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Die
Erfindung betrifft eine Verstellvorrichtung für Möbel
mit einem Aktor, der über ein linearbewegliches Stellelement
mit einem höhenverstellbaren Bauteil in Wirkverbindung
steht, wobei das höhenverstellbare Bauteil um eine Schwenkachse
drehbar zu einem tragenden Bauteil gelagert ist.
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Ferner
betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verschwenken eines höhenverstellbaren
Bauteils, wobei das schwenkbar an einem tragenden Bauteil gelagerte
höhenverstellbare Bauteil mittels eines Aktors um eine
Schwenkachse verschwenkt wird.
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Aus
der
DE 20 2006
011 987 U1 ist eine Verstellvorrichtung für Möbel
bekannt, bei der ein Aktor mit einem linear beweglichen Stellelement
auf ein Schwenkelement einwirkt, das über eine drehbar
gelagerte Schwenkwelle drehfest mit einer Verschwenkstrebe eines
höhenverstellbaren Bauteils des Möbels verbunden
ist. Das Schwenkelement weist einen ausladenden Nocken auf, auf
den ein mit dem Stellelement verbundenes Zugmittel flächig
anliegt. Die bekannte Verstellvorrichtung, die sich grundsätzlich
bewährt hat, weist jedoch den Nachteil auf, dass bei starker
Belastung des höhenverstellbaren Bauteils, insbesondere
in einer leicht angehobenen Stellung desselben, ein unerwünschtes
Federn des höhenverstellbaren Bauteils eintritt.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verstellvorrichtung für
Möbel sowie ein Verfahren zum Verschwenken von Bauteilen
derart anzugeben, dass mit geringem Kraftaufwand ein höhenverstellbares
Bauteil in eine vorgegebene und federarme Relativlage zu einem tragenden
Bauteil verstellt wird.
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Zur
Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße
Verstellvorrichtung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1 dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement zum Verbringen des
zu verstellenden Bauteils von einer ersten Stellung in eine zweite
Stellung auf eine Spreizeinrichtung einwirkt, derart, dass das zu
verstellende Bauteil einerseits und ein gelenkig mit dem zu verstellenden Bauteil
und dem tragenden Bauteil verbundenes Stützelement anderseits
relativ zueinander aufspreizbar sind, und dass das Stützelement
derart ausgebildet und/oder gelagert ist, dass die Spreizeinrichtung
und/oder das Stellelement an dem zu verstellenden Bauteil in einem
vorgegebenen Mindestabstand zu der Schwenkachse angreift.
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Der
besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung
besteht darin, dass bei geringem Bauraumaufwand ein Verstellen des
höhenverstellbaren Bauteils mit relativ geringem Kraftaufwand einerseits
und ein federarmes Halten des Bauteils in der vorgegebenen Stellung
andererseits erzielt werden. Dadurch, dass das linear bewegliche
Stellelement einen Spreizvorgang bewirkt, währenddessen das
zu verstellende Bauteil einerseits und eine gelenkig mit dem zu
verstellenden Bauteil und einem tragenden Bauteil verbundenes Stützelement
andererseits nach und nach aufgespreizt werden, erfolgt ein Aufrichten
des zu verstellenden Bauteils mit einem relativ geringen Kraftaufwand.
Hierbei ist die Kraft des linear beweglichen Stellelementes vorzugsweise in
Richtung einer Winkelhalbierenden des zu verstellenden Bauteils
und des Stützelementes gerichtet. Dadurch, dass das freie
Ende des Stellelementes bzw. einer Spreizeinrichtung stets in einer
solchen Relativlage zu dem zu verstellenden Bauteil angeordnet ist,
in der eine Spreizeinrichtung und/oder das Stellelement einen vorgegebenen
Mindestabstand zu der Schwenkachse aufweist, wird ein relativ langer Hebelarm
zum Aufrichten des zu verstellenden Bauteils gebildet. Vorteilhaft
ergibt sich hierdurch eine relativ kraftarme und druckfeste Einstellung
des höhenverstellbaren Bauteils in eine vorgegebene Stellung desselben.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt eine
drehbar oder drehfest zu dem Stellelement angeordnete Spreizeinrichtung
in einem Scheitelbereich zwischen dem zu verstellenden Bauteil und
der Stützstrebe an. Vorteilhaft kann hierdurch ohne weitere
Kraftumlenkung eine direkte Krafteinleitung auf das zu verstellende
Bauteil erfolgen.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsform der Verstellvorrichtung
ist die Stützstrebe auf einer dem höhenverstellbaren
Bauteil abgewandten Seite in einer Führung beweglich gelagert.
