DE69904563T2 - Unterstützungs-und Kontrollvorrichtung zum Öffnen oder Schliessen eines Griffelementes in zwei Teilen - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Unterstützungs- und Steuervorrichtung zum Öffnen oder Schließen eines zweiteiligen Greifelements.
• Bei der Verwendung von Manipulatoren, die das Erreichen von Stellen ermöglichen, die gar nicht oder nur schwer erreichbar sind, ist es gewöhnlich äußerst nützlich, verschiedene Objekte oder Elemente zu greifen. Dies kann eine Frage der Notwendigkeit, z. B. im Falle von Vorrichtungen zum Obstbaumpflücken, aber auch der Bequemlichkeit, z. B. im Falle von Vorrichtungen zum Auflesen von auf dem Boden liegenden Gegenständen, sein. Im folgenden wird insbesondere auf eine Unterstützungsvorrichtung für einen Rechen Bezug genommen, dessen Schließung zum Greifen und Festhalten von Blättern oder derartigen Objekten dient. Eine ähnliche Vorrichtung kann selbstverständlich für jedes andere Gerät verwendet werden.
• Es ist bekannt, daß schließbare Rechen zwei Teile aufweisen, die symmetrisch in ihre Struktur, gelenkig miteinander verbunden und mit einem rohrförmigen Griff versehen sind. Der Griff unterstützt eine Schließsteuerung für die zwei strukturellen Teile; diese besteht aus einer Hülse, an der die ersten Enden eines Seilpaars befestigt sind. Die entgegengesetzten Enden jedes dieser Seile sind jeweils an einem der zwei strukturellen Teile befestigt, so daß die Seile angezogen oder gelockert werden, wenn die Hülse von einem Benutzer längs des Griffs verschoben wird. Dies verursacht das Schließen oder Öffnen der zwei Teile des Rechens.
• Diese Art herkömmlicher Unterstützungsvorrichtungen ist notorischerweise schwierig und unbequem in der Handhabung, da die Seile im wesentlichen längs einer koaxialen Richtung und/oder parallel zum Griff und zu einer Rotationsachse der zwei strukturellen Teile des Rechens verlaufen. Wegen der Tatsache, daß die Seile direkt mit den zwei strukturellen Teilen verbunden sind, bedeutet dies, daß eine beträchtliche Kraft zum Betrieb der Vorrichtung aufgewendet werden muß. Zusätzlich ist die Struktur der herkömmlichen Unterstützungsvorrichtung komplex und meist unzuverlässig.
• Ein Weiteres Beispiel einer Unterstützungs- und Steuervorrichtung ist in US-A- 1,825,601 offenbart.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die bestehenden technischen Nachteile zu überwinden, indem eine Unterstützungs- und Steuervorrichtung zum Öffnen oder Schließen eines zweiteiligen Greifelements geschaffen wird, die einfach und bequem bedient werden kann und bei der der Benutzer auch keine übermäßige Kraft zum Betreiben aufwenden muß.
• Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein im wesentlichen ökonomisches Unterstützungs- und Kontrollelement zu schaffen.
• Weiterhin ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein im wesentlichen einfaches, sicheres und zuverlässiges Unterstützungs- und Kontrollelement zu schaffen.
• Diese und andere Aufgaben gemäß der vorliegenden Erfindung werden durch die Unterstützungs- und Steuervorrichtung zum Öffnen oder Schließen eines zweiteiligen Greifelements gemäß Anspruch 1 gelöst.
• Andere Merkmale der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
• Die Unterstützungs- und Steuervorrichtung weist gemäß der vorliegenden Erfindung den Vorteil eines automatischen Schließsystems auf, das ein zufälliges Schließen verhindert.
• Weitere Merkmale und Vorteile einer Unterstützungs- und Steuervorrichtung zum Öffnen oder Schließen eines zweiteiligen Griffelements gemäß der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung besser verständlich, die lediglich zur besseren Anschaulichkeit und nicht einschränkend auf die beigefügten schematischen Zeichnungen Bezug nimmt. Darin zeigt:
• Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Rechen mit einer Unterstützungs- und Steuervorrichtung gemäß der Erfindung;
• Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung längs der Linie II-II der Fig. 1;
• Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt eines Teils des Rechengriffs; der die Unterstützungs- und Steuervorrichtung gemäß der Erfindung in Fig. 1 enthält;
• Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 1;
• Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V der Fig. 1, der einen Rechen zeigt, der die Unterstützungsvorrichtung gemäß der Erfindung verwendet; und
• Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie V-V der Fig. 1; der ein Zangenwerkzeug zeigt, das die Unterstützungsvorrichtung gemäß der Erfindung verwendet.
• Unter Bezugnahme auf die oben erwähnten Figuren wird eine Unterstützungs- und Steuervorrichtung zum Öffnen oder Schließen eines zweiteiligen Greifelements gezeigt, das insgesamt mit dem Bezugszeichen 11 angegeben ist.
• Die Unterstützungsvorrichtung 11 besteht aus einem boxförmigen Grundkörper, aus mehreren Elementen, die miteinander durch Federschlösser verbunden sind. Der Grundkörper 1 zeigt eine einstückig mit seiner Rückwand ausgebildete Hülsenverlängerung 13, in die ein rohrförmiger Griff 14 eingesetzt ist. Der Griff 14 weist einen vergrößerten Umfangsansatz 15 auf, der gegen einen Vorderteil der Verlängerung 13 anstößt und mittels einer mit Gewinde versehenen Gegenmutter 16 an einem entsprechenden Schraubengewinde der Hülsenverlängerung 13 verriegelt wird. Zusätzlich weist der Griff 14 eine Ausnehmung 17 auf, in die ein an einem Bodenteil der Verlängerung 13 angeformter Vorsprung 18 eingreift.
• Der Griff 14 weist vorzugsweise drei Abschnitte auf, einen unteren Abschnitt 14a, einen Zwischenabschnitt 14b und einen oberen Abschnitt 14c. Der Zwischenabschnitt 14b trägt eine Steuereinrichtung zum Schließen des Greifelements 19 des Rechens. Diese Steuereinrichtung besteht aus einer Hülse 20, die so eingesetzt ist, daß sie glatt über den Griff 14 entsprechend ihren Schlitzen 21 verschiebbar ist, die an diametral entgegengesetzten Teilen des Zwischenabschnitts 14b ausgebildet sind. Innerhalb der Hülse 20 und vorzugsweise längs eines ihrer eigenen Durchmesser ist ein Stift 22 angebracht, der wiederum in Schlitze 21 eingesetzt ist. An dem Stift 22 ist ein Seil 23 befestigt, das die Steuereinrichtung zum Anordnen der zwei Teile des Greifelements 19 zwischen einer ersten offenen Position und einer zweiten geschlossenen Position steuert, wobei die zwei Teile einen Aufnahmeraum für zu greifende und/oder aufzulesende Objekte bildet. Die Steuereinrichtung besteht aus einem kinematischen Bewegungsmechanismus, der in dem Grundkörper 12 enthalten ist.
