DE3206789A1

DE3206789A1 - Gelenkiger tragarm

Info

Publication number: DE3206789A1
Application number: DE19823206789
Authority: DE
Inventors: Sasaki Tokyo Hiroshi
Original assignee: Mitutoyo Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Mitutoyo Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1981-02-27
Filing date: 1982-02-25
Publication date: 1982-12-16
Also published as: JPS57144399A; DE3206789C2; US4402481A; JPS6110717B2; BR8201022A

Description

Gelenkiger Tragarm

Die Erfindung bezieht sich auf einen gelenkigen Tragarm für eine Vorrichtung, z.B. ein Meßinstrument, einen Beleuchtungskörper, ein Werkzeug, ein medizinisches Gerät od. dergl., mittels dessen eine solche Vorrichtung in jeder beliebigen Ausrichtung feststellbar ist.

Bei einem bekannten Tragarm der vorstehend genannten Art sind wenigstens zwei relativ zueinander verschwenkbare Armteile über ein feststellbares Gelenk miteinander verbunden. Bekannte Ausführungsformen eines solchen Tragarms sind z.B. in den US-Patentschriften 3 24-0 51 65 und 3 910 538 (entsprechend der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung 16 563/75) beschrieben.

Ein bekannter Tragarm der vorstehend bezeichneten Art mit zwei relativ zueinander verschwenkbar über ein feststellbares Gelenk miteinander verbundenen Armteilen weist die folgenden Nachteile auf:

Beim Einstellen des Winkels zwischen den beiden Armteilen wird die am freien Ende des äußeren Armteils gehr"'^ne Vorrichtung gegenüber einem feststehenden Teil, jcn. welchem das innere Armteil mit einem Ende angebracht ist, verstellt. Gewöhnlich sind die Halterung für die Vorrich-

^ou tung und das innere Armteil jeweils über ein Gelenk mit dem äußeren Armteil bzw. dem feststehenden Teil verbunden. Diese Gelenke müssen jeweils einzeln eingestellt und festgesetzt werden, wobei die Einstellvorgänge meistens mehrfach wiederholt werden müssen, bis die Vorrichtung richtig ausgerichtet ist. Bei einem Tragarm mit einer noch größeren Anzahl von Gelenken erhöht sich dementsprechend die Anzahl der Einstellschritte, so daß das Ausrichten der Vorrichtung sehr umständlich und zeitraubend ist.

Die Erfindung beseitigt die angeführten Nachteile von gelenkigen Tragarmen bekannter Ausführung und bezweckt die Schaffung eines gelenkigen Tragarms für eine Vorrichtung, bei welchem die Winkelstellung einer beliebigen Anzahl von Gelenken innerhalb eines sehr großen Bereichs in einem einzigen Arbeitsgang ein- und feststellbar ist.

Bei einem gelenkigen Tragarm für ein Instrument, Werkzeug od. dergl. der genannten Art ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß ein Innenarm und ein Außenarm, welche an einem Ende jeweils ein Anlenkteil haben, mittels einer die Anlenkteile verschieblich durchsetzenden Klemmwelle verschwenkbar miteinander verbunden sind, daß die Klemmwelle mit dem Innenarm und dem Außenarm fluchtende Konusteile aufweist, an denen in den Anlenkteilen enthaltene Kugeln in Anlage gehalten sind, und daß der Innen- und der Außenarm in Längsrichtung verschiebliche, auf der jeweiligen Kugel aufsetzende Druckstangen enthalten, wobei die Klemmwelle durch Betätigung der im Innenarm enthaltenen Druckstange über die Kugeln zum Zusammenpressen der beiden Anlenkteile und damit zum Peststellen des Innen- und des Außenarms in einem beliebigen Winkel zueinander in Axialrichtung bewegbar ist.

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist ein gelenkiger Tragarm der vorstehend genannt en Art gekennzeichnet durch einen mit einem Ende starr an einem Sockel befestigten, am anderen Ende ein Lemmstück tragenden

Basisarm, durch einen eine axial verschiebliche Druck-30

stange enthaltenden und an jedem Ende ein Anlenkteil aufweisenden Innenarm, durch eine das Klemmstück und das eine Anlenkteil des Innenarms axial verschieblich durchsetzende Klemmwelle, welche an einem Ende mit einem

Betätigungsknopf verbunden ist und am anderen Ende ein 35

Konusteil aufweist, durch einen eine axial verschiebliche Druckstange enthaltenden, an einem Ende ein Anlenkteil und am anderen Ende eine Instrumenten- oder Werkzeughalterung aufweisenden Außenarm, durch eine das andere

