs wird dieses herkömmlich auf seinen Radern gerollt Beim Durchfahren von Türrahmen o.dgl kann sich die Baugrosse des Stativs hinderlich auswirken Zwar konnten schon bisher die Last- bzw Ausgleichsarme in eine Position geschwenkt werden, die den Raumbedarf des Stativs reduzierte, jedoch ist eine Verbes¬ serung wünschenswert
Gelost wird dieses Problem erfindungsgemäss durch die konstruktive Möglichkeit des Absenkens des Standers des Stativs oder der Arme am Stativ gegenüber dem Stander und/oder die Absenkbarkeit wenigstens eines der den Fuss stutzenden Rader, so dass beim Transport das Stativ eine Schiefläge erhalt, die seine Transporthohe und den Schwerpunkt- gegebenenfalls weiter - reduziert
Im Zusammenhang mit der für die Arbeit mit dem Stativ erforderlichen Drehbarkeit desselben um eine vertikale Achse hat sich die Erfindung mit einem weiteren grundsätzlich unabhängigen Problem auseinandergesetzt und dieses zufriedenstellend gelost Die Baugrosse des Stativs wird auch bestimmt von der Baugrosse seiner Bauteile und von der Anzahl der erforderlichen Einzelbauteile Für die Drehbarkeit des Stativs um die erwähnte vertikale Achse waren bisher zwei je in einer horizontalen Ebene liegende Lager erforderlich, die die Notwendigkeit einer rohrformigen Hülse mit sich brachten die die Lager und dann den Stander aufnahm Da die Hülse an sich nichts zur Festigkeit in vertikaler Richtung beitrug, jedoch für die Kippmomentkraftubertragung bei unbalanciertem Stativ verantwortlich war, müsste sie entsprechend massiv und daher auch schwer ausgebildet sein. Das Reduzieren des Hülsendurchmessers und der Ersatz von Kugellagern durch ein normales Gleitlager brachte zwar eine geringe Durchmesserreduktioπ des Ständers, erhöhte jedoch die Reibung und reduzierte damit den Bedienkomfort.
Demgegenüber sieht die neue erfinderische Lösung vor, den Ständer mittels eines Kreuzrollenlagers gegenüber dem Fuss abzustützen, das vor allem hinsichtlich der geringen Drehzahlen des Stativs um seine vertikale Achse optimal und verschleissfrei verwendet werden kann. Das Kreuzrollenlager ist aufgrund seiner geringen Bauhöhe gut im Fuss des Stativs integrierbar und das Stativ somit ungehindert und leichtgängig um seine vertikale Achse drehbar. Der Platzbedarf des Ständers ist gegenüber dem Bekannten weiter reduziert.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die elektromagnetischen Bremsen, die in den Gelenken des Stativs zur Anwendung gelangen, um die Arme bzw. Armteile relativ zueinander zu fixieren. Eine bekannte Bremse ist beispielhaft in der erwähnten EP-A-656194 in den Fig.12 und 13 dargestellt. Andrückfedern drücken Bremsscheiben an ein Gegenstück, so dass dieses zwischen zwei Bremsscheiben eingeklemmt ist. An einer Seite einer Bremsscheibe ist ein
Elektromagnet montiert, der im erregten Zustand die Bremsscheibe anzieht und derart das Gegenstück freigibt. Nach Abschalten des Elektromagnetes wird die Bremsscheibe ungebremst durch die Federkraft gegen das Gegenstück gestossen. Beim Zusammenstoss mit diesem ergibt sich ein relativ lautes Geräusch, das in einem Operationssaal als störend empfunden werden kann.
Der Erfindung liegt somit auch die Aufgabe zugrunde, eine Bremse für die Gelenke des Stativs zu schaffen, die bei guten Bremseigenschaften geräuschärmer ist. Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäss dadurch, dass der Elektromagnet nicht plötzlich sondern stufenweise entregt wird, so dass die Bremsscheibe von der Federkraft gebremst gegen das Gegenstück gestossen wird.
Eine verbesserte Variante sieht dabei vor, dass anstelle der Feder zum Andrücken der Bremsscheibe ein Permanentmagnet vorgesehen ist, der im stromlosen Zustand die Bremse eingebremst hält. Der Vorteil dieses Aufbaus gegenüber dem Bekannten ist die noch bessere, geräuschlose Steuerbarkeit des Einbremsvorganges und die Reduktion von bewegten, einem Verschleiss unterliegenden Teilen, namlich den Federn
Ein weiterer Erfindungsaspekt betrifft die Vereinfachung der Stativbauteile Wahrend herkömmliche Stative eine Vielzahl von unterschiedlichen Bauteilen aufweisen, denen jeweils eine spezielle Funktion zugeteilt ist, wird erfin¬ dungsgemäss neu vorgesehen, wenigstens den Lastarm und den ihn stützenden vertikalen Schwenkarm identisch auszubilden, so dass in der Seπenfertigung gespart werden kann Ein im Schnitt C-formiger Aufbau dieser Teile bewirkt eine entsprechend grosse freie Arbeitszone für Anwender. Die neue Geometπe hat sich auch vorteilhaft auf die Balanαeimoglichkeit ausgewirkt In der Figurenbeschreibung wird auf weitere identische Bauteile verwiesen
Die wichtigsten, jedoch nicht alle, unterschiedlichen und im wesentlichen voneinander unabhängigen - einzeln oder in Kombination anwendbaren - erfinderischen Schπtte liegen - abgesehen von weiteren verschiedenen anderen erfindeπschen Verbesserungen und Vaπanten dieser Patentanmeldung - somit zusammenfassend im a) Auftrennen der beiden Balancierfunktionen in vertikale und hoπzontale Balance, die grundsatzlich voneinander unabhängig eingestellt werden kann, b) Trennen der beiden Funktionen in zwei unterschiedliche zueinander parallele Ebenen; c) Verlagern der Ausgleichsgewichte in einen schweφunkttieferen Bereich am Stativ mittels Parallelogrammlenkern, d) elektrisches bzw. elektronisches - insbesondere quantitatives - Messen und Einstellen des Ungleichgewichtes an den horizontalen Armen bzw den damit verbundenen Bauteilen, e) rechnergestutztes Justieren des vertikalen Ausgleichsgewichtes nach Messung der erforderlichen Ausgleichsgewichtsverschiebung des hoπzontalen Ausgleichsgewichtes, f) Verandern der Stativgeometπe zur Schwerpunktsverlagerung bzw zum Gewichtsausgleich über eine Vertikalschwenkachse und g) verbesserte Materialwahl Figurenbeschreibung
Die Figuren werden zusammenhangend beschπeben Die Figurenbeschreibung und die Bezugszeichenliste bilden eine Einheit, die durch die übrigen Teile der Beschreibung und Ansprüche im Sinne einer vollständigen Offenbarung sich ge¬ genseitig erganzen Gleiche Bezugszeichen bedeuten gleiche Bauteile Gleiche Bezugszeichen mit unterschiedlichen Indizes bedeuten ahnliche, funktionsgleiche Bauteile Die Figuren sind nur beispielhaft und nicht zwingend proportional richtig dargestellt
Fig 1 zeigt ein vereinfachtes Pπnzipfunktionsbild eines Stativs mit horizontaler Schwenkbarkeit des Lastarmes,