• Der Grundkörper 12 weist an seiner Innenseite zwei Rohrelemente 24 auf, die an der Rückwand des Grundkörpers 12 angeformt sind und von seinen Vorderwänden hervorragen, an denen sie mittels Federschlössern 25 befestigt sind. Über jedem Rohrelement 24 ist in drehbarer Weise eine Hülse 26 mit einem verzahnten Abschnitt 27 befestigt. Diese verzahnten Abschnitte 27 greifen in entsprechende verzahnte Abschnitte 28 eines Hebels 29. Der Hebel 29 schwenkt um eine Hebelstütze an einem seiner Enden, die entgegengesetzt zu den auf den Griff 14 zu gerichteten Enden stehen, um seine eigene Achse 30, die von an der Vorderwand des Grundkörpers 12 angeformten Ansätzen gestützt wird, und wird durch eine Gegenfeder 31 in einer Ruheposition (entsprechend einer Öffnungsposition des Greifelements 19) gehalten. Der Hebel 29 weist seinen eigenen verzahnten und ringsektorförmigen Abschnitt 28 auf und trägt zusätzlich eine Rolle 32, die drehbar mit einem der seinem eigenen Drehpunkt gegenüberliegenden Enden verbunden ist und auf der das Seil 23 aufliegt. Ein Ende des Seils ist mittels einer Schraube an einer elastischen Komponente 33 innerhalb des Grundkörpers 12 befestigt; ein Seil-Zwischenabschnitt liegt auf der Rolle 32 und dann auf einer zweiten Rolle 34 auf, die in dem Grundkörper 12 im wesentlichen in einer vorderen Position bezüglich der Hülsenverlängerung 13 und leicht versetzt bezüglich der Achse des Griffs 14 angeordnet ist. Ein folgender Abschnitt des Seils 23 wird zum Verriegeln an dem Stift 22 in den Griff 14 eingeführt, wie bereits deutlicher ausgeführt wurde. Ein Ausgangsabschnitt, der den das Greifelement 19 tragenden kinematischen Bewegungsmechanismus antreibt, ist auf einer im wesentlichen parallel zur Bewegung des Seils 23 verlaufenden Achse angeordnet. Zusätzlich sind die Achse, auf der der den kinematischen Bewegungsmechanismus antreibende Ausgangsabschnitt angeordnet ist, und die Bewegungsachse des Seils 23 gegenseitig versetzt.
• Die elastische Komponente 33 ist in einer (nicht gezeigten) Vorderansicht mit einem Trägerteil 35 ausgebildet, von dem sich zwei Formscheiben erstrecken, deren jede mindestens ein Paar Zinken 36, 37 definiert. Ein nahe dem Trägerteil 35 liegender Abschnitt dieser Scheiben zeigt einen Schlitz 38 für einen Drehzapfen an einer Achse des Grundkörpers 12, um die sich die Komponente 33 drehen kann. Das Trägerteil 35 weist ein Gewindeloch auf, durch das die Befestigungsschraube für das Kabel 23 eingesetzt wird. Ein erstes Paar Zinken 36 befindet sich nahe dem Grundkörper 12 und ist elastisch biegsam. Jeder Zinken 36 weist die Form einer rechteckigen Scheibe auf und ist an seiner in Kontakt mit der Wand des Grundkörpers 12 tretenden Spitze abgerundet. Ein zweites Paar Zinken 37 ist bezüglich des ersten Zinkenpaars 36 im wesentlichen divergent. Eines der Enden jedes Zinkens 37 erstreckt sich in einer Weise, in der es in Lücken 39 des Hebels 29 eingreift, so daß es verriegelt werden kann.
• Von dem Grundkörper 12 aus erstrecken sich Halter 40, die auf einer Seite an den Hülsen 26 angeformt sind und auf der anderen Seite das zweiteilige Greifelement 19 tragen, da z. B. maschenartig und an seinen Kanten gezahnt sein kann.
• In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Greifelement 19 zwei Teile auf, die über eine aus flexiblem Material hergestellte und mit Versteifungsrippen 42 versehene Verbindung 41 ineinander integriert sind.
• Der Betrieb einer Unterstützungs- und Steuervorrichtung zum Öffnen oder Schließen eines zweiteiligen Greifelements gemäß der vorliegenden Erfindung läuft im wesentlichen wie folgt ab:
• In einer Ruheposition bei offenem Greifelement 19 befindet sich der Hebel 29 in einer Position nahe einer Wand des Grundkörpers 12 und in maximalem Abstand von dem Trägerteil 35 der elastischen Komponente 33. In dieser Situation hält das von den Rollen 32, 34 umgelenkte Seil 23 die Hülse 20 am Anschlagende des Schlitzes 21 auf der Seite der Vorrichtung 11, während die in die Lücke 39 eingreifenden Enden der Komponente 33 den Hebel 29 verriegeln und dadurch ein zufälliges Schließen des Greifelements 19 verhindern.
• In dieser Anordnung kann der Rechen als ein herkömmlicher Rechen ohne eine Vorrichtung, die ein Schließen seines Greifelements 19 zum Aufsammeln und/oder Auflesen von Blättern, Papier oder ähnlichem erlaubt, verwendet werden.
• Der Betrieb der Vorrichtung gemäß der Erfindung und das folgende Schließen des Greifelements 19 wird durch ein Anziehen der Hülse 20 erreicht, das ihre Verschiebung längs des Griffs 14 bewirkt. Die Hülse 20 zieht wiederum das das Schließen des Elements 19 steuernde Seil 23 an. Tatsächlich verhindern die Zinken 37 in einer ersten Phase die Hin- und Herbewegung des Hebels 29 um die Achse 30. In dieser Situation zieht das um die Rollen 32, 34 gelenkte Seil 32 an der Komponente 33 und läßt sie so um die in die Schlitze 38 eingefügte Achse rotieren. Die Zinken 36 dehnen sich elastisch in einer Weise, daß die Zinken 37 aus den Lücken 39 freigegeben werden. Jetzt kann sich der Hebel 29, wie durch den Pfeil A angegeben, frei hin- und herbewegen und bewegt sich, wenn die Flächen vollständig geschlossen sind, in eine Position neben dem Trägerteil 35 der Komponente 33. Die Hin- und Herbewegung des Hebels 29 löst eine Drehung der Hülsen 26 aus und bewirkt daher, wie durch die Pfeile B angezeigt, ein Schließen der Greifhülse 19. Ein anderes Ausführungsbeispiel der Unterstützungs- und Steuervorrichtung 11 gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 6 gezeigt. Insbesondere zeigt Fig. 6 ein Zangenwerkzeug 43, das z. B. zum Pflücken von Früchten von einem Baum oder zum Aufsammeln von Objekten und/oder Müll vom Boden verwendbar ist.
• In der Praxis hat sich eine Unterstützungs- und Steuervorrichtung zum Öffnen und Schließen eines zweiteiligen Greifelements gemäß dieser Erfindung als besonders vorteilhaft erwiesen, da es benutzt werden kann, ohne daß der Benutzer eine besondere Kraft für ihren Betrieb aufwenden müßte. Zusätzlich ist die Unterstützungs- und Steuervorrichtung mit einem automatischen Schließsystem versehen, das in der Lage ist; ein zufälliges Schließen der Einrichtung zu verhindern. Das macht ihre Verwendung besonders bequem und sicher.
• Eine Unterstützungs- und Steuervorrichtung dieser Art kann zahlreichen Modifikationen und Änderungen unterworfen werden, die allesamt innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung liegen; insbesondere lassen sich alle Details durch technisch äquivalente Elemente austauschen.
• In der Praxis können die verwendeten Materialien ebenso wie die Abmessungen gemäß den technischen Anforderungen variiert werden.

