AT505879A1 - Stellmechanismus fur einen schwenkbar gelagerten stellarm - Google Patents

Stellmechanismus fur einen schwenkbar gelagerten stellarm Download PDF

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AT505879A1 AT0154207A AT15422007A AT505879A1 AT 505879 A1 AT505879 A1 AT 505879A1 AT 0154207 A AT0154207 A AT 0154207A AT 15422007 A AT15422007 A AT 15422007A AT 505879 A1 AT505879 A1 AT 505879A1
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Description

• · ···· ·· ·· ·· · · · • · «·« · · * · · ··· * · · « ··· ··· ··♦ ·· 1
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Stellmechanismus für einen schwenkbar gelagerten Stellarm, insbesondere zum Antrieb einer Klappe eines Möbels, wobei der Stellarm durch eine Federvorrichtung beaufschlagt ist und wobei ein elektrischer Antrieb über einen Übersetzungsmechanismus auf den Stellarm wirkt.
Im Weiteren betrifft die Erfindung ein Möbel mit einem Stellmechanismus der beschriebenen Art.
Derartige Stellmechanismen werden zum Antrieb von Möbelklappen verwendet, um diese von der Schließstellung in die vollständige Offenstellung bzw. in die umgekehrte Richtung zu bewegen. Der Stellarm ist durch eine Federvorrichtung beaufschlagbar, die zum Gewichtsausgleich der Klappe dient. Darüber hinaus ist es bekannt, zusätzlich zur beaufschlagenden Federvorrichtung einen elektrischen Antrieb bereitzustellen, der zur Unterstützung der Klappenbewegung dient. Die hierfür verwendeten Gleichstrommotoren arbeiten oft mit einer im Wesentlichen konstanten Drehzahl bei relativ geringem Drehmoment. Die Federvorrichtung beaufschlagt die Klappe in der Schließstellung üblicherweise mit einer Zuhaltekraft, deren Überwindung in Richtung Offenstellung ein relativ hohes Drehmoment des elektrischen Antriebes erforderlich macht.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Stellmechanismus mit einer verbesserten Kinematik anzugeben, der darüber hinaus mit einer geringen Motorleistung auskommt.
Dies wird erfindungsgemäß in einer vorteilhaften Ausgestaltung dadurch erreicht, dass durch den Übersetzungsmechanismus das Übersetzungsverhältnis zwischen Motordrehwinkel und Stellarmdrehwinkel über den Stellarmdrehwinkelbereich variiert.
Auf diese Weise kann eine Stellbewegung mit einer vorteilhaften kinematischen Charakteristik ermöglicht werden, die - ausgehend von der vollständigen Schließstellung der Klappe - eine deutliche Verringerung des erforderlichen Drehmomentes ermöglicht, wobei die von der vollständigen Schließstellung der Klappe ausgehende Anfangsbewegung relativ langsam erfolgen kann. Durch die Verringerung des erforderlichen Drehmomentes können leistungsschwächere und kleinere Motoren mit geringer Geräuschentwicklung eingesetzt werden, wodurch aufgrund des geringen Platzbedarfs mehr konstruktive Freiräume verbleiben. Ein gewünschter Nebeneffekt besteht darin, dass ein Benutzer bei einer entsprechenden Betätigung des elektrischen Antriebs die anfänglich verlangsamte Öffnungsbewegung durchaus als angenehm empfindet, sodass sich der Benutzer auf die 62885-21/hn • ·* ·♦ • • · • ··· • · • • ··· • • • ♦ · · • · ·· · • · · • · · • · · ·· ··· · 2 stattfindende Öffnungsbewegung der Klappe einstellen kann, ohne dass hierbei die Initialbewegung zu rasch erfolgt. Hierbei kann zusätzlich das Risiko von Verletzungen reduziert werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Übersetzungsmechanismus derart ausgebildet ist, dass die Schwenkbewegung des Stellarmes nahe den beiden Endlagen der Klappe mit erhöhtem Übersetzungsverhältnis erfolgt, wobei zwischen diesen beiden Endlagenbereichen eine Schwenkbewegung der Klappe mit niedrigerem Übersetzungsverhältnis erfolgt, d.h., dass sich die Klappe über einen Großteil des gesamten Drehwinkelbereiches relativ rasch bewegt. Günstigerweise kann vorgesehen sein, dass die Federvorrichtung den Stellarm dermaßen beaufschlagt, dass die Klappe im Wesentlichen in jeder Schwenkstellung entgegen der Schwerkraft gehalten ist. Die Federvorrichtung umfasst daher zweckmäßigerweise eine Einstellvorrichtung, durch die das auf den Stellarm wirkende Drehmoment veränderbar ist.
