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Die
Erfindung betrifft eine Verschiebevorrichtung mit den Merkmalen
des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
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Eine
Anwendung solcher Vorrichtungen ist beispielsweise bei ausfahrbaren
Schubladen im Interieurbereich von Kraftfahrzeugen gegeben, wobei
die Schublade an sich für
verschiedene Anwendungen geeignet sein kann.
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Es
ist allgemein bekannt, Schubladen mit einer Verschiebevorrichtung
mit einer Feder als aufladbarem Antriebsmittel auszubilden, wobei
die Feder beim manuellen Einschieben eines beispielsweise als Schublade
ausgebildeten verschiebbaren Elements vorgespannt und durch die
in der Schließposition
arretierte Schublade fixiert wird. Nach Lösen der Arretierung der Schublade
wird diese durch die vorgespannte Feder als Antriebsmittel selbsttätig ausgefahren.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine solche, bekannte Verschiebevorrichtung
so weiterzubilden, dass die auf das verschiebbare Element wirkende
Antriebskraft sich mit der Umgebungstemperatur ändert, um temperaturbedingte Änderungen der
Bewegung des verschiebbaren Elements auszugleichen.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird eine Ausbildung mit den Merkmalen des Kennzeichens
des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen.
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Bei
einer zumindest zweilagig ausgebildeten Rollfeder weist diese zumindest
einen Innenwickel und einen Außenwickel
auf, die bei der Ausbildung mit unterschiedlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten
ein unterschiedliches Ausdehnungsverhalten bei Temperaturänderungen
aufweisen. Die Lage mit dem größeren Ausdehnungskoeffizienten
reagiert stärker
auf Temperaturschwankungen als die Komponente mit dem kleineren
Temperaturausdehnungskoeffizienten, was insgesamt zu einer veränderten
Federkraft der Rollfeder führt.
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Mit
einer solchen Änderung
der Federkraft bei veränderten
Temperaturbedingungen werden temperaturbedingte Änderungen des Laufverhaltens des
verschiebbaren Elements bei Temperaturschwankungen ausgeglichen.
So kann beispielsweise bei gegenüber
einem Normalwert niedrigeren Temperaturen die Reibung von Schmierstoffen und/oder
die Reibung innerhalb von Flüssigkeitsdämpfern erhöht sein,
weshalb erfindungsgemäß auch die
das verschiebbare Element beaufschlagende Rollfeder in Bezug auf
ihre Federkraft unter der Änderung
der Temperatur verändert
wird.
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Mit
Vorteil weist dabei die innere Lage in Teilbereichen einen größeren Temperaturausdehnungskoeffizienten
als die äußere Lage
auf. Mit dieser Ausgestaltung steigt die Federkraft bei abnehmender Temperatur
an, womit erhöhte
Reibungskräfte
in der Verschiebevorrichtung überwunden
werden können, um
die Bewegung des verschiebbaren Elements bei allen Temperaturen
gleich zu gestalten.
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In
einer alternativen Ausführung
besteht die innere Lage vollständig
aus einem Material mit einem größeren Temperaturausdehnungskoeffizienten
als das Material der äußeren Lage,
wobei der Effekt durch die vollständige Ausbildung der Lage mit
dem temperatursensiblen Material stärker ausfällt.
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Weiter
mit Vorteil ist die Rollfeder eine Bimetallfeder, die ihre Federspannung
in Abhängigkeit
von der Umgebungstemperatur ändert.
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Vorzugsweise
ist das linear verschiebbare Element ein Schubladenfach in einem
Kraftfahrzeug, das in dieser Ausgestaltung vom Nutzer mit einer weitgehend
gleichen und damit vertrauten Bewegung wahrgenommen wird.
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In
gleicher Weise kann das linear verschiebbare Element auch ein Aschenbecher,
ein Cupholder oder ein sonstiges Kinematikbauteil in einem Kraftfahrzeug
sein.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung können der Beschreibung zu dem
in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sowie den einzelnen
Patentansprüchen
entnommen werden.
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In
der Zeichnung zeigt:
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1a, 1b eine
Rollfeder in Bimetalltechnik bei unterschiedlichen Temperaturen,
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2a, 2b eine
mit einer Rollfeder geführte
Schublade in ausgezogener und geschlossener Stellung.
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In
den 1a, 1b ist die grundlegende Funktionsweise
der Bimetalltechnik bei einer Rollfeder 10 bei unterschiedlichen
Temperaturen dargestellt. Die in Bimetalltechnik ausgebildete Rollfeder 10 besteht
aus zwei aufeinander gewickelten Blattfedern, wobei die eine Blattfeder
den Außenwickel 12 und
die zweite Blattfeder den Innenwickel 14 bildet. Außenwickel 12 und
Innenwickel 14 sind beide auf einen Dorn 16 aufgewickelt.
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Die
den Innenwickel 14 bildende Blattfeder besteht aus einem
Material mit einem höheren
Temperaturausdehnungskoeffizienten als das Material der den Außenwickel 12 bildenden
Blattfeder.
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Wie
nachstehend zu 2 näher erläutert, ist der Dorn 16 mit
einem zu bewegenden Element verbunden, während das freie Ende 18 der
Rollfeder 10 festgelegt ist.