Claims (10)

1. Unterstützungs- und Steuervorrichtung (11) zum Öffnen oder Schließen eines zweiteiligen Greifelements (19), wobei die zwei Teile beiderseits drehbar sind, um Gegenstände zu greifen; wobei die Vorrichtung (11) einen Grundkörper (12) umfaßt, der mit einem Griff (14) verbunden ist, der eine Steuereinrichtung (20) trägt; die über mindestens ein Seil (23) mit einer Steuereinrichtung (26, 29) verbunden ist, die die zwei Teile des Greifelements zwischen einer ersten, offenen und einer zweiten, geschlossenen Stellung verstellt, in der die zwei Teile einen Aufnahmeraum für die zu greifenden und/oder aufzuhebenden Gegenstände bilden, wobei die Steuereinrichtung (26; 29) einen innerhalb des Grundkörpers (12), über das Seil (23) angesteuerten kinematischen Bewegungsmechanismus aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein den kinematischen Bewegungsmechanismus steuerndes und das Greifelement (19) tragendes Austrittsteil auf einer Achse angeordnet ist, die im wesentlichen parallel und versetzt zur Bewegungsachse des Seils (23) verläuft, und der kinematische Bewegungsmechanismus mindestens einen Hebel (29) aufweist der mindestens einen verzahnten Abschnitt (28) aufweist und mit entsprechenden, verzahnten Abschnitten (27) von Hülsen (26) zusammenwirkt, die drehbar von Rohrelementen (24) des Grundkörpers (12) gehalten werden, und an den Hülsen (26) Halter (40) des Greifelements (19) angeformt sind.