Hierdurch wird die Bewegungsbahn definiert, entlang derer der Scheitelpunkt
während des Aufrichtens bzw. Absenkens des höhenverstellbaren
Bauteils bewegt wird. Vorzugsweise ist die Führung linear
ausgebildet, so dass sich eine bogenförmige Führungsbahn
des Scheitelpunktes mit einer relativ konstanten wirksamen Hebelarmlänge
einstellt.
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Nach
einer Weiterbildung der Verstellvorrichtung ist ein freies Ende
des Stellelementes über ein Kopplungselement mit der Spreizeinrichtung
verbunden. Das Kopplungselement erstreckt sich parallel zu der Schwenkachse
und ist drehfest mit dem Stellelement verbunden. Vorteilhaft kann
hierdurch eine direkte Krafteinleitung auf ein Paar von Spreizelementen
bewirkt werden, wobei die Spreizelemente parallel zu der Schwenkachse
versetzt angeordnet sind. Vorteilhaft ergeben sich hierdurch zwei
gegenüberliegende Krafteinleitungspunkte des vorzugsweise
flächig ausgebildeten höhenverstellbaren Bauteils.
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Nach
einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung
umfasst die Spreizeinrichtung eine Anlagefläche, an der
eine Verschwenkstrebe des höhenverstellbaren Bauteils einerseits
und die Stützstrebe andererseits zur Anlage kommen. Durch
die Anlagefläche wird eine definierte Lage der Verschwenkstrebe
und der Stützstrebe in einer gemeinsamen Verstellebene
ermöglicht, die senkrecht zu der Schwenkachse verläuft.
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Nach
einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung
ist die Anlagefläche des Spreizelementes derart ausgebildet,
dass die Berührungsflächen der Verschwenkstrebe
und/oder der Stützstrebe gleitend oder rol lend an der Anlagefläche anliegen.
Vorteilhaft kann hierdurch die Reibung zwischen den Anlageflächen
des Spreizelementes einerseits und den Berührungsflächen
der Verschwenkstrebe bzw. der Stützstrebe andererseits klein
gehalten werden.
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Zur
Lösung der Aufgabe ist das erfindungsgemäße
Verfahren in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs
11 dadurch gekennzeichnet, dass in einem Aufrichtabschnitt das höhenverstellbare
Bauteil und eine gelenkig mit dem höhenverstellbaren Bauteil
und einem tragenden Bauteil verbundene Stützstrebe aufgespreizt
werden, wobei die vermittels eines Stellelementes des Aktors eingeleitete
Stellkraft in Richtung eines durch das höhenverstellbare
Bauteil und der Stützstrebe gebildeten Scheitelpunkts eingeleitet
wird.
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Der
besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
besteht darin, dass zum Aufrichten des höhenverstellbaren
Bauteils eine relativ geringe Spreizkraft erforderlich ist, die
in Richtung eines durch das höhenverstellbare Bauteil und
einer Stützstrebe gebildeten Scheitelpunktes wirkt. Die
im Bereich des Scheitelpunktes angreifende Spreizkraft bewirkt zum
einen ein Aufrichten des zu verstellenden Bauteils und zum anderen
ein Aufrichten der Stützstrebe. Vorteilhaft kann das zu
verstellende Bauteil mit relativ geringem Kraftaufwand in eine vorgegebene
Verschwenkstellung gebracht werden, in der ein relativ hohes Haltedrehmoment
anliegt. Ein Hin- und Herschwingen bzw. Federn des zu verstellenden
Bauteils in einer Verschwenkstellung desselben bei relativ hoher
Belastung desselben kann somit sicher vermieden werden.