Um die Zuhaltekraft der Klappe in der Schließstellung zu ermöglichen, wird die Klappe nahe der Schließstellung ab einem Öffnungswinkel unter 20°, vorzugsweise unter 10°, von der Federvorrichtung in die Schließstellung gedrückt. Die Klappe ist vorzugsweise um eine horizontale Achse schwenkbar und nimmt in der Schließstellung eine vertikale Position ein. Selbstverständlich sind im Zusammenhang mit dem Aspekt der vorliegenden Erfindung aber auch Klappen bzw. Türen bewegbar, die um eine vertikale Achse verschwenkbar sind.
Um die gewünschte variable Übersetzung herbeizuführen, kann gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Hebelwerk - insbesondere eine Kniehebelanordnung -eingesetzt werden. Hierbei kann es günstig sein, wenn die Kniehebelanordnung wenigstens zwei gelenkig verbundene Hebel, vorzugsweise unterschiedlicher Länge, umfasst, wobei der elektrische Antrieb am freien Ende des kürzeren Hebels an einem ortsfesten Drehpunkt angreift.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der elektrische Antrieb nicht am Hauptdrehpunkt des Stellarmes angreift, sondern dazu exzentrisch angeordnet ist. Durch die versetzte Anordnung des Hauptdrehpunktes des Stellarms zur rriotorisch anzutreibenden Achse des Übersetzungsmechanismus ergibt sich eine verbesserte Hebelgeometrie, die eine deutliche Reduzierung des Klappenöffnungsmomentes herbeiführt. • · • · • · • φ*· 3 • ···* ·» ·· · · · • *·· · · • · ··· • · » ··· ··· ·*
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung erläutert. Dabei zeigt bzw. zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Möbels mit einem Stellmechanismus für eine hochbewegbare Klappe,
Fig. 2 eine Seitenansicht eines beispielhaften Stellmechanismus, wobei sich der Stellarm in der Schließstellung befindet,
Fig. 3 das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 mit dem Stellarm in einer leichten Offenstellung,
Fig. 4 der Stellmechanismus mit dem Stellarm in einer weiteren Offenstellung,
Fig. 5 den Stellmechanismus mit dem Stellarm in der vollständigen Offenstellung,
Fig. 6a-6d eine Übersicht von verschiedenen Motordrehwinkeln und den daraus resultierenden Stellarmwinkeln, und
Fig. 7a, 7b eine perspektivische Darstellung des Stellmechanismus sowie eine vergrößerte Detaildarstellung hierzu.
Fig. 1 zeigt ein schrankförmiges Möbel 1 in einer perspektivischen Hinteransicht, das insbesondere als Oberschrank in Küchen Verwendung finden kann. Das Möbel 1 umfasst einen Möbelkorpus 2, wobei an der Innenseite der beiden vertikalen Seitenwände je ein erfindungsgemäßer Stellmechanismus 3 befestigt ist. Der Stellmechanismus 3 umfasst einen schwenkbar gelagerten Stellarm 9, der an seinem anderen Ende gelenkig mit der Klappe 4 in Verbindung steht. Durch den Stellarm 9 kann die Klappe 4 in Form der beiden Teilklappen 4a, 4b von der Schließ- in eine Offenstellung bzw. in die umgekehrte Richtung bewegt werden. Die Teilklappen 4a, 4b bilden in der Schließstellung im Wesentlichen eine vertikale Ebene, beim Öffnungsvorgang klappen die Teilklappen 4a, 4b zusammen und nehmen einen spitzen Winkel zueinander ein.