2. Unterstützungsvorrichtung (11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verzahnte Abschnitt (28) des Hebels ringsektorförmig ist.

3. Unterstützungsvorrichtung (11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (29) an einem Ende geschwenkt wird, das sich gegenüber dem zum Griff (14) hin angeordneten Ende befindet. ·

4. Unterstützungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (29) mindestens eine Rolle (32) trägt, die drehbar mit einem dem Schwenkende gegenüberliegenden Ende verbunden ist, auf der Rolle (32) mindestens ein Seil (23) aufliegt, das mit mindestens einem Ende innerhalb des Grundkörpers (12) befestigt ist, und ein Zwischenabschnitt des Seils (23) auf mindestens einer zweiten Rolle (34) aufliegt, die einen folgenden Seilabschnitt in den rohrförmigen Griff (14) umlenkt.

5. Unterstützungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Seil (23) an mindestens einer federnden Verriegelungskomponente (33) des Hebels (29) befestigt ist.

6. Unterstützungsvorrichtung (11) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der federnden Verriegelungskomponente (33) ein Trägerteil (35) ausgeformt ist, von dein sich zwei Formscheiben erstrecken, deren jede mindestens ein Paar Zinken (36, 37) definiert, wobei die elastische Komponente (33) in ihrem unteren Teil mindestens einen Schlitz (38) für einen Drehzapfen zeigt, um den herum das Element (33) schwingen kann, ein erstes Paar Zinken (36) elastisch nachgiebig ist und die Wand des Grundkörpers (12) berührt, und ein zweites Paar Zinken (37) vom ersten Zinkenpaar (36) im wesentlichen abstehend wegverläuft, wobei deren Enden so verlaufen, daß sie in Schlitze (39) des Hebels (29) eingeführt werden können.

7. Unterstützungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Rolle (34) im wesentlichen vor der Hülsenverlängerung (13) und etwas versetzt zur Griffachse (14) im Grundkörper (12) untergebracht ist.

8. Unterstützungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (20) mindestens eine Hülse (20) aufweist, die so eingesetzt ist, daß sie glatt über den Griff (14) entsprechend seinen Schlitzen (21) verläuft, innerhalb der Hülse mindestens ein Stift (22) befestigt ist, der wiederum in die Schlitze (21) eingesetzt ist; und an dem Stift (22) das Seil (23) befestigt ist.

9. Unterstützungsvorrichtung (11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Greifelement (19) aus zwei Teilen hergestellt ist, die über eine flexible, mit Versteifungsrippen (42) versehene Verbindung (41) ineinander integriert sind.

10. Unterstützungsvorrichtung (11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Greifelement aus einem Rechen besteht.