Fig 2 ein Prinzipbild eines Stativs mit getrennten Schwenkfunktionen, horizontal, vertikal,
Fig 3 ein Detail einer Vanante mit Drehmomentmessung zwischen Lastarm und Stander bei einem Aufbau nach Fig 1 ,
Fig 4 einen Aufbau mit automatisch verstellbaren Ausgleichsgewichten entsprechend dem Prinzip von Fig 2,
Fig 5 eine Variante zu Fig 3,
Fig 6 eine Variante zu Fig 4 mit Parallellenkern,
Fig 7 eine Vanante zu Fig 6,
Fig 8 ein Prinzipschaltbild für die erfindungsgemässe Messung und Ansteuerung zweier voneinander getrennter Ausgleichsgewichte,
Fig 9 den Sockel bzw Fuss eines erfindungsgemässen Stativs mit neuartiger Drehlagerung,
Fig 10 den Fuss nach Fig 9 mit seiner Abdeckung, Fig 11 eine Schragansicht einer bevorzugten Ausführungsform deren Erfindung,
Fig 12 dieselbe Ausführungsform wie in Fig 11 aus einem anderen Blickwinkel,
Fig 13 und 14 Seitenansichten des Aufbaus nach Fig 11 und 12,
Fig 15 eine Prinzipdarstellung der Funktionen der bevorzugten Ausführungsform
Figure imgf000019_0001
Fig 16 ein Detail mit erfmdungsgemassem Kabelkanal,
Fig 17 eine Ansicht eines einsatzbereiten, erfindungsgemäss verkleideten Stativs,
Fig 18 und 19 zwei verschiedene Ansichten eines Details der bevorzugten erfindungsgemässen Losung nach den Fig 11 bis 14 im Bereich einer Bremse und einer Messeinπchtung zur Messung von Drehmomenten, die aus einer Unbalance resultieren und
Fig 20 einen Aufbau mit nur einem Ausgleichsgewicht jedoch einer Armgeometneveranderungseinπchtung zur Justierung der Balance über dem Vertikalschwenklager 18
Das wagenahnlich aufgebaute Stativ nach Fig 1 verfugt über eine
Schwenkachse 9 über die ein Last- und Ausgleichsarm aus einer horizontalen Ebene 63 geschwenkt werden kann Ein durch eine VerStelleinrichtung 7 verschiebbares Ausgleichsgewicht 5 versucht, eine Last 3 über der Achse 9 auszubalancieren Erfindungsgemäss wird die Verschiebeeinrichtung 7 durch Messwerte gesteuert, die in Messeinπchtungen 6 a-f gewonnen werden können Es handelt sich dabei um Messeinπchtungen, die je nach Ort und Art der Montage Bιegungen(6a,e,f), Zuge oder Drucke (6b, c oder e), oder Drehmo- mente(6d) messen und auf die Verschiebeeinrichtung ruckfuhren
Sofern die Verschiebeeinrichtung entsprechend, z B computergesteuert ist, können beliebige der erwähnten Messwerte dazu benutzt werden, allfallige Gewichtsanderungen der Last 3 an der Lastaufhangung 8 festzustellen und das Ausgleichsgewicht 5 dementsprechend zu verschieben Im Falle der Messung von Zügen, Drucken oder Biegung im Lastarm 2 werden zusätzliche Informationen benotigt, um die Verschiebeeinrichtung 7 richtig anzusteuern Diese Informationen können beispielsweise sein Vor Lastanderung Kenntnis der ausbalancierten Position des Ausgleichsgewichtes 5
Biegemomentmessungen im Bereich des Standers 6a, e benotigen insofern keine Zusatzinformation, als die Verschiebung des Ausgleichsgewichtes 5 lediglich so zurückgeführt werden muss, dass die Biegemomente gegen Null gehen
Dasselbe Kπteπum trifft auf eine Drehmomentmessung (6d) im Bereich des Schwenkuberganges zwischen Lastarm 2 und Stander 1 zu An einem Drehlager 34 sind Last- und Ausgleichsarm 2,4 um eine vertikale Achse drehbar Eine Vertikalschwenkachse 18 ist im Bereich des Drehlagers 34 ange¬ deutet ) Zur Vergrosserung des Aktionsradius des Lastarmes ist es namlich vorteilhaft, wenn der Stander zweigeteilt ist und selbst ein Abknicken um eine Vertikalschwenkachse 18 ermöglicht Für verschiedene Varianten und Details der Erfindung ist dies jedoch nicht zwingend erforderlich
Wenn der obere Teil des Standers 40 schwenkbar ist, wird er im Folgenden als Schwenkstander bezeichnet In der Darstellung der Fig 1 ist es denkbar, die Schwenkbarkeit zwischen Stander 1 und Schwenkstander 40 durch einen Federzug o dgl herzustellen, so dass der Schwenkstander 40 durch eine nicht dargestellte Feder im Inneren des Standers 1 in seiner gewünschten Lage im Winkel zur Vertikalen bzw aus einer vertikalen Ebene 64 herausgehalten wird
Eine bevorzugte Variante ist demgegenüber in Fig 2 dargestellt, wo ein Schwenkstander 40 um ein Vertikalschwenklager 18 frei am Stander 1 schwenkbar gehalten ist Ein Teil 40a dient dabei als Lastteil, der das
Honzontalschwenklager 9 und den Last- und Ausgleichsarm 2a, 4a tragt und ei¬ nen Ausgleichsarm 40b der ein Ausgleichsgewicht 5b tragt, das den Schwenkstander 40 über dem Vertikalschwenklager 18 in Balance mit dem Ausgleichsgewicht 5a, der Last und dem Gewicht der Arme 2a und 4a halt Dieses symbolisch dargestellte Stativ stellt die mechanische getrennte Funktion des Horizontal- und Vertikal- Schwenkens um horizontale und vertikale Ebenen 63 und 64 dar
Das in Fig 3 gezeigte Detail zeigt ein Schwenklager 9A, das grundsätzlich das Freischwenken des Lastarmes 2 gegenüber dem Stander 1 erlaubt Am Stander
I befindet sich jedoch eine Bremse 10a, die im eingebremsten Zustand das Lager 9a blockiert und ein Verschwenken blockiert Wird bei einem Übergewicht der Last 3 die Balance im Lager 9a verlassen, entsteht dort ein Drehmoment, das - wie symbolisch angedeutet - gemessen werden kann Eine Vaπante dazu stellt die Messeinπchtung 6d1 jedoch auch eine Winkelmesseinrichtung dar, die für alternative Messmethoden eingesetzt werden kann Werden beispielsweise die Winkelstellung zwischen dem Lastarm 2 und dem Stander 1 und der Druck in einer Messeinπchtung 6c (Fig 1)gemessen, so kann aus diesen beiden Wer¬ ten auf die Grosse der Last bzw Lastanderung geschlossen und dementsprechend eine Verstellung des Ausgleichsgewichtes 5 vorgenommen werden
Die Vaπante nach Fig 4 bezieht sich auf einen pπnzipiellen Aufbau gemäss Fιg.2 mit Schwenkbarkeit sowohl in hoπzontaler als auch vertikaler Ebene. Der Schwenkstander 40 ist bei dieser Ausbildungsform fest mit einer Wmkelverlan- gerung 40b1 verbunden, die ein Ausgleichsgewicht 5b tragt Ein Schwenken des Schwenkstanders 40 aus der Vertikalebene 64 ist möglich, wobei das Ausgleichsgewicht 5b die Balance mit den vom Schwenkstander 40 getragenen Bauteilen herstellt Bei der Variante nach Fig 4 wird mit der Messeinπchtung 6d3 ein Biegemoment an einem Biegebalken einer Bremseinnchtung 10b gemessen Ein symbolisch dargestellter Rechner oder Computer 14 wertet das Messergebnis von 6d3 aus und steuert einerseits einen Antπeb 11a der Verschiebeeinrichtung 7a am Ausgleichsarm 4 und andererseits den Antπeb