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Nach
einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen
Verfahrens wirkt die mittels des Stellelementes eingeleitete Stellkraft
in einem weiteren Aufrichtabschnitt im Wesentlichen in Richtung des
höhenverstellbaren Bauteils, so dass eine direkte Krafteinleitung
auf das höhenverstellbare Bauteil bei einer relativ großen
Hebelarmlänge zur Bildung eines relativ großen
Haltedrehmomentes ermöglicht wird. Vorteilhaft erfolgt
ein Aufrichten des höhenverstellbaren Bauteils sowohl im
ersten Aufrichtabschnitt, in dem eine Spreizkraft wirkt, und in
einem weiteren Aufrichtabschnitt, in dem im Wesentlichen eine senkrecht
zum höhenverstellbaren Bauteil wirkende Hebelkraft wirkt,
unter Bildung eines relativ hohen Hebelarms, so dass ein relativ
großes Verstelldrehmoment bzw. Haltedrehmoment erzeugt
wird.
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Nach
einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird die Stellkraft in einem durch eine Verschwenkstrebe des höhenverstellbaren
Bauteils und der Stützstrebe gebildeten Scheitelbereich eingeleitet,
der eine vorgegebene Führungsbahn während des
Aufrichtens und Absenkens durchläuft. Durch Ausgestaltung
der Stützstrebe bzw. einer Führung, in der ein
Ende der Stützstrebe gelagert ist, kann die Länge
des wirkenden Hebelarmes vorgegeben werden.
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Weitere
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand
der Zeichnungen näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 ein
vertikaler Längsschnitt eines Möbels und einer
Verstelleinrichtung zum Verstellen eines höhenverstellbaren
Bauteils des Möbels, wobei sich das höhenverstellbare
Bauteil in einer unteren Endstellung befindet,
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2 ein
teilweiser Längsschnitt durch das Möbel und eine
Verstelleinrichtung zum Verstellen eines höhenverstellbaren
Bauteils des Möbels, wobei sich das höhenverstellbare
Bauteil in einer oberen Endstellung befindet,
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3 eine
perspektivische Stirnansicht des Möbels in einer aufrechten
Endstellung des höhenverstellbaren Bauteils,
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4 eine
vergrößerte Darstellung eines Teilbereichs der
Stirnansicht des Möbels gemäß 3 und
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5 ein
teilweiser vertikaler Längsschnitt durch das Möbel
im Bereich des höhenverstellbaren Bauteils, wobei die Führungsbahn
einer auf das höhenverstellbare Bauteil wirkenden Stellkraft
zwischen einer unteren Endstellung und einer oberen Endstellung
des höhenverstellbaren Bauteils dargestellt ist.
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Eine
erfindungsgemäße Verstellvorrichtung 1 kann
insbesondere zur Verstellung von Fußteilen oder Kopfteilen
von Betten, Krankenbetten bzw. Lattenrosten oder Sesseln eingesetzt
werden. Alternativ zu Möbeln kann die Verstellvorrichtung 1 auch
zum Verstellen bzw. Verschwenken von Bauteilen in der Industrie
eingesetzt werden.
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Die
im Folgenden beschriebene Verstellvorrichtung 1 dient zum
Verstellen eines als Kopfteil 2 eines Lattenrostes 3 ausgebildeten
höhenverstellbaren Bauteils 2 für ein
Bett.
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Das
höhenverstellbare Kopfteil 2 ist um eine Schwenkachse 4 schwenkbar
zu einem tragenden Bauteil 5 des Lattenrostes 3 angeordnet.
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Die
Verstellvorrichtung 1 umfasst einen Aktor 6, der
ein linear bewegliches Stellelement 7 aufweist. Der Aktor 6 umfasst
vorzugsweise einen in einem Gehäuse 6' angeordneten
Elektromotor, der über ein nicht dargestelltes Getriebe
mit dem linear beweglichen Stellelement 7 gekoppelt ist.
Das Gehäuse 6' des Aktors 6 ist über
eine an einer dem Stellelement 7 abgewandten Seite angeordnete
Befestigungsöse 8 an einer Stirnseite des rahmenförmigen
tragenden Bauteils 5 gelenkig befestigt.
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Die
Verstellvorrichtung 1 umfasst ferner eine Spreizeinrichtung 9,
die mit einem freien Ende des Stellelementes 7 gekoppelt
ist und die direkt auf das zu verstellende Kopfteil 2 einwirkt
zum Verbringen desselben aus einer unteren Endstellung in eine obere
Endstellung und vice versa.
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Die
Spreizeinrichtung 9 umfasst ein Paar von Spreizelementen 9', 9'',
die jeweils an gegenüberliegenden aufrichtbaren Randseiten 10', 10'' des
Kopfteils 2 zugeordnet sind.
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Die
gegenüberliegenden Spreizelemente 9' und 9'' sind über
ein langgestrecktes Kopplungselement 11 miteinander verbunden.
Das Kopplungselement 11 ist als eine Kopplungsstange ausgebildet, die
sich parallel zu der Schwenkachse 4 und durchgehend zwischen
denn Spreizelementen 9' und 9'' erstreckt. In
einem mittleren Bereich der Kopplungsstange 11 ist dieselbe
fest mit einem freien Ende des Stellelementes 7 des Aktors 6 verbunden.
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Die
Spreizelemente 9' und 9'' sind in einem Anlenkungsbereich
(Scheitelbereich) zwischen einer fest mit dem Kopfteil 2 verbundenen
Verschwenkstrebe 12 und einer Stützstrebe 13 gelagert.
Die Stützstrebe 13 ist an einem ersten Ende 14 gelenkig mit
der Verschwenkstrebe 12 verbunden. Die Stützstrebe 13 ist
an einem zu dem ersten Ende 14 derselben gegenüberliegenden
zweiten Ende 15 längsverschieblich in einer Führung
(Führungsschiene 16) gelagert. Die Führungsschiene 16 ist
an einer Innenseite eines Längsholmes 17 des Halterahmens 5 befestigt.
Ein Längsschlitz 18 der Führungsschiene 16 erstreckt
sich auf einer zu der vertikalen Mittelebene des Lattenrostes 3 zugewandten
Seite, in dem das zweite Ende 15 der Stützstrebe 13 rollend
oder gleitend gelagert ist.
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Zum
Verbringen des Kopfteils 2 aus einer unteren Endstellung
gemäß 1 in eine obere Endstellung
gemäß 2 wirkt in einem Anlenkungsbereich
zwischen der Verschwenkstrebe 12 und der Stützstrebe 13 eine
Stellkraft, die ein Aufspreizen der Verschwenkstrebe 12 und
der Stützstrebe 13 zueinander bewirkt und das
Kopfteil 2 in eine aufrechte Endstellung verbringt, in
der die Stützstrebe 13 aufrecht zwischen einem
Scheitelpunkt P3 und der Führungsschiene 16 angeordnet
ist.
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In 5 ist
eine Bewegungsbahn B1, B2 des Spreizelementes 9', 9'' zwischen
den Punkten P1 in der unteren Endstellung, in dem Punkt P2 in einer mittleren
Stellung und im Punkt P3 in einer oberen Endstellung dargstellt.
In den unterschiedlichen Stellungen des höhenverstellbaren
Bauteils 2 sind die Spreizelemente 9', 9'' jeweils
in einem Anlenkungsbereich der Verschwenkstrebe 12 und
der Stützstrebe 13 angeordnet. In der unteren
Endstellung liegen die in einer gemeinsamen horizontalen Ebene angeordneten
Spreizelemente 9', 9'' in einem relativ großen
Abstand zu einem Gelenkpunkt G der Verschwenkstrebe 12 und
der Stützstrebe 13, wobei die Verschwenkstrebe 12 und
die Stützstrebe 13 einen relativ kleinen spitzen Öffnungswinkel α1
zueinander aufweisen. Während der Aufrichtbewegung des
Bauteils 2 infolge der auf die Spreizelemente 9', 9'' wirkenden
Druckkraft des Stellelementes 7 nähern sich die
Spreizelemente 9', 9'' unter Abstützung
auf der Stützstrebe 13 immer näher dem
Gelenkpunkt G an, wobei die Verschwenkstrebe 12 zusammen
mit dem Bauteil 2 nach und nach aufgerichtet wird. Hierbei werden
die Spreizelemente 9', 9'' entlang der Bewegungsbahnen
B1 und B2 bis zu einem dem Bauteil 2 bzw. der Verschwenkstrebe 2 zugewandten
Ende der Stützstrebe 13 bewegt.
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Durch
Ausfahren des Stellelementes 7 aus dem Gehäuse 6' des
Aktors 6 werden die scherenförmig angeordnete
Verschwenkstrebe 12 und Stützstrebe 13 unter
Bildung einer Spreizkraft S auseinandergespreizt, wobei sich die
Spreizelemente 9', 9'' entlang eines Längsabschnitts 19 und 20 der
Verschwenkstrebe 12 bzw. der Stützstrebe 13 bewegen. Beispielsweise
können die Spreizelemente 9', 9'' jeweils
drehbeweglich zu der Kopplungsstange 11 gelagert sein,
so dass die Anlageflächen 21 der Spreizelemente 9', 9'' einerseits
und der Längsabschnitte 19, 20 der Verschwenk strebe 12 bzw.
der Stützstrebe 13 anderseits rollend aneinanderliegen.
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Nach
einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform
können die Spreizelemente 9', 9'' auch
fest mit der Kopplungsstange 11 verbunden sein, wobei die
Spreizelementes 9', 9'' eine Anlagefläche 21 aufweisen,
die einen relativ geringen Reibwert aufweist. Auf diese Weise können
die Führungsflächen der Längsabschnitte 19, 20 der
Verschwenkstrebe 12 bzw. der Stützstrebe 13 gleitend
an der Anlagefläche 21 der Spreizelemente 9', 9'' anliegen.
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Die
Spreizelemente 9', 9'' sind durch radial abragende
Begrenzungsringe 22 begrenzt, zwischen denen sich die Anlagefläche 21 erstreckt.
Hierdurch wird eine lagesichere Anordnung der Verschwenkstrebe 12 und
der Stützstrebe 13 in einer gemeinsamen Vertikalebene
bewirkt, wobei die Vertikalebene senkrecht zur Schwenkachse 4 verläuft.
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In
einem ersten Aufrichtabschnitt des Kopfteils 2 wird mittels
der Spreizelemente 9', 9'' eine in Richtung des
Anlenkungsbereichs bzw. (Gelenkpunkt G) der Verschwenkstrebe 12 und
der Stützstrebe 13 gerichtete Spreizkraft S eingeleitet,
die unter Anheben der Verschwenkstrebe 12 ein Aufspreizen der
Verschwenkstrebe 12 und der Stützstrebe 13 bewirkt.
In dieser Phase des Aufrichtvorgangs durchlaufen die Spreizelemente 9', 9'' eine
im Wesentlichen geradlinige oder leicht bogenförmige Bewegung
B1 von dem Ort P1 bis P2.
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Wird
das Stellelement 7 weiter ausgefahren, ist die Verschwenkstrebe 12 bereits
so weit aufgerichtet, dass eine Stellkraft mit einer im Wesentlichen senkrecht
zur Erstre ckung der Verschwenkstrebe 12 bzw. des Kopfteils 2 angreifende
Druckkraftkomponente F anliegt. Diese senkrecht zur Verschwenkstrebe 12 stehende
Druckkraftkomponente F ist um ein Mehrfaches größer
als die senkrecht zu der Stützstrebe 13 stehende
Druckkraftkomponente der Stellkraft.
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Unter „im
Wesentlichen senkrecht" ist zu verstehen, dass die Stellkraft in
einer senkrechten Stellung F oder bezüglich der senkrechten
Stellung bis zu 20° geneigt zu der Verschwenkstrebe 12 gerichtet
ist. Dies bedeutet, dass im zweiten Aufrichtabschnitt die entlang
der Linearbewegung des Stellelementes 7 wirkende Stellkraft
im Wesentlichen oder ausschließlich auf die Verschwenkstrebe 12 und
nicht die Stützstrebe 13 wirkt.
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Wie
aus 5 ersichtlicht ist, durchlaufen die Spreizelemente 9', 9'' in
dem zweiten Aufrichtabschnitt zwischen dem Punkt P2 und dem Punkt
P3 eine im Wesentlichen bogenförmige Bewegungsbahn B2.
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Während
des zweiten Aufrichtabschnitts richtet sich die Stützstrebe 13 auf,
wobei ein großer spitzer Öffnungswinkel bzw. ein
stumpfer Öffnungswinkel α2 zwischen der Verschwenkstrebe 12 und der
Stützstrebe 13 gebildet wird.
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Dadurch,
dass sich die Spreizelemente 9', 9'' stets im
Scheitelbereich zwischen der Verschwenkstrebe 12 und der
Stützstrebe 13 befinden, ist stets ein Abstand
A (Mindestabstand) zwischen den Spreizelementen 9', 9'' und
der Schwenkachse 4 gebildet. Der Abstand der Spreizelemente 9', 9'' zu
der Schwenkachse 4 ist am geringsten, wenn sich die Spreizelemente 9', 9'' entlang
der zweiten Bewegungs bahn B2 sich in einem unmittelbar zu dem Gelenkpunkt
G benachbarten Bereich bewegen. Zum einen kann sich die Bewegungsbahn
B1 geradlinig oder leicht bogenförmig und zum anderen sich
die Bewegungsbahn B2 bogenförmig mit gegebenenfalls einem
zu unterschiedlichen Seiten gerichteten Krümmungen aufweisenden
Verlauf (Wellenform) erstrecken, wobei die Bewegungsbahn B1 kontinuierlich oder
stetig in die Bewegungsbahn B2 übergeht.
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In
der oberen Endstellung des Kopfteils 2 ergibt sich ein
Mindestabstand A, der in einem Bereich zwischen 20 cm bis 40 cm
liegt. Die Länge der Verschwenkstrebe 12 beträgt
etwa 30 cm. Vorteilhaft kann hierdurch ein relativ langer Hebelarm
A gebildet werden zur Erzeugung eines relativ großen Verschwenk-
oder Haltedrehmomentes.
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Nach
einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform
kann die Führungsschiene 16 auch eine solche nichtlineare
Führungskulisse bilden, dass das zweite Ende 15 der
Stützstrebe 13 in dem zweiten Aufrichtabschnitt
angehoben wird. Auf diese Weise kann eine variierbare Hebelarmlänge
insbesondere während des zweiten Aufrichtabschnitts erzeugt
werden.
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Das
Absenken des Kopfteils 2 aus der oberen Endstellung in
die untere Endstellung erfolgt in umgekehrter Weise, wobei der Stützstrebe 13 eine abstützende
Wirkung zukommt. Die Verschwenkstrebe 12 ist leicht abgewinkelt
ausgebildet, so dass das zweite Ende 15 derselben stets
wieder in die vorgegebene Ausgangslage die unteren Endstellung des Kopfteils 2 einnimmt.
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Die
Kopplungsstange 11 und die Spreizelemente 9', 9'' sind
lediglich mit dem Stellelement 7 verbunden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 202006011987
U1 [0003]