AT502543B1 - Vorrichtung zum öffnen und verschliessen eines verschlusselementes - Google Patents

Description

2 AT 502 543 B1

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Öffnen und Verschließen eines Verschlusselementes, insbesondere einer Schublade, Tür oder Klappe, mit einem Auslöseelement und einer Antriebseinheit.

Derartige Vorrichtungen dienen dazu, das Öffnen und gegebenenfalls vollständige Verschließen von Schubladen, Türen oder Klappen und beliebigen anderen Verschlusselementen zu ermöglichen, die beispielsweise aus ästhetischen Gründen keinen Griff aufweisen. Hierbei ergibt sich das Problem, dass ein Öffnen derartiger Verschlusselemente beispielsweise durch seitliche Betätigung der Front oder eines anderen zugänglichen Teils des Verschlusselementes unpraktisch ist und insbesondere das Öffnen gegen einen Widerstand erheblich erschwert ist.

Es sind grundsätzlich Beschläge zum Öffnen von Schubladen bekannt, die dadurch betätigt werden, dass die Schublade um eine vorgegebene Wegstrecke eingedrückt wird und anschließend durch einen Federmechanismus ausgefahren wird (sog. Touch-Latch-Beschläge). Bei derartigen Beschlägen ist es nachteilig, dass zum einen stets ein Abstand zwischen Schublade und Korpus vorzusehen ist, um die Einschiebebewegung zu ermöglichen und zum anderen zum Einschieben der Schublade ein erhöhter Widerstand zum Spannen des Federmechanismus aufgebracht werden muss. Ein dichtes Aufliegen des Verschlusselementes im eingefahrenen Zustand auf dem Korpus ist somit unmöglich, was nicht nur aus ästhetischen Gründen unerwünscht ist, sondern beispielsweise das staubdichte Abschließen des Verschlusselementes auf dem Korpus unmöglich macht. Ferner erfordert die Betätigung einer derartigen Vorrichtung stets einen Kraftaufwand zum Überwinden des Federwiderstandes, was deren Bedienung entsprechend aufwendig gestaltet.

Aus der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 198 21 014.0 ist nun bereits eine Vorrichtung zum Öffnen eines Verschlusselementes bekannt, bei der das Verschlusselement durch die Antriebseinheit bewegbar ist und wobei das Verschlusselement das Auslöseelement aufweist. Das Auslöseelement ist hier derart ausgeführt, dass bei dessen Berührung ein Signal auslösbar ist, durch das die Antriebseinheit mittelbar oder unmittelbar ansteuerbar ist. Diese Lösung hat den Vorteil, dass die Berührung des Auslöseelementes, das beispielsweise an der Frontblende einer Schublade angeordnet sein kann, ausreicht, um das Öffnen des Verschlusselementes zu bewirken. Im Gegensatz zu den vorbekannten Touch-Latch-Beschlägen ist somit ein Kraftaufwand zum Öffnen des Verschlusselementes nicht mehr erforderlich, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn das Verschlusselement geöffnet werden soll und der Bediener keine Hand frei hat, um die bei vorbekannten Beschlägen notwendige Einschubbewegung durchzuführen.

Die JP 62 023577 A betrifft einen Aktuator, mit dem unter Verzicht auf eine Antriebseinheit ein verschiebbares Element ein- und ausgefahren werden kann. Das Ein- und Ausfahren dieses Elementes erfolgt mittels einer Feder aus einem Formgedächtnis-Metall, deren Länge sich durch Änderungen der Umgebungstemperatur verändert. Es ist dort kein Hinweis darauf enthalten, eine derartige Antriebseinheit zum Öffnen bzw. Verschließen einer Schublade, Tür oder Klappe zu verwenden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt nun darin, die vorbekannte gattungsgemäße Vorrichtung mit einem möglichst einfach aufgebauten und platzsparenden Antriebsmechanismus zum Öffnen und Verschließen des Verschlusselementes zu versehen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe ausgehend von einer gattungsgemäßen Vorrichtung zum Öffnen oder Schließen eines Verschlusselementes durch die Kombination mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Demnach weist die Antriebseinheit mindestens eine Feder bestehend aus einem Formgedächtnismetall auf. Derartige Formgedächtnismetalle gehören zu den sogenannten „intelligenten Werkstoffen“. Sie besitzen die Fähigkeit, bei Erwärmung (ab ca. 80° Celsius) selbständig ihre Ursprungsform einzunehmen und dabei Kräfte bis zu 100N/mm2 zu erzeugen. Während der Abkühlphase wird das Material zäh-weich und entwickelt 3 AT 502 543 B1 keine Rückstellkräfte, lässt sich also problemlos verformen. Eine Feder aus diesem Formgedächtnismetall (Shape-Memory-Alloy) kann sich bei Erwärmung durch Anlegen einer Niedervolt-Spannung ausdehnen, und somit eine kraftvolle Linearbewegung zum Öffnen des Verschlusselementes ausführen. Ohne Bestromung kühlt die Feder ab und wird wieder leicht verformbar, 5 so dass das Verschlusselement wieder verschlossen werden kann.