Fig. 2 zeigt in einer Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Stelimechanismus 3. Zum Gewichtsausgleich der hier nicht dargestellten Klappe 4 ist eine Federvorrichtung 5 vorgesehen, die mehrere parallel geschaltete Druckfedem umfasst. Die Federvorrichtung 5 beaufschlagt einen um den Drehpunkt S schwenkbaren Zwischenhebel 6, wobei der Angriffspunkt 7 der Federvorrichtung 5 am Zwischenhebel 6 über eine Einstellvorrichtung 8 verschiebbar ist. Auf diese Weise ist der Abstand des Angriffspunktes 7 der Federvorrichtung 5 relativ zum Drehpunkt S des Zwischenhebels 6 veränderbar, sodass das auf den Stellarm 9 wirkende Drehmoment zur selektiven Anpassung von verschiedenen
Gewichten der Klappe 4 einstellbar ist. An einem Ende des Stellarmes 9 ist eine um den Drehpunkt P schwenkbare Steuernocke 10 mit einer Steuerkurve 10a angeordnet oder ausgebildet, wobei während der Schwenkbewegung des Stellarmes 9 eine am Zwischenhebel 6 gelagerte Druckrolle 15 an der Steuerkurve 10a der Steuernocke 10 ablaufen kann. Der Drehpunkt P bildet somit den Hauptdrehpunkt des Stellarmes 9. Zur Befestigung des Stellarmes 9 an der Klappe 4 ist eine lösbare Befestigungsvorrichtung 12 vorgesehen, die mit einem klappenseitigen Beschlagteil verrastbar ist.
Zur Realisierung eines variablen Übersetzungsverhältnisses von Motordrehwinkel zu Stellarmdrehwinkel ist im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Übersetzungsmechanismus 13 in Form einer Kniehebelanordnung vorgesehen. Die Kniehebelanordnung umfasst im gezeigten Ausführungsbeispiel zwei miteinander gelenkig verbundene Hebel 14a, 14b unterschiedlicher Länge, wobei der kürzere Hebel 14b exzentrisch zum Drehpunkt P an einem an der Steuernocke 10 angeordneten Drehpunkt M gelagert ist. Das freie Ende des längeren Hebels 14a ist mit dem klappenabgewandten Ende des Stellarmes 9 gelenkig verbunden. Der längere Hebel 14a weist wenigstens die doppelte bis dreifache Länge des kürzeren Hebels 14b auf. Der Stellarm 9 befindet sich in der gezeigten Figur in einer Position, die im Wesentlichen der vollständigen Schließstellung der Klappe 4 entspricht.
Fig. 3 zeigt den Stellmechanismus 3 gemäß Fig. 2, wobei sich der Stellarm 9 nunmehr in einer geringfügigen Offenstellung befindet. Durch Aktivierung eines hier nicht dargestellten elektrischen Antriebes, der vorzugsweise direkt auf die Drehachse M der Kniehebelanordnung wirksam ist, wurde der Stellarm 9 in eine Offenstellung bewegt. Der elektrische Antrieb hat zunächst hierfür die von der Federvorrichtung 5 bereitgestellte Zuhaltekraft des Stellarmes 9 zu überwinden, wobei der Hebel 14b um die ortsfeste Drehachse M im Gegenuhrzeigersinn rotiert wird und zusammen mit dem zwangsgeführten längeren Hebel 14a eine relativ geringe Verschwenkbewegung des Stellarmes 9 bei konstanter Motordrehzahl herbeiführt. Die rotative Bewegbarkeit des Hebels 14b liegt zwischen 0° und 200°, vorzugsweise zwischen 0° und 250°. Die Federvorrichtung 5 ist günstigerweise so eingestellt, dass das Gewicht der Klappe 4 vollständig kompensiert ist, d.h., dass die Klappe 4 im Wesentlichen in jeder Schwenkstellung entgegen der Schwerkraft selbsttätig gehalten ist.
Fig. 4 zeigt eine noch weiter geöffnete Schwenkposition des Stellarmes 9. Die Druckrolle 15 des Zwischenhebels 6 läuft an der Steuerkurve 10a der Steuernocke 10 ab, der Stellarm 9 dreht sich um die Drehachse P. Mit dem Bezugszeichen 16 ist allgemein ein elektrischer • ···· ·· ·· • • · • ··· • · • • ·· · • • • ······ ·· ·* m ·
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Antrieb bezeichnet, der auf die Drehachse M der Kniehebelanordnung wirkt. Infolge der sich ändernden Winkelstellung der beiden Hebel 14a, 14b zueinander wird eine gesteuerte Bewegung des Stellarmes 9 ermöglicht, wobei sich in diesem Bereich (nach dem Durchlauf der unteren Totpunktlage der Kniehebelanordnung) der Abstand der beiden freien Enden der beiden Hebel 14a, 14b bei gleich bleibender Motordrehzahl rascher vergrößert, wodurch eine entsprechend schnellere Öffnungsbewegung der Klappe 4 herbeigeführt wird.
