DE3206789C2

DE3206789C2 - Gelenkiger Tragarm

Info

Publication number: DE3206789C2
Application number: DE3206789A
Authority: DE
Inventors: Sasaki Tokio/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: 1986-11-27
Also published as: DE3206789A1; US4402481A; BR8201022A; JPS6110717B2; JPS57144399A

Abstract

Gelenkiger Tragarm für eine Vorrichtung, mit einem Innen- und einem Außenarm, welche jeweils wenigstens an einem Ende ein Anlenkteil aufweisen und durch eine die Anlenkteile axial verschieblich durchsetzende Klemmwelle verschwenkbar miteinander verbunden sind. Die Klemmwelle hat mit dem Innenarm und dem Außenarm fluchtende Konusteile, an denen sich in den Anlenkteilen geführte Kugeln in Anlage befinden. Im Innen- und im Außenarm axial verschieblich geführte Druckstangen greifen an der jeweiligen Kugel an. Bei entsprechender Betätigung der im Innenarm geführten Druckstange wird die Klemmwelle über die Kugeln in Axialrichtung bewegt, um die Anlenkteile aneinanderzupressen und damit die beiden Armteile im jeweils gewünschten Winkel relativ zueinander zu fixieren.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen gelenkigen Tragarm der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Ein solcher aus der SE-PS 79 01 941 bekannter Tragarm weist in jedem Anlenkteil zylindrische Wellenteile auf, die von einem gemeinsamen Bolzen durchsetzt sind, der mit einem Mutternteil zusammenwirkt, das mit Hilfe eines Betätigungsarmes gegenüber dem mit einem Gewinde versehenen Bolzen zu drehen ist, wodurch der axiale Abstand zwischen den Wellenteilen zu ändern ist. Die in den Armen jeweils in Längsrichtung verschiebbaren Druckstangen weisen an ihren den Wellenteilen jeweils zugewandten Stirnenden eine im Querschnitt dreieckförmige, eine Kerbe bildende Ausnehmung auf, in die jeweils eine in jedem Anlenkteil enthaltene Kugel teilweise eintauchen kann. Entsprechende, im Querschnitt dreieckförmige und als Kerben ausgebildete und als Konusteile anzusehende Ausnehmungen sind auch jeweils an den Mantelflächen der Wellenteile derart ausgebildet, daß sie den Ausnehmungen der Druckstangen gegenüberliegen und die genannten Kugeln ebenfall? teilweise aufnehmen. Bei einer Verschiebung der Wellenteile findet auch eine Verschiebung der Ausnehmungen an den Mantelflächen gegenüber den jeweils zugeordneten Ausnehmungen an den Stirnenden der Drudstangen statt, wodurch die Kugeln aus den Ausnehmungen an der Mantelfläche der Wellenteile zunehmend herausgedrückt werden, so daß damit der Abstand zwischen den Stirnenden der Druckstangen und der Längsachse der Wellenteile vergrößert wird. Dadurch werden aber die Druckstangen innerhalb der Arme verschoben, um am jeweils anderen Ende der Druckstangen vorgesehene kugelige Teile von Halterungen festzuklemmen.
Diese bekannte Anordnung ermöglicht jedoch nur ein Verschieben der Druckstangen jeweils von den Wellenteilen fort nach außen, wenn die Wellenteile aufeinander zu bewegt werden, um die genannten Ausnehmungen gegenüber den jeweils zugehörigen Ausnehmungen an den Stirnenden der Druckstangen zu verschieben.