Bei der vorliegenden Erfindung ist das Auslöseelement also ein Berührungskontakt, der am Korpus oder am Verschlusselement angeordnet ist und über den eine vorbestimmte Zeitspanne Niedervolt-Spannung an das Formgedächtnismetall anlegbar ist. Somit kann durch einfaches io Berühren das Verschlusselement in eine Öffnungsposition gebracht werden, in der es zumindest teilweise geöffnet ist, so dass es einfach ergriffen werden kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den sich an den Hauptanspruch anschließenden Unteransprüchen. 15

Besonders vorteilhaft ist gemäß Anspruch 2 das Auslöseelement am Korpus vorgesehen, wobei die Verkabelung für die Stromversorgung nur dann korpusseitig vorzusehen ist. Eine derartige Verkabelung kann beispielsweise über einen Klebestreifen mit mehreren Leiterbahnen auf der Korpusseite, auf den die Bauteile aufgeschraubt werden, vorgesehen werden. Somit muss jeder 20 Korpus nur an eine Niederspannungsstromversorgung angeschlossen werden (beispielsweise eine 24-Volt-Stromversorgung). Eine weitere Verkabelung ist hier nicht notwendig.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich gemäß Anspruch 3 dadurch, dass durch eine Kurzschlussleitung eine Auszugssperre realisiert werden kann. Hier kann beim 25 Öffnen eines Auszugs eine Elektronik überprüfen, ob die Leitung bereits kurzgeschlossen ist. Wenn dies der Fall ist, fährt das Verschlusselement nicht aus. Wenn die Leitung nicht kurzgeschlossen ist, kann das Verschlusselement ausgefahren werden und die Leitung kann kurzgeschlossen werden. 30 In dieser Kurzschlussleitung kann erfindungsgemäß ein Schalter oder ein Schloss eingebaut sein, mit dem, soweit hier entsprechende Verschaltungen vorgesehen sind, die gesamte Küche verschlossen werden kann.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung gemäß Anspruch 4 besteht 35 die Antriebseinheit aus einer korpusfesten Schiene, auf der ein Schieber verfahrbar angeordnet ist, wobei der Schieber von der mindestens einen Feder aus vom Gedächtnismetall gegen die Kraft einer Zugfeder entlang der Schiene verfahrbar ist. Mit dem Schieber ist das Verschlusselement vorteilhaft über einen Mitnehmer koppelbar. Bei dieser Ausführungsform kann das Verschlusselement über seinen Mitnehmer durch die entsprechende Beaufschlagung des 40 Schiebers, der entlang der Schiene verfahrbar ist, hin- und herbewegbar sein.