Anlenkteil des Innenarms und das Anlenkteil des Außenarms axial verschieblich durchsetzende, nahe beiden Enden jweils ein Konusteil aufweisende zweite Klemmwelle, durch eine am äußeren Endstück des Außenarms angeordnete, durch Axialverschiebung der Druckstangen im Innen- und Außenarm feststell- und lösbare Feststelleinrichtung für die Halterung und durch in den Anlenkteilen angeordnete, zwischen der Endfläche der jeweiligen Druckstange und dem zugeordneten Konusteil der jeweiligen Klemmwelle festgehaltene Kugeln, wobei.die erste Klemmwelle und über diese die Druckstangen mittels des Betätigungsknopfs zum Peststellen eines an der Halterung angebrachten Instruments, Werkzeugs od. dergl. in einer beliebigen Stellung betätigbar sind.

Zwischen dem Innen- und dem Außenarm kann wenigstens ein weiteres, im xtfesentlichen den gleichen Aufbau wie der Innenarm aufweisendes Armteil eingefügt sein, so daß die Gelenkigkeit des Tragarms um wenigstens einen Schritt erhöht ist.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen gelenkigen Tragarm in einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Tragarms nach Fj.g. 1_t

Fig. 3 eine Teilweise im Schnitt dargestellte Draufsicht auf den Tragarm nach Fig. 1 und 2,

Fig. 4 eine Schnittansicht eines ersten Gelenks des Tragarms nach Fig. 1 bis 3»

Fig. 5 eine gegenüber Fig. 4 um 90° verdrehte Teil-Schnittansicht ,und

Fig. 6 eine Schnittansicht eines zweiten Gelenks des Tragarms.

Ein in Fig. 1 bis 3 dargestellter gelenkiger Tragarm hat einen durch magnetische Anziehung an einem feststehenden Teil, z.B. auf einem Schemel, befestigbaren Sockel 1. Dieser enthält beispielsweise einen mittels eines Handhebels 2 auf und ab bewegbaren Dauermagneten. Ein fest am Sockel 1 angebrachter Basisarm 3 trägt an seinem freien Ende ein Klemmstück 4. Dieses hat, wie man in Fig. 4 erkennt, einen eine Erweiterung für die Aufnahme des Basisarms 3 aufweisenden Schlitz 5 und ist durch elastische Kompression in jeder beliebigen Lage um den Basisarm herum auf diesem feststellbar. Ein erstes Anlenkteil 8 eines Innenarms 7 befindet sich unter Zwischenlage eines Eeibungsbelags 6 in Anlage an einer Seite des Klemmstücks 4. Das Klemmstück 4 und das Anlenkteil 8 sind von einer axial verschieblichen Klemmwelle 9 durchsetzt. Diese hat nahe dem im Anlenkteil 8 gehaltenen Ende ein Konusteil 10, an welchem sich eine im Anlenkteil 8 gehaltene Kugel 11 in Anlage befindet. Am anderen Ende hat die Klemmwelle 9 ein Gewinde 12, auf welches ein Betätigungsknopf 13 aufgeschraubt ist. Durch Fest- ■ ziehen der Klemmwelle 9 nach rechts in Fig. 4 mittels des Betätigungsknopfs 13 läßt sich das Klemmstück 4 in jeder beliebigen Stellung um den Basisarm 3 herum auf diesem festsetzen. Der Innenarm 7 enthält eine axial verschiebliche Druckstange 14, welche mit einem Ende

auf der Kugel 11 aufsetzt (Fig. 4). 30

Am anderen Ende hat der Innenarm 7 ein weiteres Anlenkteil 15» an welchem sich ein Anlenkteil 17 eines Außenarms unter Zwischenlage eines Reibungsbelags 19 in Anlage befindet. Der Außenarm 16 enthält ebenfalls eine axial verschiebliche Druckstange 18. Die Anlenkteile 15 und sind durch eine sie axial verschieblich durchsetzende Klemmwelle 20 verschwenkbar miteinander verbunden. Die Klemmwelle 20 hat nahe jedem Ende ein Konusteil 21,

* ι ■ *

An dem innerhalb des Anlenkteils 15 angeordneten Konusteil 21 befindet sich eine Kugel 23 in Anlage, an welcher das andere Ende der im Innenarm· 7 geführten Druckstange 14 angreift. Am anderen, innerhalb des Anlenkteils 17 angeordneten Konusteil 22 der Klemmwelle 20 befindet sich eine weitere Kugel 24- in Anlage, auf welcher sich die im Außenarm 16 geführte Druckstange 18 mit einem Ende abstützt.