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Wie
aus den 1a, 1b ersichtlich
ist, kommt es bei Temperaturveränderungen
auf Grund der unterschiedlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten
des Außenwickels 12 und
des Innenwickels 14 zu einer Veränderung des Durchmessers des
gewickelten Teils der Rollfeder 10. 1a zeigt
die Rollfeder 10 bei einer niedrigeren Temperatur als in 1b.
Bei der niedrigeren Temperatur gemäß 1a ist
der Durchmesser des gewickelten Teils der Rollfeder 10 kleiner
als bei der höheren
Temperatur gemäß 1b.
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Auch
bei Änderungen
der Temperatur bleibt das Wickelmoment der Rollfeder 10 als
Produkt der Zugkraft F der Rollfeder und des Abstandes L zwischen
dem Zentrum des Dorns 16 und dem ausgerollten Abschnitt 10b der
Rollfeder 10 konstant. Auf Grund dieses konstanten Wickelmoments
ist die in 1a gezeigte Zugkraft F1 größer als
die in 1b gezeigt Zugkraft F2, da auf Grund der niedrigeren Temperatur
der Abstand L1 zwischen dem Dorn 16 und
dem Abschnitt 10b kleiner ist als der entsprechende Abstand
L2 in 1b.
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Dies
bedeutet, dass sich bei einem Temperaturabfall der Durchmesser des
Federwickels verkleinert und die Zugkraft der Rollfeder 10 zunimmt.
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Wie
in 2 dargestellt, kann dieses Verhalten
beispielsweise gezielt dazu eingesetzt werden, erhöhte Reibungs-
und/oder Dämpfungswiderstände beweglicher
Elemente bei einem Temperaturabfall auszugleichen.
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Die 2a, 2b zeigen
eine von der beschriebenen Rollfeder 10 beaufschlagte Schublade 18,
die in einem Schubladenfach 20 verfahrbar angeordnet ist.
Wie in 2a dargestellt, ist die Schublade 18 im
geschlossenen Zustand in das Schubladenfach 20 eingefahren,
wobei die Rollfeder 10 vorgespannt ist und die Schublade 18 durch
eine nicht gezeigte Verriegelung in dieser Position gehalten ist. Der
von den beiden Blattfedern der Rollfeder umwickelte Dorn 16 ist über Streben 21, 22 fest
an der Schublade 18 angeordnet. Der ausgerollte Teil 10b der
Rollfeder 10 ist an dem Schubladenfach 20 abgestützt und
erstreckt sich parallel zu der Verfahrrichtung der Schublade 18,
so dass bei Lösen
der nicht gezeigten Verriegelung die Schublade 18 unter
der über
die Streben 21, 22 übertragenen Federkraft der Rollfeder 10 in
die in 2b gezeigte Öffnungsstellung verfahren wird.
Der ausgerollte Teil 10b der Rollfeder 10 verkürzt sich
dabei entsprechend.
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Das
Schließen
der Schublade erfolgt manuell, wobei die Feder erneut gespannt wird.
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Bei
Verwendung einer solchen Anordnung im Interieurbereich eines Kraftfahrzeugs
ist es für eine
entsprechende Wertanmutung sehr wichtig, dass die Schublade betriebssicher
und möglichst
geräuschfrei
geführt
ist. Hierzu weist das Schubladenfach eine nicht dargestellte lineare
Gleitführung
sowie eine ebenfalls nicht dargestellte Viskositätsdämpfung, beispielsweise mittels
einer Silikonbremse, auf. Letztere verhindert einen harten Anschlag der
Schublade beim Öffnen
unter Federspannung. Wegen der hohen Belastungsanforderungen ist
die sehr stabil und spielarm ausgeführte Linearführung gefettet.
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Die
Viskosität
des Schmierstoffs und des Silikonöls in der Dämpfung ist stark temperaturabhängig, so
dass die von der Rollfeder 10 zu überwindende Kraft beim Verfahren
der Schublade 18 entsprechend variiert. Wenn die Federkraft
der Rollfeder so ausgelegt wird, dass auch Reibungskräfte bei
extrem niedrigen Temperaturen und entsprechend hoher Viskosität beim Schmierstoff
und Silikonöl überwunden
werden können,
besteht bei höheren
Temperaturen die Gefahr, dass auch auf Grund der dann verringerten
Viskosität
die laminare Strömung
in der Silikonbremse abreist und die vorgesehene Dämpfung beim Öffnen der
Schublade 18 beeinträchtigt
ist.
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Dieser
Temperaturabhängigkeit
wird erfindungsgemäß durch
den Einsatz der geschilderten Rollfeder 10 in Bimetalltechnik
Rechnung getragen, da diese Rollfeder bei niedrigen Temperaturen
eine höhere
Federkraft F auf die Schublade 18 ausübt als bei höheren Temperaturen,
wenn die der Federkraft entgegenwirkenden Reibungskräfte geringer
sind.
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Bei
der Auswahl des Materials zur Ausbildung der Rollfeder 10 in
Bimetalltechnik obliegt es dem Fachmann, die Temperaturabhängigkeit
der Federkraft F unter Berücksichtigung
der zu erwartenden Widerstandskräfte
so auszubilden, dass in dem notwendigen Temperaturspektrum der Antrieb
der Schublade und die Dämpfung
gewährleistet
sind und die Ablaufbewegungen auch bei stark unterschiedlichen Temperaturen
konstant, gleichmäßig und
wiederholgenau erfolgen.