Gemäß Anspruch 5 ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass der Schieber an seinem vorderen Ende schwenkbar ein Hakenelement aufnimmt, auf dem auf gegenüberliegenden Seiten Vorsprünge ausgebildet sind. Einer der Vorsprünge begrenzt derart eine Vertiefung, dass der 45 Mitnehmer des Verschlusselementes eingreifen kann. Der andere Vorsprung des Hakenelementes ist unter Freigabe des Mitnehmers für den Verschluß mit der Schiene verhakbar. Aufgrund dieser bevorzugten Ausführungsform kann während des Ausdehnens der Feder aus Formgedächtnismetall das Verschlusselement über seinen Mitnehmer bis zu einer gewünschten Endposition mitgenommen werden. Soll das Verschlusselement nunmehr händisch weiter so ausgezogen werden, erteilt der Mitnehmer des Verschlusselementes dem schwenkbar angeordneten Hakenelement eine Drehbewegung derart, dass einerseits der die Vertiefung zur Aufnahme des Mitnehmers begrenzende Hakenvorsprung in eine Freigabeposition verschwenkt wird und der gegenüberliegende Hakenvorsprung mit der Schiene verhakt, so dass der Schieber in der ausgezogenen Position verrastet ist. Durch händisches Einschieben des Verschlusses elementes kann der Mitnehmer des Verschlusselementes wieder mit dem schwenkbaren 4 AT 502 543 B1

Hakenelement in Kontakt gebracht werden, so dass dieses wieder in seine Ausgangsposition verschwenkt wird, in der einerseits der Mitnehmer des Verschlusselementes in einer Vertiefung aufgenommen wird und durch den Hakenvorsprung begrenzt wird und in der der gegenüberliegende Hakenvorsprung nicht mehr mit der Schiene verrastet ist. Sobald bei diesem Zustand die 5 Feder aus Formgedächtnismetall nicht mehr erwärmt ist, kann das Verschlusselement durch die entsprechende Zugfeder wieder eingezogen werden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hs zeigen: 10 15

Fig. 1: eine perspektivische Ansicht eines Teils der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Öffnen und zum Verschließen eines Verschlusselementes,

Fig. 2: eine Seitenansicht des Elementes gemäß Fig. 1,

Fig. 3: eine Draufsicht auf das Element gemäß Fig. 1 sowie eine Vorderansicht und

Fig. 4-6: Schnittdarstellungen gemäß der Linie A-A gemäß der Fig. 1 in unterschiedlichen Arbeitspositionen.

In Fig. 1 ist eine Antriebseinheit 10 zum Öffnen und Verschließen eines Verschlusselementes, insbesondere einer Schublade, Tür oder Klappe dargestellt, die im wesentlichen aus einer 20 Schiene 12 besteht, die zwei seitliche hochgezogene Wandungen aufweist, in der zwei Führungsnuten 18 und 20 angeordnet sind. Die Schiene weist Sockel 22 und 24 auf, in denen jeweils Schraublöcher zur Aufnahme von hier nicht näher dargestellten Befestigungsschrauben vorgesehen sind. Über diese Sockel 22 und 24 kann die Schiene im Korpus festgelegt werden. Entlang des Korpus ist ein Schieber 26 verfahrbar, der, wie sich insbesondere aus dem Schnitt 25 gemäß Fig. 4 ergibt, mehrteilig aufgebaut ist. Er besteht zum einen aus einem Ring 28, der die Schiene 12 umschließt, und einem innerhalb der Schiene verlaufenden Teil 30, wobei dieses Teil entsprechende Vorsprünge aufweist, die in den Nuten 18 und 20 der Seitenwände 14 und 16 geführt sind. Auf den Schieber 26 wirken einerseits eine Zugfeder 32, die im Inneren der Schiene angeordnet ist und versucht, den Schieber in der gemäß Fig. 4 dargestellten Position 30 zu halten. Weiterhin wirkt eine spiralförmige Feder 34, die sich an einem Absatz 36 der Schiene 12 abstützt, gegen den äußeren Ring 28 des Schiebers 26. Diese Feder 34 besteht aus einem Formgedächtnismetall, einem sogenannten Shape-Memory-Alloy, das öei Erwärmung ab ca. 80° Celsius seine Ursprungsform einnimmt und dabei Kräfte bis zu 200N/mm2 erzeugt. Diese Kraft reicht aus, um der Zugkraft der Zugfeder 32 entgegenzuwirken und den Schieber 26 in die 35 in Fig. 5 dargestellte Position zu verfahren. Das Erwärmen der Feder aus Formgedächtnismetall 34 erfolgt über das Anlegen einer Niedervolt-Spannung, beispielsweise von 24 Volt. Die Stromzuführung ist aus Vereinfachungsgründen in der Zeichnung nicht dargestellt. Ohne Stromversorgung kühlt die Feder 34 wieder ab und wird leicht verformbar. Im kühlen Zustand wird also der Schieber 26 aufgrund der Kraft der Zugfeder 32 wieder in die Position gemäß Fig. 4 bewegt. 40