An seinem freien Ende trägt der Außenarm 16 eine Instrumenten- oder Werkzeughalterung (Fig. 3). Ein die Halterung mit dem Außenarm verbindendes Kugelgelenk hat eine am freien Endstück des Außenarms 16 befestigte Hülse 27, welche einen am äußeren Ende der Druckstange 18 angebrachten Drucksitz 28 und eine mit der Halterung verbundene Kugel 29 enthält. Bei einer Auswärtsbewegung des Drucksitzes 28 hält dieser die Kugel in fester Anlage an einem eine Einschnürung aufweisenden Endstück der --"-.· Hülse 27, um sie dadurch in der jeweils gewünschten Stellung festzuklemmen. Für die Befestigung einer Vorrichtung, z.B. eines Meßinstruments, eines Werkzeugs od. dergl. hat die Halterung einen durch eine Bohrung 30 erweiterten Schlitz 31, welcher mittels einer Rändelschraube 32 elastisch komprimierbar ist.

Im Gebrauch des beschriebenen Tragarms wird zunä·-, .c die benötigte Vorrichtung, z.B. ein Meßinstrument, xn die Halterung eingesetzt und durch Festziehen dei Rändelschraube 32 gesichert. Darauf wird dann der Betätigungs-

knopf 13 in der Freigaberichtung verdreht, so daß sich die Kugeln 11, 23, 24- auf den jeweiligen Konusteilen 10 bzw. 21 bzw. 22 der Klemmwellen 9 bzw. 20 einwärts bzw. auswärts und einwärts bewegen können. Dadurch wird die Arretierung der Anlenkteile gelöst, so daß sich die 5

Gelenke mühelos verstellen lassen. Die in der Halterung befestigte Vorrichtung wird nun von Hand oder sonstwie in der gewünschten Lage ausgerichtet, worauf der Betätigungsknopf 13 wieder in Anzugsrichtung verdreht wird,

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urn die Vorrichtung in der ausgerichteten Lage festzusetzen. Durch das Verdrehen des Betätigungsknopfs 13 wird zunächst die erste Klemmwelle 9 angezogen, um das Klemmstück 4 auf dem Basisarm 3 festzusetzen. Dabei wird gleichzeitig das Anlenkteil 8 auf dem Klemmstück 4 festgezogen, und die Kugel 11 wandert auf dem Konusteil auswärts, so daß die im Innenarm 7 geführte Druckstange 14· in Richtung auf das andere Anlenkteil 15 verschoben wird. Dadurch bewegt sich die Kugel 23 im Anlenkteil auf dem Konusteil 21 der Klemmwelle 20 einwärts, um die ■ Klemmwelle 20 unter Zugspannung zu bringen und damit die Anlenkteile 15, 1? aneinanderzupressen. Dies bewirkt über das Konusteil 22 und die Kugel 24· eine Auswärtsbewegung der im Außenarm 16 geführten Druckstange 18, wodurch das Kugelgelenk der Halterung mittels des Drucksitzes 28 festgesetzt wird.

Bei dem vorstehend beschriebenen gelenkigen Tragarm braucht also nur eine einzige Peststelleinrichtung, im dargestellten Beispiel der Betätigungsknopf 13, betätigt zu werden, um mehrere Gelenke gleichzeitig einstellen und ausrichten zu können. So kann der Benutzer etwa die in der Halterung eingespannte Vorrichtung mit der einen Hand halten und ausrichten und mit der anderen Hand die Peststelleinrichtung, d.h. den Betätigungsknopf 13 bedienen. Auf diese Weise läßt sich die Vorrichtung durch eine einzige Bedienungsperson schnell und sicher in der gewünschten Lage fixieren. Im Gegensatz dazu erfordert die Bedienung eines bekannten gelenkigen Tragarms einen zusätzlichen Helfer und/oder besondere Hilfseinrichtungen.

Da der Tragarm zusammen mit der Peststelleinrichtung relativ zum Sockel 1 verdrehbar ist, kann dieser in verschiedenen Stellungen befestigt werden, ohne daß die Möglichkeit, die gehalterte Vorrichtung in beliebiger Stellung auszurichten, dadurch beeinträchtigt wird.

Im Vergleich zu einem gelenkigen Tragarm der eingangs beschriebenen bekannten Ausführung sind die Einstellmöglichkeiten der in der Halterung eingespannten Vorrichtung relativ zum Sockel wesent3.ich erweitert. Dies ergibt sich daraus, daß das Klemmstück 4· um 360° um den Basisarm 3 herum verdrehbar ist und daß der Innenarm 7 ebenfalls um 360°
schwenkbar is1

falls um 360° um die erste Klemmwelle 9 herum ver-

In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind lediglich ein Innenarm 7 und ein Außenarm 16 vorhanden. Zur Erweiterung der Verstellmöglichkeiten um wenigstens' einen Schritt kann ein im wesentliehen den gleichen Aufbau wie der Innenarm 7 aufweisendes zusätzliches Armteil zwischen den Innen- und den Außenarm eingefügt werden. Selbst bei Verwendung mehrerer jeweils im wesentlichen den gleichen Aufbau wie der Innenarm aufweisender Zwischenarmteile mit einer entsprechenden Anzahl von Gelenken läßt sich die in der Halterung eingespannte Vorrichtung durch Betätigung einer einzigen Feststelleinrichtung, d.h. des Betätigungsknopfs 13, in einem einzigen Arbeitsgang schnell und sicher in der jeweils gewünschten Lage ausrichten.

Claims

P_a_t_e_n_t_a_n_s P,_r_ü_c_h e

Gelenkiger Tragarm für ein Instrument, Werkzeug od. dergl., dadurch gekennzeichnet, daß ein Innenarm und ein Außenarm (7 bzw. 16), welche an ---.^iem Ende jeweils ein Anlenkteil (15 bzw. 17) haben mittels einer die Anlenkteile verschieblich durchsetzenden Elemmwelle (20) verschwenkbar miteinander verbunden sind, daß die Klemmwelle mit dem Innenarm und dem Außenarm fluchtende Konusteile (21, 22) aufweist, an denen in den Anlenkteilen enthaltene Kugeln (23 bzw. 24) in Anlage gehalten sind, und daß der Innen- und der Außenarm in Längsrichtung verschiebliche, auf der jeweiligen Kugel aufsetzende Druckstangen (14 bzw. 18) enthalten, wobei die Klemmwelle durch Betätigung der im Innenarm enthaltenen Druckstange über die Kugeln zum Zusammenpressen der Anlenkteile und damit zum Feststellen des Innen- und des

Außenarms in einem beliebigen Winkel zueinander in Axialrichtung bewegbar ist.
2. Gelenkiger Tragarm für ein Instrument, Werkzeug 5 od. dergl. gekennzeichnet durch einen mit einem Ende starr an einem Sockel (1, 2) befestigten, am anderen Ende ein Klemmstück (4) tragenden Basisarm (3)» durch einen eine axial verschiebliche Druckstange (14) enthaltenden und an jedem Ende ein Anlenkteil (8, 15) aufweisenden Innenarm (7)> durch eine das Klemmstück und das eine Anlenkteil des Innenarms axial verschiblich durchsetzende Klemmwelle (9)i welche an einem Ende mit einem Betätigungsknopf (13) verbunden ist und am anderen Ende ein Konusteil (10) aufweist, durch einen eine axial verschiebliche Druckstange (18) enthaltenden, an einem Ende ein Anlenkteil (17) und am anderen Ende eine Instrumenten- oder Werkzeughalterung (30 bis 32) aufweisenden Außenarm (16) durch eine das andere Anlenkteil des Innenarms und das Anlenkteil des Außenarms axial verschieblieh durchsetzende, nahe beiden Enden jeweils ein Konusteil (21, 22) aufweisende Klemmwelle (20), durch eine am äußeren Endstück des Außenarms angeordnete, durch Axialverschiebung der Druckstangen im Innen- und Außenarm feststell- und lösbare Feststelleinrichtung (27 bis 29) für die Halterung und durch in den Anlenkteilen angeordnete, zwischen der Endfläche der jeweiligen Druckstange und dem zugeordneten Konusteil der jeweiligen Kletnmwelle festgehaltene Kugeln (11; 23, 24), wobei die erste Klemmwelle und über diese die Druckstangen mittels des Betätigungsknopfs zum Peststellen eines an der Halterung angebrachten Instruments, Werkzeugs od. dergl. in einer beliebigen Stellung betätigbar sind.
3. Gelenkiger Tragarm nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein im wesentlichen den gleichen Aufbau wie der Innenarm (7) aufweisendes Armteil zux^ Erhöhung der Gelenkigkeit um wenigstens einen Schritt zwischen dem Innen- und dem Außenarm eingefügt ist.