I I b am Ausgleichsarm 40b1 In Abhängigkeit von der gewählten Geometπe der Arme gibt es einen Zusammenhang zwischen der erforderlichen Einstellung des Ausgleichsgewichtes 5a und der erforderlichen Stellung des Ausgleichs¬ gewichtes 5b Erfindungsgemäss wird dieser Zusammenhang im Computer 14 berücksichtigt, so dass eine einzige Messung im Zusammenhang mit der Balance über die horizontale Schwenkebene ausreicht auch ein erfmdungsgemasses automatisches Ausbalancieren für Schwenkbewegungen aus der vertikalen Schwenkebene durchzufuhren
Eine Vaπante zu Fig 3 ist in Fig 5 dargestellt, wo ein Biegebalken 66 einer Messeinrichtung 6d2 auf Biegung belastet wird, sobald die Bremse 10a, die auf einem Mitnehmerteil 67 montiert ist, diesen auf der Welle 9a einbremst Symbolisch angedeutet ist eine Anzeige 13, an der die Unbalance abgelesen werden kann Im Rahmen der Erfindung liegen namlich auch Vaπanten, bei denen die Information über die Unbalance einer Bedienperson visuell oder akustisch mitgeteilt werden, um eine handische Balancierung zu ermöglichen
Der symbolische Aufbau gemäss Fig 6 verwendet an sich bekannte Parallelogrammlenkarme zur statischen Übertragung der Lasten bzw Kräfte und Ausgleichskrafte
Im Unterschied zur Symbolvariante nach Fig 2 sind hier die Ausgleichsgewichte nicht vollständig getrennt, zumal das Ausgleichsgewicht 5b und 5c nur gleichzeitig um die Vertikalschwenkachse 18 als auch um die Horizontalschwenkachse 9 schwenkbar sind
Das Prinzip der Anbπngung der Gewichte in der dargestellten Form ist grundsätzlich bereits bekannt und nicht bevorzugt Neu an dieser Konstruktion ist jedenfalls die erfindungsgemässe Ansteuerung der beiden Antriebe 11a und 11b sowie die Messung mittels Messeinπchtung 6d4 Fig 6 zeigt darüber hinaus eine erfindungsgemässe Besonderheit im Bereich des Fusses 23 Transportgπff 30 mit einer Griffstange 31 ermöglicht das Verschieben des Stativs in einer Vorzugsrichtung gemäss Pfeil 27a Zur Transporterieichterung ist darüber hinaus symbolisch mit Pfeil 27b dargestellt, dass das Rad 25a gegenüber dem Fuss 23 abgesenkt bzw eingezogen werden kann (symbolisch dargestellter Stellmechanismus 26) Ein Einziehen des Rades 25a fuhrt zu einem leichten Ruckwartskippen des Stativs, so dass dieses durch eine Bedienperson gut gehalten und geschoben werden kann Das Kippen reduziert ausserdem etwas die Bauhohe, sofern der Lastarm 2 nach unten geschwenkt wird
Ebenso zur Transporterieichterung dient die symbolisch dargestellte Möglichkeit der Absenkung Standers 1e relativ zu einer Hülse 28, die mit dem Fuss 23 starr verbunden ist (Pfeil 27c) Ein symbolisch dargestellter Arretierknopf 29 erlaubt das arretieren in der gewünschten Hohenstellung Durch das Tiefersetzen des Standers 1e wird nicht nur die Bauhohe reduziert sondern auch der Schwerpunkt des Stativs tiefergelegt, was der Transportsicherheit zugute kommt
Die Variante nach Fig 7 entspricht dem Pπnzip der Fig 2 insofern als eine vollständige Trennung zwischen Vertikal- und Hoπzontalschwenkbewegung vorgenommen ist Der Schwenkstander 40 mit seinem Ausgleichsarm 40b tragt das Ausgleichsgewicht 5b, das lediglich um die Vertikalschwenkachse 18 zusammen mit einer entsprechenden Schwenkbewegung des Schwenkstanders 40 möglich ist Demgegenüber ist der Lastarm 2 mit dem Ausgleichsarm 4 bzw des damit verbundenen Parallelogrammlenkers 15 bzw 17 so gestaltet, dass ein Schwenken von 15 und 17 um das hoπzontale Schwenklager 9 unabhängig vom Schwenkstander 40 möglich ist Ein Teil des Parallelogramms 17 ist in der Darstellung deckungsgleich mit dem Teil 40a
Die in diesem Beispiel vorgesehenen Messmoglichkeiten sind beispielhaft und als Alternative mit Messeinπchtung 6d oder 6h dargestellt
Ein solcher Aufbau wäre jedoch auch ohne Messeinπchtungen mit rein handischer Verstellung im Rahmen der Erfindung
Die neue und erfinderische Verstellmethode ist symbolisch in Fig 8 in einem Blockschaltbild dargestellt Eine Messeinnchtung 6, die gegebenenfalls eine Positionserfassungseinπchtung 68 umfasst, misst Unbalance-Parameter Die Messwerte werden einer Steuerung 14 zugeführt, die einerseits Berechnungen ausfuhrt und andererseits Verstellbefehle herausgibt Über eine VerStelleinrichtung 7a wird die Position des Ausgleichsgewichtes 5a direkt verstellt Der zu dieser Verstellung fuhrende Verstellwert wird in der Steuerung 14 mittels Tabellen oder Formeln zu einem Verstellwert für das
Ausgleichsgewicht 5b umgerechnet, der durch eine VerStelleinrichtung 7b realisiert wird
Das Besondere und erfmdeπsch Neue am Gegenstand der Fig 9 ist u a die Verwendung eines Kreuzrollenlagers 24 zur Lagerung des Standers 1 im Fuss 23 Das Kreuzlager 24 bildet somit das Drehlager 34 für die Drehbarkeit des Stativs um eine vertikale Achse Räder 25a und 25b sind als drehbare Räder dargestellt. Bevorzugt ist jedoch nur ein Rad oder ein Radpaar, um eine vertikale Achse schwenkbar, während ein anderes Rad oder ein anderes Radpaar im Sinne einer bevorzugten Verschieberichtung starr ist.
Zur Verhinderung einer ungewünschten Drehbewegung um eine vertikale Achse ist eine Bremseinrichtung 10c im Bereich des Drehlagers 34 vorgesehen, die über eine Versorgungsleitung 32 elektrisch lösbar ist.
Fig.10 gibt ein Gehäuse 33 für den Fuss 23 wieder.
Fig.11 bis 14 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit einer Vielzahl identischer Bauteile, was einer rationellen Fertigung erfindungsgemäss entgegenkommt. Eine Paralleiogrammführung 17 mit einzeln bezeichneten Bau- teilen 17a-f trägt das Ausgleichsgewicht 5a und eine Messeinrichtung 6h. Ein Schwenkständer 40 mit Parallelogrammführung 40b trägt das Ausgleichsgewicht 5. Ein Lagerbock 35 und damit verbundene Arme 2d und e sowie 40a 1 und 40a2 sichern bei allen Schwenkbewegungen die senkrechte Lage der Lastaufhängung 8.
Wenigstens einige der folgenden Bauteile sind zur produktionstechnischen Vereinfachung identisch. 17a entspricht 17d, 17g entspricht 2b, 17c entspricht 2c, 17f entspricht 2f, 17h entspricht 17i, 2e entspricht 2d, 5a entspricht 5b.
Ein Schwenkkopf 1b, der als Haupttragteil auf einem Drehlager 34 am Ständer 1a sitzt, hält mittels nicht sichtbarer Achse die beiden Schwenkständerarme 40a1 und
40a2 in Position. 40a1 und 40a2 könnten auch als ein einziges Stück ausgebildet sein, ebenso wie die beiden Armteile 2d und 2e. Erfindungsgemäss sind diese jedoch zweigeteilt, um einerseits die Bautiefe zu reduzieren und andererseits einen neuen erfindungsgemässen Kabelkanal zu schaffen.
Dieser Kabelkanal ist aus Fig.16 im Schnitt ersichtlich und weist im wesentlichen eine Abdeckung 36 und einen Deckel 37 auf, die den Raum zwischen den beiden rohrformigen Armen zu einem Kanal abdecken. Zur Abdeckung 36 und zum Deckel 37 hegen im Rahmen der Erfindung verschiedene Varianten, unter anderem mit Schnappemπchtungen zum Aufschnappen auf die beiden Rohre
Fig 15 zeigt in symbolischer Darstellung eines der Prinzipien der Erfindung, das auch in den Gegenstanden 11 bis 14 realisiert ist
Das Stativ gemäss Fig 17 baut im Pnπzip auf den Fig 11 bis 14 auf Erfindungsgemäss sind hier jedoch die Kniestellen - bzw Gelenke - des Stativs durch Abdeckkappen insbesondere aus Polyurethaπintegralschaum verdeckt Als weitere Neuerung ist ein Schlauchkanal 41 - vorzugsweise ein Wellschlauch - dargestellt, der in Verlängerung des Kabelkanals zwischen den Armen 2 bzw 40a Kabel, die zur Last (Mikroskop) 3 gefuhrt werden müssen schützt Bevorzugt ragt der Schlauchkanal 41 von der Ebene, in der die Arme 2 hegen, senkrecht ab Dies ermöglicht das freie Drehen der Last um eine vertikale Drehachse 69 Die Last kann somit bequem in alle gewünschten Richtungen gedreht werden, ohne dass die Kabel oder der Schlauchkanal 41 im Weg sind Durch den Schlauchkanal 41 kann erfindungsgemäss bevorzugt auch Luft abgesaugt werden, was zu Kuhlzwecken oder Evakuierungen unter einem Drape genutzt werden kann Gegebenenfalls können solche Absaugvorgange durch den Kabelkanal zwischen den Armen oder durch die Arme selbst fortgesetzt sein
Die erfindungsgemässe Brems- und Messeinrichtung entsprechend der Detailzeichnung in Fig 18 und 19 bzw Verstellvornchtung 7a für das Gewicht 5a funktioniert wie folgt. Im nicht erregten Zustand des Elektromagneten 50 wird die Bremsscheibe 46 durch den Permanentmagnet 49 über Bremsbacken 47 angezogen und eingebremst Die Bremsscheibe 46 ist über eine Spannhülse 52 starr mit einer Welle 51 verbunden Permanentmagnet und Elektromagnet sind über eine Lagerhulse 53, die am Arm 17e angeschraubt ist, starr mit diesem verbunden Die Welle 51 ist somit in diesem Zustand starr mit dem Arm 17e verbunden Ein Schwenken des Armes 17d ist über die Lager 54b grundsätzlich möglich Zwischen dem Teil 17ι und der Lagerhulse 53 ist jedoch eine Drehge¬ berscheibe 56 starr mit der Welle 51 verbunden Sie tragt starr einen Drehmitnehmer 57, der nach unten ragt und mittels Befestigungsmutter 61 einen Biegebalken 58 festhalt Der Biegebalken 58 ist zwischen zwei spielfrei gehaltenen Anschlagen 59 gehalten Die Anschlage 59 befinden sich starr in einem Messkorper 65 der Messeinπchtung 6h Letzterer ist zur Verdeutlichung geschnitten dargestellt Der Messkorper 65 ist starr mit dem Teil 17ι und damit mit dem Teil 17d verbunden Ein Schwenken desselben über seine Lager 54 ist somit hintangehalten
Eine Schwenktendenz fuhrt jedoch zu einer Biegebelastung des Biegebalkens 58 Auf diesem sind Dehnmessstreifen 60 montiert, die als Messergebnis elektrische Spannungsimpulse einer entsprechenden Steuerung moderieren
Selbstverständlich können an Stelle von Dehnmessstreifen und Biegebalken auch andere Messelemente wie beispielsweise Piezoelemente o dgl in an sich bekannter Form die beispielhaft dargestellte Vaπante ersetzen
Eine bevorzugte Mess- und Steuerroutine ermöglicht erfindungsgemäss das unterschiedlich schnelle Ansteuern der Ausgleichsgewichte So kann beispielsweise bei Spannungswerten zwischen plus/minus 10 Volt der Befehl für eine Schnellverstellung ausgelost werden, wobei zwischen plus/minus 5 Volt eine normale Verstellgeschwindigkeit induziert wird und im Bereich zwischen plus/minus 2 Volt nach einer Spannungsrampe ein verlangsamtes Fahren zum gewünschten Einstellwert des Ausgleichsgewichtes vorgegeben ist Ebenso sind im Rahmen der Computersteuerung 14 Varianten denkbar, mit Wartezeiten zwischen aktuellen Messergebnissen und aktuellen Verschiebevorgangen Gemessen wird in der Regel mit angezogenen Bremsen Geloste Bremsen ermöglichen einer Bedienperson die Stellung des Stativs zu verandern
Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung sind, abgesehen von Kraftmessungen, auch Absolut-Positionsmessungen der oder wenigstens eines Ausgleichsgewichtes 5a relativ zu seinem Tragerarm (17e) vorgesehen Ein optischer oder magnetischer Balkencode 70 wird durch ein magnetisches oder optisches Sensorelement 71 abgetastet Das Sensorelement ist direkt oder indirekt mit dem Ausgleichsgewicht 5a verbunden, so dass dessen Position am Arm 17e feststellbar ist Absolutpositionsmessungen haben den Vorteil, gemäss einer weiteren Ausbildung der Computersteueruπg 14 in Abhängigkeit von Lastanderungen mit dem Ausgleichsgewicht 5 gezielt auf eine bestimmte Ausgleichspositionen fahren zu können Grundeinstellungen bzw Eichungen sind demzufolge auch möglich So kann der Steuerung beispielsweise bereits beim Montieren eines Zusatzteiles an der Last (Lasterhohung) das ungefähre Gewicht dieses Bauteils angeben werden worauf die Steuerung noch ohne Durchfuhren einer Messung bei der Messeinπchtung 6a eine Positionierung (Neupositionierung) des Ausgleichsgewichtes vornehmen kann Eine besonders einfache Vaπante ist auf jenen Faktor gestutzt, der in Abhängigkeit von der Geometrie des Stativs ermittelt wird Beim Verschieben eines der Ausgleichsge¬ wichte entsprechend einem Messergebnis in die eine oder andere Richtung wird automatisch das andere Ausgleichsgewicht um eine faktonell verkürzte oder verlängerte Wegstrecke verschoben Dies kann durch entsprechende Drehzahlregelung der Stellantπebe oder unterschiedliche Gewindesteigungen von Spindeln 12 usw erzielt werden
Der Aufbau gemäss Fig 20 stellt eine Alternative dar, die wiederum mit nur einem Ausgleichsgewicht 5d auskommt Im dargestellten vertikalen Schwenkzustand kann mittels Justierung von 5d - vergleichbar einer Waage - im ungebremsten Zustand die Last 3 (für die Hoπzontalschwenkbewegunbg) kompensiert werden, so dass das Stativ über der Vertikalschwenkachse 18 in Ruhe steht Gemessen wird dazu an einer Libellenkonstruktion 19b o dgl an einem der jetzt waagrechten Balken (z B 2c) Entweder über einen hier nicht ge¬ zeigten Rechner oder wie gleich erwähnt kann zur Ausbalancierung des Systems für das Schwenken in der Vertikalebene der untere Teil des Armes 17d und der Arm 40b3 mittels Spindeltπeben 11d bzw 11e verschoben werden, so dass dies zu einer Annäherung des Ausgleichsgewichtes 5d oder zu einer Entfernung desselben vom Vertikalschwenklager 18 fuhrt Derart ist eine Ausbalancierung für die Vertikalschwenkbewegung erzielbar, so dass auch bei schraggestellten Armen 40a/b bzw 17d Gleichgewicht herrscht
Anstelle der rechnerischen Justierung der Stelltriebe 11d,e kann gemäss einer Vaπante auch mittels zweitem Messgerat 19c eine Balance im aus der Vertikalen geschwenkten Lage gemessen werden, um die Stelltriebe 11d,e anzusteuern Bezugszeichenliste
1a,c Ständer, vorzugsweise am Boden rollbar; ist nur symbolisch mit geradem Stab dargestellt; könnte auch C-förmig, kastenförmig oder vergleichbar aufgebaut sein; muss nicht zwingend für eine Bodenmontage bzw. Aufstellung dienen sondern könnte auch umgekehrt sein und an einer Decke, sonstigen Flächen oder Einrichtungsgegenständen - gegebenenfalls verfahrbar - montiert sein.
1b Ständerkopf, ist ein Bauteil, der den Ständer nach oben hin zur Aufnahme der schwenkbaren Teile des Stativs abschliesst und insbesondere selbst drehbar am Ständer 1 sitzt.
2,a, Lastarm, eventuell aus mehreren Stäben aufgebaut; z.B. eine oder mehrere Parallelogrammführungen
3 Last, z.B. Mikroskop, könnte aber auch ein beliebiger Bauteil sein, der an einem Stativ zu halten ist, z.B. Roboterarm, Fernrohr o.dgl.
4,a, Ausgleichsarm, eventuell aus mehreren Stäben aufgebaut; z.B. eine oder mehrere Parallelogrammführungen
5a-d Ausgleichsgewicht verschiebbar; kann einstückig oder insbesondere geteilt sein. Einer von verschiedenen Aspekten der Erfindung ist, dass zwei getrennte Ausgleichsgewichte für zwei von einander bewegungsgetrennte Aus¬ gleichsfunktionen, nämlich um eine vertikale und um eine horizontale Ebene (63) pendeln;
6a-h Messeinrichtung für Kräfte, Kräfteänderungen bzw. Gewichte oder
Gewichtsänderungen am Lastarm, insbesondere zur Druck-, Zug-, Biege- oder Drehmomentmessung an Stellen des Stativs, an dem solche Messwerte direkt oder indirekt abgenommen werden können;
7a-c Verschiebeeinrichtung für ein Ausgleichsgewicht; umfasst z.B. Gleit¬ oder Rollenführungen, Antriebsriemen, -spindein o.dgl. und einen Antrieb 11 sowie geeignete Lagerungen und Verbindungen; 8 Lastaufhangung umfasst Vornchtungen zur Aufnahme eines Mikroskops oder sonstiger Lasten, insbesondere umfasst die Lastaufhangung gemäss einer Weiterbildung der Erfindung auch ein eigenes - dem Balanciersystem des Sta- tivs selbst entsprechendes - Balanciersystem mit Last- und Ausgleichsarmen sowie Messeinrichtungen und Ausgleichsgewichten,
9 Schwenkachse (Hoπzontalschwenkachse) für den Lastarm 2 am und/oder Ausgleichsarm 4, an der diese aus einer hoπzontalen Ebene 63 schwenken können,
10 a-e Bremseinπchtung zur Abbremsung bzw gegenseitigen Fixierung von zueinander beweglichen Bauteilen,
11a-c Antπeb, vorzugsweise elektπscher, zur Bewegung eines Ausgleichsgewichtes,
11d,e Antπebe zum Verandern von einer Stativarmgeometπe, insbesondere Verlangern oder Verkurzen der Arme 17d und 40a3 bzw 40b3, die erwähnten Arme werden gleichförmig veriangert oder verkürzt, die dafür verwendeten Bauteile sind nur symbolisch dargestellt, einem Fachman bieten sich im Detail dafür verschiedenste Losungen an wie Parallelspindeln bzw -fuhrungen, Teleskopverbindungen usw
12 Antπebsspindel, vorzugsweise selbsthemmende, zum Antrieb eines Ausgleichsgewichtes,
13 Display, kann herkömmlicher Zeiger oder elektπsches Display sein z.B CRT, LCD, LED usw zum fakultativen Anzeigen von Mess- oder Verstellwerten
14 Messwertwandler, Steuerung, Logik bzw Computer usw erkennt, errechnet und verwendet u U. das Messergebnis der Messeinrichtung 6 - eventuell tabellengestutzt - zum positionsbestimmten und/oder geregelten (try and error) Ansteuern des Antπebes 11 zur Positionierung eines Ausgleichsge- wichtes, 15 Parallelogrammfuhrung für den Lastarm und entspricht dem Lastarm 2 in einer bevorzugten Ausführungsform, ermöglicht auch das Senkrechthalten des Lasthalteteils 8 selbst bei einer Schwenkbewegung über die Vertikalschwenkachse 18 oder Hoπzontalschwenkachse 9, wie dies an sich schon bei Tischlampenstandern und bei KFZ-Parallellenkern bekannt ist,
16 Zugarm hoπzontal (a) vertikal (b)
17 Parallelogrammfuhrung für den Ausgleichsarm 4 bzw zur Verlagerung des Ausgleichsarm.es und des Ausgleichsgewichtes nach unten, um den
Schweφunkt tiefer zu legen, entspricht dem Ausgleichsarm 4 in einer bevorzugten Ausführungsform,
18 Drehpunkt bzw Schnitt durch Drehachse bzw Schwenkachse (Vertikalschwenkachse), um den das Stativ aus einer vertikalen Ebene schwenken kann
19 Winkel- Neigungssensor,
19b,c Neigungssensoren (Wasserwaagen)dιe im ungebremsten Zustand des Stativs gemäss Fig. 20 in der Lage sind, eine Balance über dem Vertikalschwenklager 18 festzustellen, eine Balance in der dargestellten Lage - bei vertikalem Arm 40 gemessen am Sensor 19b - bedeutet gute Justierung des Ausgleichsgewichtes 5d Im Bedarfsfall wird mittels VerStelleinrichtung 7c das Ausgleichsgewicht nach Änderung der Last 3 neu justiert Ein Stellantrieb 11c wirkt auf das Gewicht 5d beispielsweise mittels Gewindestange Die Justierung für die Schwenkbewegung aus der Hoπzontalebene erfolgt durch eine erfindungsgemässe Langenverstellung der Arme 17d und 40a3 bzw 40b3, so dass der Schwerpunkt des Ausgleichsgewichtes 5d bzw des mit ihm verbunde- nen Gestänges usw gegenüber dem Vertikalschwenklager 18 tiefer oder hoher gelegt bzw von diesem Lager 18 entfernt oder angenähert wird Durch diese neue Massnahme ist es möglich, sich ergebendes Ungleichgewicht bei Schräglage der Arme 40a, b bzw 17d auszubalancieren Dieses kann permanent durch kontinuierliche Messung mittels Sensor 19c erfolgen oder auch wie bei anderen erfinderischen Losungen zwangsgekoppelt sein mit der Einstellung des Ausgleichsgewichtes 5d Der Unterschied dieser Vaπante liegt somit dann, dass kein eigenes Gewicht für die Vertikalschwenkbalaπcierung vorgesehen ist, sondern das Horizontalausgleichsgewicht 5d auch für diesen Ausgleich herangezogen wird. Nachteilig ist dabei gegenüber den Varianten mit völliger Trennung zwischen den beiden Ausgleichsgewichten, dass eine einmal eingenommene Ausgleichsstellung nur für eine Last ideal funktioniert; daher wäre bei einem solchen Aufbau eine laufende Justierung bevorzugt.