Die Linearbewegung des Schlittens 26 wird über einen Mitnehmer 38 auf ein Verschlusselement, beispielsweise eine Schublade, an der der Mitnehmer 38 in hier nicht näher dargestellter Art und Weise angeordnet ist, übertragen. Der Mitnehmer 38 greift in eine Ausnehmung 40 ein, die in einem Hakenelement 42 verwirklicht ist. Das Hakenelement 42 ist, wie aus den Fig. 4, 5 45 und 6 deutlich wird, über einen Schwenkbolzen 44 mit dem inneren Teil 30 des Schiebers 26 schwenkbar verbunden. Das Hakenelement 42 weist zwei Vorsprünge 46 und 48 auf. Der Vorsprung 46 begrenzt einseitig die Aufnahmeöffnung 40, in welcher der Mitnehmer 38 eingreift. Durch entsprechendes Verschwenken des Hakenelementes 42, wie dies beispielsweise in Fig. 6 dargestellt ist, kann der Mitnehmer 38 aus der Vertiefung 40 freigegeben werden. In so dieser Position greift der Vorsprung 48 über die Unterkante der Schiene 12, wobei hier eine

Rast (hier nicht näher dargestellt) derart vorgesehen ist, dass der verschwenkbare Haken 42 in dieser Position verrastet. In derjenigen Position, in der das Hakenelement 42 über die Vertiefung 40 den Mitnehmer 38 des hier nicht dargestellten Verschlusselementes festlegt, verläuft der Vorsprung 48 innerhalb der Schiene 12, wie aus den Fig. 4 und 5 deutlich wird. Die gege- 55 nüberliegende Seite des Vorsprungs 46 des Hakenelementes 42 wird von einem Anschlag 50

Claims (5)