Fig. 5 zeigt den erfindungsgemäßen Stellmechanismus 3, wobei sich der Stellarm 9 in einer Position befindet, die im Wesentlichen der vollständigen Offenstellung der Klappe 4 entspricht. Im Bereich des letzten Öffnungsweges erfolgt wiederum eine verlangsamte Bewegung des Stellarmes 9, da sich der Kniehebelanordnung (bei Annäherung an die obere Totpunktlage) nur mehr geringfügig ausdehnen kann. Der fast gestreckte Kniehebel 14a, 14b kann sehr große Kräfte in Längsrichtung übertragen. Es ist jedoch zu beachten, dass der Kniehebel 14a, 14b vorzugsweise nicht in die vollständig gestreckte Stellung gelangen kann. Durch die Federvorrichtung 5 wird das Gewicht der Klappe vollständig kompensiert, sodass der elektrische Antrieb 16 nur über einen begrenzten Drehwinkelbereich (beispielsweise zwischen 0° und 30°) wirksam sein kann, sodass die Klappe im Anschluss daran ohne weitere Motorunterstützung und vorzugsweise nur durch die auf den Stellarm 9 wirkende Federvorrichtung 5 in die jeweiligen Endlagen bewegbar ist.
Fig. 6a bis 6d veranschaulichen in einer Übersicht verschiedene Motordrehwinkel α und dem daraus resultierenden Stellarmdrehwinkel ß. In den gezeigten Figuren ist jeweils eine 0°-Achse dargestellt, die mit der Ausrichtung des kürzeren Hebels 14b in der Schließstellung des Stellarmes 9 korrespondiert. Diese Ausgangssituation ist in Fig. 6a dargestellt, wobei der Stellarm 9 in der Schließstellung im Wesentlichen entlang der Vertikalachse V verläuft. In Fig. 6b wurde der rotierbare kürzere Hebel 14b vom hier nicht dargestellten motorischen Antrieb 16 um den Motordrehwinkel α im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt, was zu einer zwangsgeführten Verschwenkung des Stellarmes 9 um den Stellarmwinkel ß führt. In Fig. 6c ist eine weitere Offensteliung des Stellarmes 9 gezeigt, ein von Fig. 6b vergrößerter Motordrehwinkel α führt zu einem entsprechenden Stellarmwinkel ß. In Fig. 6d ist die vollständige Offenstellung des Stellarmes 9 gezeigt, wobei der maximale Motordrehwinkel α und der sich daraus ergebende Stellarmdrehwinkel ß ergibt. Der Stellarmdrehwinkel ß gemäß Fig. 6d entspricht somit dem gesamten Stellarmdrehwinkelbereich.
Fig. 7a zeigt eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Stellmechanismus 3. Die Federvorrichtung 5 beaufschlagt den an der Drehachse S schwenkbar gelagerten
Zwischenhebel 6, der wiederum über eine Druckrolle 15 an der Steuerkurve 10a der Steuernocke 10 ablaufen kann. Die Steuernocke 10 ist am Stellarm 9 angeordnet und dreht sich um den Drehpunkt P. Der Kniehebel mit den beiden Hebeln 14a, 14b bildet den Übersetzungsmechanismus für eine variable Bewegungscharakteristik des Stellarmes 9. Ein hier nicht dargestellter elektrischer Antrieb 16 greift am Drehpunkt M an, der koaxial zum Drehpunkt des kürzeren Hebels 14b angeordnet ist. Zum Dämpfen der letzten Öffnungsbewegung des Stellarmes 9 ist eine Dämpfvomchtung 17 in Form eines Lineardämpfers angeordnet, die durch einen hier nicht dargestellten Anschlag der Steuernocke 10 bei Annäherung an die obere Endlage beaufschlagbar ist. In Fig. 7b ist der in Fig. 7a eingekreiste Bereich in einem vergrößerten Maßstab gezeigt.
Die vorliegende Erfindung beschränkt sich nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel, sondern umfasst bzw. erstreckt sich auf alle Varianten und technischen Äquivalente, die in die Reichweite der nachfolgenden Ansprüche fallen können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich, usw. auf die übliche Einbaulage des Stellmechanismus 3 bzw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Unter „Federvorrichtungen“ seien im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung nicht nur Federvorrichtungen 5 mit mechanischen Federelementen, sondern auch alle anderen bekannten Kraftspeicher, wie Gasdruckspeicher oder ähnliche verstanden.
Innsbruck, am 27. September 2007

Claims (16)

  1. • ·
    • ···· «t ·· · · • ··· · · • · ··· • · · ······ ·· Patentansprüche: 1. Stellmechanismus für einen schwenkbar gelagerten Stellarm, insbesondere zum Antrieb einer Klappe eines Möbels, wobei der Stellarm durch eine Federvorrichtung beaufschlagt ist und wobei ein elektrischer Antrieb über einen Übersetzungsmechanismus auf den Stellarm wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Übersetzungsmechanismus (13) das Übersetzungsverhältnis zwischen Motordrehwinkel (a) und Stellarmdrehwinkel (ß) über den Stellarmdrehwinkelbereich variiert.
  2. 2. Stellmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Übersetzungsmechanismus (13) ein Hebelwerk, vorzugsweise wenigstens eine Kniehebelanordnung, aufweist.
  3. 3. Stellmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kniehebelanordnung wenigstens zwei gelenkig verbundene Hebel (14a, 14b), vorzugsweise unterschiedlicher Länge, aufweist.
  4. 4. Stellmechanismus nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antrieb (16) am freien Ende des kürzeren Hebels (14b) an einem Drehpunkt (M) angreift.
  5. 5. Stellmechanismus nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehpunkt (M) des kürzeren Hebels (14b) relativ zum Drehpunkt (P) des Stellarmes (9) versetzt angeordnet ist.
  6. 6. Stellmechanismus nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der längere Hebel (14a) der Kniehebelanordnung im Bereich des klappenabgewandten Endes des Stellarmes (9) angreift.
  7. 7. Stellmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Federvorrichtung (5) den Stellarm (9) dermaßen beaufschlagt, dass die Klappe (4) im Wesentlichen in jeder Schwenkstellung entgegen der Schwerkraft gehalten ist.
  8. 8. Stellmechanismus nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Federvorrichtung (5) den Stellarm (9) dermaßen beaufschlagt, dass die Klappe (4) nahe der Schließstellung in die Schließstellung gedrückt wird. 62885-21/hn • ·
    • ···· ·· ·· · • t • ··· • · • « ··· • · • ♦·· ··
  9. 9. Stellmechanismus nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Federvorrichtung (5) den Stellarm (9) dermaßen beaufschlagt, dass die Klappe (4) ab einem Öffnungswinkel unter 20°, vorzugsweise unter 10°, in die Schließstellung gedrückt wird.
  10. 10. Stellmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Federvorrichtung (5) eine Einstellvorrichtung (8) aufweist, durch die das auf den Stellarm (9) wirkende Drehmoment veränderbar ist.
  11. 11. Stellmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Zwischenhebel (6) vorgesehen ist, der einerseits von der Federvorrichtung (5) beaufschlagt ist und andererseits an einer am Stellarm (9) ausgebildeten oder angeordneten Steuernocke (10) mit einer Steuerkurve (10a) -vorzugsweise über eine Druckrolle (15) - anliegt.
  12. 12. Stellmechanismus nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Übersetzungsmechanismus (13) an der Steuemocke (10) an einem Drehpunkt (M) angreift.
  13. 13. Stellmechanismus nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehpunkt (M) exzentrisch zur Drehachse (P) des Stellarmes (9) angeordnet ist.
  14. 14. Stellmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antrieb (16) wenigstens einen elektrischen Motor, vorzugsweise einen Gleichstrommotor, umfasst.
  15. 15. Stellmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellarmdrehwinkelbereich zwischen einer äußeren Endlage entsprechend einer geöffneten Klappe (4) und einer inneren Endlage entsprechend einer geschlossen Klappe (4) definiert ist.
  16. 16. Möbel mit einem Stellmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 15. Innsbruck, am 27. September 2007
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