20 Linie
21 Führung
22 Einstellvorrichtung, z.B. Befehlsknopf und Steuerung
23 Fuss des Stativs, dient zur Abstützung auf dem Boden, ist aber auch umgekehrt als Halteteil an einer Decke o.dgl. denkbar mit modifizierten Halteelementen (keine Rollen);
24 Kreuzrollenlager als Ersatz von zwei Kugel- oder Wälzlagern
25 Räder für Fuss, können starr (nur eine bevorzugte Transportrichtung) oder drehbar befestigt sein; sind bevorzugt fixierbar oder durch parallele
Aufstellfüsschen vom Boden abhebbar oder gegenüber dem Fuss 23 bzw. in diesen einziehbar, um ein Absetzen des Fusses am Boden zu ermöglichen;
26 Stellmechanismus, z.B. Stellschraube
27 a.b.c Pfeile
28 Hülse, nimmt den Ständer formschlüssig auf und übernimmt gegebenenfalls eine Drehlagerfunktion;
29 Arretierknopf zum Arretieren der Teleskopverschiebbarkeit des Ständers 1 in der Hülse 28
30 Transportgriff zum Schieben oder Ziehen des Stativs; durch eine spezielle Griffstange 31 gibt er bevorzugt eine besondere Transportrichtung (Pfeil 27a vor); 31 Griff stange
32 elektrische oder optische Versorgungsleitung o.dgl. für Funktionen des Stativs, z.B. Bremsen oder der Last (Mikroskop);
33 Gehäuse des Fusses 23, zur Tieferlegung des Gesamtschwerpunkts des Stativs aus Gussmaterial o.dgl. und/oder aus Kunststoff überzogen bzw. ausgebildet;
34 Drehlager
35 Lagerbock
36 Abdeckung für Kabelkanal zwischen parallelen Armen des Stativs;
37 Deckel für Kabelkanal
38 Befestigungsschraube zum Verbinden von Abdeckung 36 und Deckel 37; die Abdeckung kann gegebenenfalls mit den Armen verklebt sein oder auch nur mittels Schrauben 38 gehalten werden;
39 Klebestellen;
40a-c Schwenkständer;
40a Schwenkständer ist der im Ruhezustand senkrechte Bauteil, der das Horizontalschwenklager 9 trägt bzw. dieses in die Höhe hält; seine Funktion ist es, beim Schwenken aus einer Vertikalebene 64 das Schwenklager 9 und damit den Lastarm 2 seitlich zu verschieben, so dass die Last 3 von der Vertikalebene 64 und auf sie zu bewegt werden kann; er verfügt über eine vertikale
Verlängerung unterhalb des Vertikalschwenklagers 18, die als Ausgleichsarm dient und das Ausgleichsgewicht 5b aufnimmt;
40b Schwenkständerausgleichsarm; der Schwenkständer 40a und der Schwenkständerausgleichsarm 40b entsprechen von ihrer Funktion her einem Last- und Ausgleichsarm, vergleichbar mit den Armen 2 und 4; dies ist auch eine Besonderheit an der Erfindung, dass die Ausgleichsfunktionen derart vollständig getrennt und über den Schwenkständer 40 mit dem Horizontallager 9 und das Vertikallager 18 wieder integriert sind;
41 Schlauchkanal - insbesondere Wellschlauch - dient der Aufnahme und dem Schutz von elektrischen oder optischen Versorgungskabeln für die Last 3 und stellt eine Fortsetzung der Kabelkanäle 44 zwischen den Stativarmen dar; er ist insbesondere längsachsenzweiteilig, so dass er zur Entnahme von Kabeln über seine Länge geöffnet werden kann;
42 Mikroskopaufhängung, könnte eine herkömmliche sein, wie im erwähnten Stand der Technik angegeben, wird jedoch bevorzugt nach einem neuen erfinderischen Prinzip gebaut, das Gegenstand einer am gleichen Tag eingereichten Patentanmeldung ist "m.Z.: R-P-3623-CH", auf die zu Kombinationszwecken ausdrücklich Bezug genommen wird.
43 a-d Abdeckkappe, aus vorzugsweise allseitig geschlossenem Integralschaum, ist zu Servicezwecken leicht abnehmbar an den Gelenke aufweisenden Stellen des Stativs angebracht und verhindert im Falle von Zusammenstossen Verletzungen oder Beschädigungen; als weiterer Vorteil ist das geringe Gewicht und die beliebige Formbarkeit herauszuheben, die dem Stativ mit geringen Mitteln auch ein gefälliges Aussehen verleiht;
44 Kabelkanal
45 Schlittenführung für Ausgleichsgewicht 5 am Ausgleichsarm; in den Figuren ist nur eine Schlittenführung für das Ausgleichsgewicht 5a dargestellt; für das Ausgleichsgewicht 5b ist bevorzugt eine identische Schlittenführung vorgesehen, so dass diese nicht näher angegeben werden muss;
46 Bremsscheibe einer Bremse 10;
47 Bremsbacke, ist vorzugsweise ein Polschuh eines Magneten 49, könnte jedoch auch aus einem anderen - nichtmagnetischen - Material aufgebaut sein, um eine zu Metall unterschiedliche Bremswirkung zu erzielen; gegebenenfalls handelt es sich dabei auch nur um einen dünnen Überzug eines Polschuhs eines Magneten 49; 48 elektrische Steueranschlüsse für den Verstellantrieb 11 der Versteileinrichtung 7 für die Ausgleichsgewichte 5 und/oder für einen Elektromagnet 50 der Bremse 10;
49 Permanentmagnet;
50 Elektromagnet ist so gepolt, dass er im erregten Zustand die Magnetkraft des Permanentmagneten 49 aufhebt;
51 Welle in der Bremse 10, dient der Drehmomentübertragung bei eingebremster Bremse 10;
52 Spannhülse, dient der Befestigung der Bremsscheibe 46 auf der Welle 51 ;
53 Lagerhülse, dient der Halterung von Kugellagern 58 über der Welle 51 im Bauteil 17e der Parallelogrammführung 17;
54 Lager, z.B. Kugel-, Rollen- oder Nadellager, dienen der reibungsminimierten Lagerung der zueinander beweglichen Bauteile bzw. Arme des Stativs; als erfindungsgemässer Effekt ergibt sich daraus eine besonders leichte Handhabung des Stativs bei geöffneten Bremsen, so dass eine Bedienperson - gute Balancierung vorausgesetzt - so wenig wie möglich ermüdet, widerstandsfrei und hochpräzise die Last, insbesondere ein Operationsmikroskop positionieren kann;
55 Spanndeckel, dient zum Abdecken des Wellenstummels der Welle 51 und gegebenenfalls zum Spannen der Lager 54b;
56 Drehgeberscheibe ist mit der Welle 51 starr verbunden und überträgt derart Drehmomente mittels Drehmitnehmer 57 relativ zum auf der Welle 51 frei drehenden Arm 17d der Parallelogrammführung 17;
57 Drehmitnehmer;
58 Biegebalken, ist mit dem Drehmitnehmer mittels Mutter 61 starr verbunden und gegenüber dem Arm 17d bzw. Teil 17i an je einem Anschlag 59a, b angeschlagen; die Anschläge 58 sind mit einem Messköφer 65 verbunden, könnten aber auch einstückig mit diesem ausgebildet sein; sie sind bevorzugt rund und liegen spielfrei am vorzugsweise ebenso runden Biegebalken 58 an, so dass Bewegungen zwischen beiden möglichst friktionsfrei erfolgen können;
59 a,b Anschlag;
60 DMS, Dehnmessstreifen ist am Biegebalken in an sich bekannter Art aufgebracht und erlaubt eine Messung der Biegung desselben unter der Kraft, die auf ihn über den Drehmitnehmer 57 übertragen wird; das Messergebnis ist proportional zum Drehmoment, das von der Bremse 10d und der Welle 51 gegenüber dem Arm 17d übertragen wird;
61 Mutter;
62 Aufnahmezapfen;
63 horizontale Ebene;
64 vertikale Ebene;
65 Messköφer;
66 Biegebalken
67 Mitnahmeteil
68 Positionserfassung
69 Vertikale Drehachse
70 Balkencode
71 Sensorelement

Claims

Patentansprüche
1. Stativ mit einem gegenüber dem Boden abgestützten Hauptschwenklager (18) für wenigstens je einen Last- und je einen Ausgleichsarm (2,4), die einerseits je für die Aufnahme einer Last (3) und andererseits für ein Ausgleichsgewicht (5), welches aus zwei Teilgewichten (5a,b) zusammengesetzt ist, dienen, dadurch gekennzeichnet, dass einem Teilgewicht (5a) nur die Horizontalschwenkachse (9) und die Last-' und
Ausgleichsarme (2,4) zugeordnet sind, während dem anderen Teilgewicht (5b) nur eine Vertikalschwenkachse (18) und ein Schwenkständer (40) zugeordnet sind, der die Horizontalschwenkachse (9) abstützt. (Fig.2)
2. Stativ zum Tragen einer Last (3), insbesondere zum Tragen eines
Mikroskopes, z.B. eines Operationsmikroskops mit einem Hauptständer, der ein vertikales Schwenklager (18) für das relative Hin- und Herbewegen der Last (3) trägt, mit einer vertikalen Armkonstruktion (17,40) an diesem Vertikalschwenklager (18), die ein Horizontalschwenklager (9) für das Auf- und Abbewegen der Last
(3) an einer horizontalen Armkonstruktion (2.
4) trägt, insbesondere nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass so¬ wohl der vertikalen Armkonstruktion (40) als auch der horizontalen Armkonstruktion (15,17) je mindestens ein Ausgleichsgewicht (5a,b) zugeordnet ist, das jeweils um das seiner Armkonstruktion zugeordneten Schwenklager (9,18) zum Ausbalancieren allfälliger vertikaler bzw. horizontaler Unbalancen verschwenkbar ist.
J • Stativ insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Ausgleichsgewicht (5) ein Verstellmechanismus (7) zuge- ordnet ist, wobei die Verstellmechanismen (7) vorzugsweise über eine
Kopplung (14) gekoppelt sind, wobei die Kopplung elektrisch bzw. elektronisch erfolgt und gegebenenfalls eine Software aufweist, die einen Multiplikationsfaktor, eine Formel oder eine Tabelle zum Berechnen der Verschiebeparameter der gekoppelten Ausgleichsgewichte umfasst.
Stativ zum Tragen einer Last (3), insbesondere eines Operationsmikroskops, insbesondere nach einem der vorhergehenden
ERSATZBLATT ISA/EP Ansprüche, mit einem Ständer (1) mit wenigstens einem Lastarm (2) für die Last (3) und wenigstens einem Ausgleichsarm (4) für ein Ausgleichsgewicht (5), das entlang des Ausgleichsarms (4) mittels elektrischer femgesteuerter Verschiebeeinrichtung (7) verschieblich ist. um Gewichtsänderungen am oder des Lastarms (2) gegenüber dem Ständer
(1) auszubalancieren, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichsgewicht (5) zweigeteilt ist, wobei annähernd das eine Teilge¬ wicht (5a) dem absoluten Gewicht der Last (3) und das andere Teilgewicht (5b) dem absoluten Gewicht des Lastarmes (2) und Ausgleichsarmes (4) zusammen mit Last (3) und Ausgleichsgewicht (5a) entspricht, wobei vor¬ zugsweise beide Teilgewichte (5a,5b) femgesteuert mittels geteilter Verschiebeeinrichtung (7a,7b) verschiebbar sind.
5. Stativ insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Einrichtung (6) zur Erfassung des Gleichgewichtszustandes des Stativs, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung eine Messeinrichtung zur lastabhängigen Messung des Gleichgewichtszustandes ist, die erste Verschiebeparameter für das erste Teilgewicht (5a) der einen Verschie¬ beeinrichtung (7a) zuführbar macht, und dass erή Rechner (14) vorgesehen ist, der aus den ersten Verschiebeparametern zweite
Verschiebeparameter für das zweite Teilgewicht (5b) ermittelt und der zweiten Verschiebeeinrichtung (7b) zuführbar macht, so dass in Abhängigkeit von der Gewichtsänderung der Last (3) beide Verschiebeeinrichtungen (7a und 7b) automatisch aktivierbar sind und beide Teilgewichte (5a und 5b) automatisch justierbar sind.
6. Stativ nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (6) als gegebenenfalls mikro¬ mechanischer bzw. mikroelektronischer Druck-, Biege-, oder Drehmomentsensor ausgebildet ist und im Bereich der Lastaufhängung
(8), des Ständers (1), am Last-, Ausgleichsarm (2,4) oder bei einer ins¬ besondere arretierbaren Schwenkachse (9) für wenigstens einen der Arme (2,4) oder bei mit den erweiterten Bauteilen verbundenen Armen bzw. Schwenkachsen (Parallelogrammträger) angeordnet ist.
Stativ nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebeeinrichtung
(7) bzw. ein Antrieb (11)
ERSATZBLATT ISA/EP dafür in Abhängigkeit von den Messwerten der Messeinrichtung (6) mit unterschiedlichen Vorschubgeschwindigkeiten betreibbar ist und dass er vorzugsweise über eine - gegebenenfalls selbsthemmende - Antriebs¬ spindel (12) zumindest mittelbar mit dem Ausgleichsgewicht (5a) verbunden ist
8. Stativ nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einem Ausgleichsgewicht (5) eine Absolutpositionsbestimmungseinrichtung (70) zugeordnet ist, für das Feststellen einer Istposition des Ausgleichsgewichtes (5) relativ zum zugehörigen Ausgleichsarm, wobei diese vorzugsweise mit einem Com¬ puter (14) verbunden ist, der die Ausgangsposition des Ausgleichsgewichtes (5) bestimmt und den Antrieb (11) ansteuert zur Positionierung des Ausgleichsgewichtes (5).
9. Stativ nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Ausgleichsgewicht (5) eine Abso¬ lutpositionsbestimmungseinrichtung (70) zugeordnet ist, und dass eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die den Antrieb (11) wenigstens eines Ausgleichsgewichtes (5) in Abhängigkeit von der Position des anderen
Ausgleichsgewichtes - gegebenenfalls über Tabellen oder errechnete Faktoren - so ansteuert, dass dieses auf eine bestimmte, durch die Absolutpositionsbestimmungseinrichtung (70) erfassbare Position verschoben wird, wobei die Absolutpositionsbestimmungseinrichtung vor- zugsweise einen lichtoptischen Sensor (71) und einen Markierungscode
(7) umfasst.
10. Stativ mit wenigstens einer Parallelführung (15) für einen Lastarm (2a) und wenigstens einer zweiten, vertikalen Parallelführung (16) für einen Ausgleichsarm (4a), wobei beide Führungen (15,16) miteinander gekop¬ pelt sind, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine bzw. die Messeinrichtung (6) im Bereich der vertikalen Parallelführung (15) angeordnet ist und über eine Steuerung (14) je einen - vorzugsweise elektrischen - Antrieb (11a,b) zur Verschiebung von wenigstens je einem Ausgleichsgewicht (5b, c) auf der ersten und der zweiten Parallelführung (15,16) oder auf zwei unterschiedlichen Armen einer der beiden Parallelführungen (15,16) auf¬ weist.
11. Stativ mit wenigstens einer Parallelführung (15) für den Lastarm (2a) und wenigstens einer zweiten Parallelführung (16) für den Ausgleichsarm (4a) und wenigstens einer dritten Paralleiführung (17) für eine Bewegungs¬ übertragung zwischen erster und zweiter Parallelführung (15,16), wobei wenigstens ein Verstellantrieb (11) für die Verstellung der Geometrie der zweiten Parallelführung (16) vorgesehen ist, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem
Verstellantrieb (11) eine Messeinrichtung (6) - bevorzugt im . Vertikalschwenklager (18) der dritten Parallelführung (17) zugeordnet ist, die in Abhängigkeit von Gewichtsänderungen an der Last (3) die Geometrie der dritten Parallelführung (17) zur Schweφunktsveriagerung des Ausgleichsgewichtes (5) in bezug auf das Vertikalschwenklager (18) verändert.
12. Stativ mit zwei verstellbaren Ausgleichsgewichten (5) insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kopplung der beiden Ausgleichsgewichte (5) über eine formein- oder tabellengestütze elektronische Steuerung (14) und je einen Antrieb (11) erfolgt, wobei vorzugsweise zusätzlich eine EinStellvorrichtung (22) für das manuelle Vornehmen einer Grundeinstellung in Abhängigkeit vom Gewicht der Last (3) von Hand oder mittels des Antriebes (11) vorgesehen ist, und dass eine Feineinstellung mittels elektronischer Messeinrichtung (6),
Steuerung (14) und elektrischem Antrieb (11) durchführbar ist.