1. 5 AT 502 543 B1 gebildet. Gegen diesen Anschlag 50 kann der Mitnehmer 38 gedrückt werden, um den Haken 42 aus seiner Verrastposition gemäß Fig. 6 wieder in die Verfahrposition, in der der Mitnehmer 38 auch in der Vertiefung 40 festgelegt wird, zu verschwenken. Die vordere Seite des Hakenelementes 42 ist, wie in den Fig. 4-6 dargestellt, mittels einer schrägen Kante 52 abgeschrägt. 5 Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Öffnen und Verschließen eines Verschlusselementes, beispielsweise einer Schublade, entsprechend dem hier vorgestellten Ausführungsbeispiel, kann wie folgt wiedergegeben werden. Durch Berührung eines am Korpus (hier nicht näher dargestellt) ausgelösten Kontaktes wird die Feder 34 aus dem Formgedächt-io nismetall über eine vorgegebene Zeitspanne mit Strom niedriger Spannung versorgt. Hierdurch dehnt sich die Feder 34 aus Formgedächtnismetall aus und verschiebt den Schlitten 26 aus der in Fig. 4 dargestellten Position so weit, bis die in Fig. 5 dargestellte Position eingenommen wird. Zusammen mit dem Schlitten 26 wird der in der Ausnehmung 40 eingreifende Mitnehmer 38 und das mit diesem verbundene Verschlusselement (hier nicht dargestellt) verschoben. Gleich-15 zeitig mit diesem Ausfahrvorgang, der innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne auslösbar ist, wird die Zugfeder 32 gespannt. Diese hat später die Aufgabe, die Schublade wieder in die geschlossene Stellung zurückzuziehen. Wie in Fig. 5 dargestellt, steht das Verschlusselement über den Mitnehmer 38 noch weiter im 20 Eingriff mit der Auszugsmechanik. Durch weiteres händisches Ausziehen wird über den Mitnehmer 38 das Hakenelement 42 über das vordere Ende der Schiene 12 herausgezogen. Durch Anlage des Mitnehmers 38 an dem Vorsprung 46 des Hakenelementes 42 wird dieses um die Schwenkwelle 44 nach unten verschwenkt, d.h. in eine Position, die in der Fig. 6 dargestellt ist. Hierdurch wird der Mitnehmer 38 freigegeben, so dass das Verschlusselement mitsamt 25 dem Mitnehmer unabhängig von jeglicher Fremdkraft händisch weiter geöffnet werden kann. Das gemäß Fig. 6 nach unten verschwenkte Hakenelement 42 ist verrastet und hält mittels des Rastvorsprunges 48 den Schieber 26 entgegen der Kraft der Zugfeder 32 in der ausgezogenen Position gemäß Fig. 6. In der Zwischenzeit hat die Feder 34 aus dem Formgedächtnismetall ihre Spannung verloren, da sie wieder auf Raumtemperatur abgekühlt ist. 30 Wird nun das Verschlusselement wieder geschlossen, so fährt der Mitnehmer 38 gegen den Anschlag 50 und schwenkt das Hakenelement 42 aus der Verrastposition gemäß Fig. 6 wieder in die Ausgangsposition, die ebenfalls durch eine Rast gesichert sein kann (vgl. Fig. 5 und 4). In dieser Position wird der Mitnehmer 38 wieder in der Ausnehmung 40 aufgenommen. Insgesamt 35 wird nun der Schieber 26 zusammen mit dem Hakenelement 42 und dem Mitnehmer 38 aufgrund der Kraft der Zugfeder 32 in die Stellung gemäß Fig. 4 zurückgezogen. Über den Mitnehmer 38 wird nun auch das Verschlusselement wieder in Schließposition bewegt. Wurde das Verschlusselement nach dem automatischen Ausfahren (vgl. Fig. 5) nicht weiter 40 händisch ausgezogen, zieht nach Erkalten der Feder 34 aus dem Gedächtnismetall die Zugfeder das noch in der Ausfahrmechanik eingerastete Schubladenelement wieder ein. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise vermieden, dass Verschlusselemente, wie beispielsweise Schubladen, auf Dauer halboffen stehen, wenn sie vom Benutzer nicht vollständig geöffnet worden sind. 45 Die Ausfahrgeschwindigkeit der Verschlusselemente kann über die Stromstärke eingestellt werden. Patentansprüche: 50 1. Vorrichtung zum Öffnen und Verschließen eines Verschlusselementes, insbesondere einer Schublade, Tür oder Klappe, mit einem Auslöseelement und einer Antriebseinheit mit zwei relativ zueinander linear verlaufenden Elementen und mindestens einer an einem der Elemente angreifenden Feder, bestehend aus einem Formgedächtnismetall, dadurch gekenn-55 zeichnet, dass die Vorrichtung bzw. deren Antriebseinheit (10) ein Auslöseelement auf- 6 AT 502 543 B1 weist, welches durch einen Berührungskontakt gebildet ist, der am Korpus oder am Verschlusselement angeordnet ist und über den für eine vorbestimmte Zeitspanne eine Niedervolt-Spannung an das Formgedächtnismetall der Feder (34) anlegbar ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslöseelement am Korpus angeordnet ist und dass die Verkabelung für die Stromversorgung ebenfalls korpusseitig vorgesehen ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgung über eine Kurzschlussleitung mit einem Schalter oder Schloss kurzschließbar ist.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit eine korpusfeste Schiene (12) aufweist, auf der ein Schieber (26) verfahrbar angeordnet ist, wobei der Schieber (26) von der mindestens eine Feder (34) aus dem Formgedächtnismetall gegen die Kraft einer Zugfeder (32) entlang der Schiene (12) verfahrbar ist und dass das Verschlusselement mit dem Schieber koppelbar ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (26) an seinem vorderen Ende schwenkbar ein Hakenelement (42) aufnimmt, das auf einander gegenüberliegenden Seiten Vorsprünge (46, 48) aufweist, wobei einer der Vorsprünge (46) eine Vertiefung (40) begrenzt, in die ein Mitnehmer (38) des Verschlusselementes eingreifen kann, und dass der andere Vorsprung (48) des Hakenelementes (42) unter Freigabe des Mitnehmers (38) an der Schiene (12) verhakbar ist. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen