Scharniergelenkstruktur mit variablen, rückstellendem Moment

Traktat

uber die Beitrage zum Stand der Technik und zu den ^Transactions in Suffering Innovations"

Die transactions in Suffering Innovations" bilden eine Sammlung von Schriften uber Artefakte im Themenfeld Biologie & Technik, die in loser Reihenfolge erscheint. Es besteht durchaus die Absicht, den Stand der Technik zu verandern.

Gegenstand der Beitrage zu den Schriften der transactions in Suffering Innovations" sind Artefakte, Problemlosungen, Gestaltungsfragen und die kritische Auseinandersetzung mit Themen der Bionik, also Technik nach Vorbildern aus der belebten und unbelebten Natur und ihre Umsetzung. In ausgesuchten Fallen sind Technische Beschreibungen nach Standards des Deutschen Patent und Markenrechts¹ verfasst.

Mit den transactions in Suffering Innovations" soll der Fortschritt auf dem Gebiet der angewandten Bionik dadurch gefordert werden, dass die dargestellten notleidenden Artefakte, Problem- und Gestaltungslosungen frei von Rechten Dritter sind und mit ausdrucklicher Genehmigung dem Leser zur Nutzung verfugbar werden.

In den transactions in Suffering Innovations" werden ausschlieRlich Artefakte offeriert, die nicht unter das Arbeitnehmererfindungsgesetzes ArbErfG² fallen oder in der Vergangenheit fielen.

Die in den transactions in Suffering Innovations" dargestellten Artefakte sind insofern notleidend, da sie einerseits aus materieller Not nicht weiterverfolgt werden, ein Umstand der sich vielleicht wieder andern mag. Andererseits sind die dargestellten Artefakte notleidend, weil sie moglichweise auftretender oder voranschreitenden geistigen Umnachtung zum Opfer zu fallen drohen; ein Umstand der sich wohl nicht mehr andern wird.

Als Ubergeordneter Absicht gilt es solche Forschung anzustoRen, die Losungswege der Ubertragung biologischer Phanomene untersucht und Fragestellungen betrifft, die im Zusammenhang stehen mit Natur und Technik.

Die Beitrage zum Stand der Technik und den transactions in Suffering Innovations" sind in deutscher Sprache verfasst. Dem Text wird gegebenenfalls eine teilweise oder vollstandige Ubersetzung in englischer Sprache beigestellt. In einer Ausgabe der Schriftensammlung wird jeweils nur ein Werk platziert. Den Ausfuhrungen wird gegebenenfalls ein Prolog vor und ein Epilog nachgestellt.

Mi. Dienst

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Scharniergelenkstruktur mit variablen, ruckstellendem Moment

Die Erfindung betrifft ein Scharniergelenk das einer Beaufschlagung aus der neutralen Ruhelage ein variables Ruckstellmoment entgegensetzt. Das ruckstellende Moment stammt aus der Verformung der Bauteilstruktur. Die Idee der konstruktiven Ausfuhrung des variabel ruckstellenden Scharnier-gelenks stammt aus der Anschauung der Mittelhandknochen der Wirbeltiere.

Stand derTechnik

Scharniere fur technische Konstruktionen sind Stand der Technik und u. A. in der Norm DIN 7955A bis DIN 7955D oder in der Norm DIN 7954A bis DIN 7954D standardisiert. Scharniere mit aus der neutralen Ruhelage ruckstellenden Momenten sind mit Rotations-Drehfedern nach DIN EN 13906-3 als Differentialkonstruktion darstellbar, beispielsweise in DE102016223292A1.

Stand der Wissenschaft

Eine Vielzahl von Gelenken rezenter Wirbeltierskelette, wie beispielsweise die Mittelhandknochen und die Ellenbogengelenke, bilden komplexe, mehrachsige, raumlich wirksame Getriebesysteme aus. Das Handgelenk rezenter Lebewesen und dessen evolutionsbiologisch relevante Fruhstadien die als Fossilen vorliegen, konnen als biologisches Vorbild fur eine vielachsige (technische) Kinematik dienen. Das kinematische Wirkprinzip dieser technischen Vielachsen- Scharnier- Kinematik ist jenes von mehreren dreidimensional-raumlich verbundenen, zwangsbewegten Klappen, deren (lokale) Scharnier- Drehachsen gemeinsame, lokale, Schnittpunkte besitzen. Je nach Zuordnung der Freiheitsgrade der im Sinne einer kinematischen Kette ein (lokales) raumliches Getriebe bildenden Scharniere, stellen die zwangskinematischen dreidimensionalen Winkelbewegungen der Plattenebenen des kinematischen Systems eine Untersetzung, eine Ubersetzung oder eine Umlenkung dar. Bei mechanischer Beaufschlagung bilden die beschriebenen Gelenkplattenkinematiken abhangig von der Anordnung der Gelenk- und Fixationsebenen (Knick-) Gewolbeformen aus in denen strukturmechanisch Verformungsenergie gespeichert wird. Aus der biologischen Mittelhand lassen sich Gestaltungsprinzipien fur wolbende und fur spreizende Strukturen herleiten.

Problembeschreibung

Scharniere fur technische Konstruktionen vom Stand der Technik mussen gestalterisch als Differentialkonstruktionen ausgefuhrt werden immer dann, wenn sie ihrer Funktion nach ein ruckstellenden Moment aufweisen sollen. Hierfur ist entsprechende Bauraum erforderlich.

Problemlosung

Ein Scharniergelenk bestehend aus zwei Teilscharnieren, deren Drehachsen und Wirkebenen unter mechanischer Beaufschlagung voneinander verschieden sind, nutzt die Verformung Bauteils als Speicherenergiesystem und zur Erzeugung ruckstellender Momente.

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¹ https://www.dpma.de/patent/anmeldune/index.html

² Am 7. Februar 2002 trat die Novellierung des Arbeitnehmererfindungsgesetzes ArbErfG in Kraft.