13. Stativ insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle oder zusätzlich zur Messeinrichtung (6) direkt oder indirekt mit einem der Arme (2,4) ein mechanischer
Messwertgeber verbunden ist, insbesondere in Form eines Weggebers vorgesehen ist, der gleichzeitig als Anschlag zum Schutz vor zu grösser mechanischer Verformung der Messeinrichtung mit einem Gegenanschlag zusammenwirkt, und/oder gegebenenfalls zusätzlich als Weggeber für ei- nen elektrischen Endschalter, der mit dem Verstellantrieb veΦunden ist, ausgebildet ist, wobei vorzugsweise zwischen Weggeber und Schalter eine, gegebenenfalls einstellbare, FederQ angeordnet ist, und/oder dass vorzugsweise der Schalter als Steuerglied einen elektrischen Antrieb zur - bevorzugten Not- bzw. Sicherheitsverstellung wenigstens eines Ausgleichsgewichtes (5) ansteuert.
14. Stativ nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu allfälligen messwertunterstützten VerStelleinrichtungen für Ausgleichsgewichte eine handbetätigbare, gegebenenfalls fernwirkende Antriebssteuerung und/oder eine stromlose Notlaufhandeinstellvorrichtung vorgesehen ist.
15. Stativ nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (14) des Verschiebeantriebs (11) mit der Bremseinrichtung (IO)gekoppelt und gegebenenfalls mit einer Zeitverzögerungsschaltung versehen ist, so dass eine Messung und/oder Verschiebung nur bei angezogener Bremseinrichtung (10) - gege¬ benenfalls zeitverzögert - erfolgt.
16. Stativ nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Last (3) bzw. Lastaufhängung (8) weitere automatische Verschiebeeinrichtungen für die Last (3) oder
Ausgleichsgewichte (5) an der Last (3) mit einer bevorzugten Wirkrichtung senkrecht auf die Ebene, in der die Arme (2,4) liegen, angeordnet sind.
17. Stativ insbesondere für Operationsmikroskope, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Teile, insbesondere Arme des Stativs aus faserverstärkten Verbundstoffen aufgebaut sind, beispielsweise aus Glasfaserverstärktem Kunststoff, GFK, Karbon bzw. Kohlenstoffasern, Aramid- oder Kevlar-Fasem.
18. Stativ insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ständer (1) - gegebenenfalls teleskopartig - relativ zum Fuss (23) höhenverstellbar und/oder kippbar ist, und/oder dass wenigstens eines von mehreren Rädern (25) des Fusses (23) gegenüber diesem - insbesondere fembedienbar - über das Mass üblicher Nivellierung einziehbar ist, wobei vorzugsweise bei einem Ständer (1), der gegenüber dem Fuss (23) drehbar gelagert ist, dieser via ein Kreuzrollenlager (24) gegenüber dem Fuss (23) abgestützt ist.
19. Stativ mit elektromagnetisch lösbaren Bremsen in den Gelenken, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Elektromagneten (50) eine Schaltung zugeordnet ist, die beim Stromfreimachen des Elektromagneten (50)(beim
Einbremsen) die Spannung an der Spule des Elektromagneten (50) stufenförmig oder nach einer Rampe abbaut, und/oder dass als Andrückelement für den eingebremsten Zustand der Bremsen (10) ein Permanentmagnet (49) vorgesehen ist, dessen Magnetismus durch den Elektromagnet (50) für den gelösten Zustand aufhebbar ist.
20. Stativ, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lastarm (2) von der Horizontalschwenkachse (9) bis zur Last (3) gleich lang, vorzugsweise identisch geformt ausgebildet ist, wie der ihn tragende vertikale
Schwenkarm (40a) von der Vertikalschwenkachse (18) bis zur Horizontal¬ schwenkachse (9), wobei beide gegebenenfalls in zueinander parallelen Ebenen liegen und an der Horizontalschwenkachse (18) miteinander ver¬ bunden sind.
21. Verfahren zum Ausbalancieren eines Stativs, insbesondere für ein Operationsmikroskop mit einem Ständer (1) mit wenigstens einem Lastarm (2) für die Last (3) und wenigstens einem Ausgleichsarm (4) für ein elektrisch femsteuerbares Ausgleichsgewicht (5), das entlang des Ausgleichsarms (4) mittels Verschiebeeinrichtung (7) verschieblich ist, um
Gewichts- oder Lageänderungen am oder des Lastarms (2) gegenüber dem Ständer (1) auszubalancieren, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweigeteiltes Ausgleichsgewicht (5a, 5b) vorgesehen wird, und dass unmittelbare am Stativ, z.B. am Ständer (1), am Last- (2) oder Ausgleichsarm (4) direkt oder indirekt mittels Messeinrichtung (6) das
Gewicht oder die Gewichtsänderung der Last (3) gemessen wird, worauf ausgehend von dem Messwert eines der Ausgleichsgewichte (5a) an seinem Ausgleichsarm verschoben wird, um die Gewichtsänderung der Last (3) zu kompensieren, worauf ein zweiter Verschiebeparameter z.B. mittels Formel, Tabelle o.dgl. für das zweite Ausgleichsgewicht (5b) generiert wird, worauf dieses Ausgleichsgewicht (5b) in eine Lage verschoben wird, in der es das Gewicht der Last (3) und des Lastarmes (2) mit dem Ausgleichsarm bzw. die sich daraus ergebenden Biege oder daraus resultierenden Drehmomente bei einer Schwenkung um das Vertikalschwenklager (9) auszugleichen imstande ist bzw. die Balance des Stativs über dem Ständer (1) herzustellen imstande ist, wobei gegebenenfalls zusätzlich oder alternativ mittels einer Messeinrichtung
(6b,c,e) der Druck in oder an zug- oder druckbelasteten Bauteilen des Stativs gemessen wird, und/oder dass mittels Messeinrichtung (6a,f) ein Biegemoment an oder zwischen zwei Bauteilen des Stativs gemessen wird, und/oder mittels Messeinrichtung (6d) ein Drehmoment an oder zwi- sehen zwei Bauteilen des Stativs - insbesondere um eine während der
Messung festgehaltene Schwenkachse eines Armes (2,4) - gemessen wird.
22. Verfahren nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass der Messwert der Messeinrichtung (6) mittels Messwertwandler, Steuerung oder Computer (14) in wenigstens eine Steuergrösse für wenigstens einen elektrischen Antrieb (11) umgewandelt und diesem Antrieb (11) zugeführt wird, worauf der Antrieb (11) das Ausgleichsgewicht (5) - vorzugsweise in Abhängigkeit vom Messwert - in wenigstens zwei unterschiedlichen Richtungen und Geschwindigkeiten verschiebt, sowie gegebenenfalls in der neuen Position z.B. mittels Bremsen fixiert.
23. Verfahren zum Verstellen von zwei voneinander unabhängigen Ausgleichsgewichten (5a, b), dadurch gekennzeichnet, dass das eine Ausgleichsgewicht (5b) für den Ausgleich eines geänderten statischen
Gewichtes der Last (3) an ihrem horizontalen Lastarm bzw. Ausgleichsarm und das andere Ausgleichsgewicht (5a) für den Ausgleich des Gewichtes des horizontalen Lastarmes und der Last sowie des ersten Ausgleichsgewichtes während des Schwenkens der Vertikalbauteile des Stativs dient, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei durch die Messeinrichtung (6) die statische Gewichtsänderung der Last (3) ermittelt wird und dementsprechend das Ausgleichsgewicht (5c) verschoben wird, worauf dieser Messwert in eine Rechnung eingebracht wird, mit der die erforderliche Ausgleichsposition des Ausgleichsgewichts (5a) berechnet wird, worauf das Ausgleichsgewicht (5a) vorzugsweise mittels elektrischem Antrieb in diese Ausgleichsposition verschoben wird.
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