Ein aus der DE-AS 24 19 637 bekannter Tragarm weist einen mit der Klemmwelle verbundenen Betätigungsknopf auf, mit der die Klemmwelle bzw. die auf ihr vorgesehenen Konusteile in Achsrichtung der Klemmwelle verschiebbar sind, um die beiden Anlenkteile in einer beliebigen Schwenkstellung des Innenarms zum Außenarm durch gegenseitigen Reibschluß festzustellen. Mit den in dem Innen- und Außenarm jeweils längsverschieblichen Druckstangen sind jeweils Ringköpfe verbunden, die in den Anlenkteilen enthalten sind. Mit Hilfe von die Druckstangen in ihre jeweilige Ruhestellung beaufschlagenden Rückstellfedern werden diese Ringköpfe in einer zur Achse der Klemmwelle und damit auch zu der der Konusteile exzentrischen Stellung gehalten. Findet eine Verschiebung der Klemmwelle bzw. der Konusteile in deren Achsrichtung durch Drehen des Betätigungsknopfes statt, so werden die Ringköpfe aus ihren jeweils exzentrischen Stellungen in eine zur Achse der Klemmwelle konzentrische Stelung gezwungen, wodurch die mit den Ringköpfen jeweils verbundenen Druckstangen in Längsrichtung verschoben werden. Die nicht mit den Ringköpfen verbundenen Enden der Druckstangen wirken über einen Kugelsitz auf Kugeln, die ihrerseits wiederum mit einer Halterung

so unmittelbar verbunden sein können, an der das Instrument, Werkzeug od. dgl. angebracht ist bzw. mit der der Tragarm an einem Widerlager abgestützt sein kann. Durch die Drehung des Betätigungsknopfes und die dadurch bedingte Längsverschiebung der Druckstangen findet also ein im wesentlichen gleichzeitiges Feststellen sowohl der Anlenkteile und damit des Innen- und Außenarms gegeneinander als auch der mit den beiden Kugeln verbundenen Halterungen gegenüber den jeweils freien Enden des Innen- und Außenarms statt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Tragarm der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art so weiterzubilden, daß dieser mit einer minimalen Anzahl von Einstellschritten innerhalb eines großen Bewegungsbereiches ein- und feststellbar ist.

Bei einem Tragarm der genannten Art ist diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Der erfindungsgemäße Tragarm zeichnet sich du-

durch aus, daß die den Innen- mit dem Außenarm an den zugeordneten Anlenkteilen verbindende Klemmwelle an ihren Konusteilen zu ihrer Verschiebung in Achsrichtung über jeweils eine der Kugeln von der zugeordneten Druckstange beaufschlagt wird. Findet also eine Längsverschiebung einer der Druckstangen in Richtung auf die Klemmwelle statt, so greift diese Druckstange über die zugeordnete Kugel an einem der Konusteile der Klemmwelle an, um diese in Achsrichtung zu verschieben, wodurch nicht nur die beiden Anlenkteile zusammengepreßt und damit festgestellt werden, sondern über das jeweils andere Konusteil und die mit diesem zusammenwirkende Kugel die jeweils andere Druckstange ebenfalls in Längsrichtung verschoben wird, und zwar in eine von der Klemmwelle fortweisende Richtung, d. h. z. B. in Richtung einer Feststelleinrichtung für die Halterung eines jeweils auszurichtenden und festzustellenden Instrumentes.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann daher z. B. die im Innenarm vorgesehene Druckstange über eine weitere Kugel und ein weiteres Konusteil durch Drehen des Betätigungskopfes und eine dadurch bedingte Verschiebung einer weiteren Klemmwelle in Achsrichtung so verschoben werden, daß sie über die jeweils andere Kugel und ein Konusteil der ersten Klemmwelle auf diese zum gegenseitigen Feststellen der Anlenkteile und zum gleichzeitigen Längsverschieben der in dem Außenarm enthaltenen Druckstange dient.

Die erfindungsgemäße Ausbildung des Tragarmes erlaubt daher in sehr einfacher und konstruktiv prinzipiell jeweils gleicher Weise eine annähernd beliebige Vergrößerung des Tragarmes im Hinblick auf die Anzahl seiner Gelenkstellen.

Zwischen dem Innen- und dem Außenarm kann wenigstens ein weiteres, im wesentlichen 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 zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf einen gelenkigen Tragarm in einer Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 2 eine Seitenansicht des Tragarms nach F i g. 1,

F i g. 3 eine teilweise im Schnitt dargestellte Draufsicht auf den Tragarm nach F i g. 1 und 2,

F i g. 4 eine Schnittansicht eines Gelenks des Tragarms nach F i g. 1 bis 3,

F i g. 5 eine gegenüber F i g. 4 um 90° verdrehte Teil-Schnittansicht und

F i g. 6 eine Schnittansicht des Tragarms nach Anspruch 1.

Ein in Fi g. 1 bis 3 dargestellter gelenkiger Tragarm hat einen durch magnetische Anziehung an einem feststehenden Teil, z. B. auf einem Schemel, befesugbaren 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 F i g. 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 Reibungsbelags 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 Festziehen 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 (F ig. 4).

Am anderen Ende hat der Innenarm 7 ein weiteres Anlenkteil 15, an welchem sich ein Anlenkteil 17 eines Außenarms 16 unter Zwischenlage eines Reibungsbelags 19 in Anlage befindet. Der Außenarm 16 enthält ebenfalls eine axial verschiebliche Druckstange 18. Die Anlenkteile 15 und 17 sind durch eine sie axial verschieblich durchsetzende Klemmwelle 20 verschwenkbar miteinander verbunden. Die Klemmwelle 20 hat nahe jedem Ende ein Konusteil 21,22.

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 (F i g. 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 29 in fester Anlage an einem eine Einschnürung aufweisenden Endstück der Hülse 27, um sie dadurch in der jeweiligen gewünschten Stellung festzuklemmen.

Für die Befestigung einer Vorrichtung, z. B, eines Meßinstrumentes, 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 zunächs die benötigte Vorrichtung, z. B. ein Meßinstrument, in die Halterung eingesetzt und durch Festziehen der Rändelschraube 32 gesichert. Darauf wird dann der Betätigungsknopf 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 (Fig.4, 6). Dadurch wird die Arretierung der Anlenkteile gelöst, so daß sich die 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, um die Vorrichtung in der ausgerichteten Lage festzusetzen. Durch das Verdrehen des Betätigungsknopfs 13 wird zunächst die erste Klemmwelle 9 (F i g. 4, 5) 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 10 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 15 auf dem Konusteil 21 der Klemmwelle

5 6 §

20 einwärts, um die Klemmwelle 20 unter Zugspannung ;'J

zu bringen und damit die Anlenkteile 15,17 aneinander- ;|

zupressen. Dies bewirkt über das Konusteil 22 und die $,

Kugel 24 eine Auswärtsbewegung der im Außenarm 16 <ίζ

geführten Druckstange 18, wodurch das Kugelgelenk 5 jt:

der Halterung 30 bis 32 mittels des Drucksitzes 28 fest- f|

gesetzt wird. j,|

Bei dem vorstehend beschriebenen gelenkigen Trag- |i

arm braucht also nur eine einzige Feststelleinrichtung, |i

im dargestellten Beispiel der Betätigungsknopf 13, betä- io %

tigt zu werden, um mehrere Gelenke gleichzeitig ein- | stellen und ausrichten zu können. So kann der Benutzer

etwa die in der Halterung 30 bis 32 eingespannte Vor- ^;

richtung mit der einen Hand halten und ausrichten und ii

mit der anderen Hand die Feststelleinrichtung, d. h. den 15 i:\

Betätigungsknopf 13 bedienen. Auf diese Weise läßt sich 4i|

die Vorrichtung durch eine einzige Bedienungsperson fS

schnell und sicher in der gewünschten Lage fixieren. Im %

Gegensatz dazu erfordert die Bedienung eines bekann- fij

ten gelenkigen Tragarms einen zusätzlichen Helfer und/ 20 p~

oder besondere Hilfseinrichtungen. ^f:i

Da der Tragarm zusammen mit der Feststelleinrich- $■

tung relativ zum Sockel 1 verdrehbar ist, kann dieser in ϊ§

verschiedenen Stellungen befestigt werden, ohne daß '-'t

die Möglichkeit, die gehalterte Vorrichtung in beliebi- 25 fi

ger Stellung auszurichten, dadurch beeinträchtigt wird. ;i

Im Vergleich zu einem gelenkigen Tragarm der eingangs beschriebenen bekannten Ausführung sind die λ: Einstellmöglichkeiten der in der Halterung 30 bis 32 :. eingespannen Vorrichtung relativ zum Sockel 1 wesent- 30 ■ . Hch erweitert. Dies ergibt sich daraus, daß das Klemm- Sf stück 4 um 360° um den Basisarm 3 herum verdrehbar v' ist und daß der Innenarm 7 ebenfalls um 360° um die ' erste Klemmwelle 9 herum verschwenkbar ist. ^ In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform 35 ^! ;i sind lediglich ein Innenarm 7 und ein Außenarm 16 vor- w handen. Zur Erweiterung der Verstellmöglichkeiten um f wenigstens einen Schritt kann ein im wesentlichen den ί gleichen Aufbau wie der Innenarm 7 aufweisendes zu- 'h sätzliches Armteil zwischen den Innen- und den Außen- 40 ' arm eingefügt werden. Selbst bei Verwendung mehre- \ rer jeweils im wesentlichen den gleichen Aufbau wie der ■ Innenarm aufweisender Zwischenarmteile mit einer ent- ·; sprechenden Anzahl von Gelenken läßt sich die in der ■; Halterang 30 bis 32 eingespannte Vorrichtung durch 45
Betätigung einer einzigen Feststelleinrichtung, d. h. des
Betätigungsknopfs 13. in einem einzigen Arbeitsgang
schnell und sicher in der jeweils gewünschten Lage ausrichten.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gelenkiger Tragarm für ein Instrument, Werkzeug oder dergleichen mit einem Innenarm (7) und einem Außenarm (16), die an einem Ende jeweils ein Anlenkteil (15, 17) haben und mittels einer die Anlenkteile (15, 17) durchsetzenden, in Achsrichtung verschiebbaren KJemmwelle (20) verschwenkbar und in einer beliebigen Schwenkstellung zueinander feststellbar miteinander verbunden sind, wobei die Klemrnwelle (20) mit dem Innenarm (7) und dem Außenarm (16) fluchtende Konusteile (21, 22) aufweist und der Innen- (7) und der Außenann (16) in Längsrichtung verschiebbare, jeweils auf eine in den Anlenkteilen (15, 17) an den Konusteilen (21, 22) anliegende Kugel (23, 24) wirkende Druckstangen (14, 18) enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Konusteile (21,22) an der Klemmwelle (20) befestigt sind, so daß die Klemmwelle (20) durch Längsverschiebung der im Innenarm (7) enthaltenen Druckstange (14) über die zugeordnete Kugel (23) zum Zusammenpressen der Anlenkteile (15,17) und damit zum Feststellen des Innen- (7) und des Außenarms (16) in Achsrichtung verschiebbar ist

2. Tragarm nach Anspruch 1 mit einem Betätigungsknopf (13) zur Längsverschiebung der Druckstangen (14, 18) und einer am äußeren Endstück des Außenarms (16) angeordneten, durch die Längsverschiebung seiner Druckstange (18) betätigbaren Feststelleinrichtung (27 bis 29) für eine Halterung (30 bis 32), an der das Instrument, Werkzeug od. dgl. angebracht ist, gekennzeichnet durch einen mit einem Ende starr an einem Sockel (1) befestigten, am anderen Ende ein Klemmstück (4) tragenden Basisarm (3), der über ein an dem Außenarm (16) abgewandten Ende des Innenarms (7) vorgesehenes weiteres Anlenkteil (8) mit Hilfe einer das Klemmstück (4) und das weitere Anlonkteil (8) des Innenarms (7) in Achsrichtung verschiebbar durchsetzenden weiteren Klemmwelle (9) verschwenkbar und in einer beliebigen Schwenkstellung feststellbar verbunden ist, welche an einem Ende mit dem Betätigungsknopf (13) verbunden ist und am anderen Ende ein weiteres Konusteil (10) aufweist, das über eine weitere, in dem weiteren Anlenkteil (8) enthaltene und am weiteren Konusteil (10) anliegende Kugel (11) auf die im Innenarm (7) enthaltene Druckstange (14) zu deren Längsverschiebung wirkt.