DE102010035555A1

DE102010035555A1 - Elektromotorischer Schwenkantrieb, insbesondere für Klappen, beispielsweise an Möbeln

Info

Publication number: DE102010035555A1
Application number: DE102010035555A
Authority: DE
Inventors: Johannes Schneider
Original assignee: Linrot Holding AG
Current assignee: Stabilus GmbH
Priority date: 2010-08-26
Filing date: 2010-08-26
Publication date: 2012-03-01
Also published as: WO2012025173A1

Abstract

Ein elektromotorischer Schwenkantrieb, insbesondere für Klappen, beispielsweise an Möbeln, weist einen Grundkörper 4 und ein schwenkbeweglich mit dem Grundkörper 4 verbundenes Schwenkelement 8 auf, das in Montageposition des Schwenkantriebs 2 mit einem zu verstellenden Bauteil, insbesondere einer Klappe, in Wirkungsverbindung steht. Der Schwenkantrieb weist ferner ein durch einen Elektromotor 12 drehantreibbares erstes Kraftübertragungselement 14 zum Verschwenken des Schwenkelementes 8 auf. Erfindungsgemäß ist das Kraftübertragungselement 14 an einem Trägerelement 16 angeordnet, das zwischen einer Wirkposition, an der das Schwenkelement 8 antriebstechnisch mit dem Elektromotor 12 verbunden ist, und einer Ruheposition, in der die antriebstechnische Verbindung zwischen dem Schwenkelement 8 und dem Elektromotor 12 aufgehoben ist, bewegbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektromotorischen Schwenkantrieb, insbesondere für Klappen, beispielsweise an Möbeln.
Es ist allgemein bekannt, Möbelbauteile elektrisch zu verstellen. Insbesondere aus dem Bereich der Verstellung von Lattenrosten sind Antriebe vielfältiger Bauart bekannt.
Im Zusammenhang mit Klappen, beispielsweise an Schränken, stellt sich häufig ebenfalls die Aufgabe, diese zur Komforterhöhung für den Benutzer elektromotorisch zu verstellen. Entsprechende Schwenkantriebe sind beispielsweise durch AT 506 004 A1 und WO 2010/051569 A1 bekannt.
Durch EP 1 788 179 A2 ist ein elektromotorischer Schwenkantrieb der betreffenden Art bekannt, der einen Grundkörper und ein schwenkbeweglich mit dem Grundkörper verbundenes Schwenkelement aufweist, das in Montageposition des Schwenkantriebs mit einem zu verstellenden Bauteil, insbesondere einer Klappe, in Wirkungsverbindung steht. Der bekannte Schwenkantrieb weist ferner ein durch einen Elektromotor drehantreibbares erstes Kraftübertragungselement zum Verschwenken des Schwenkelementes auf. Um ein zu verstellendes Bauteil, beispielsweise eine Klappe eines Möbels, manuell verstellen zu können, weist der bekannte Möbelantrieb einen Freilauf auf. Eine manuelle Verstellung des Bauteiles kann beispielsweise dann erforderlich sein, wenn der elektromotorische Schwenkantrieb nicht zur Verfügung steht, beispielsweise bei einem Stromausfall, oder, wenn der Benutzer nicht auf den elektromotorischen Schwenkantrieb zurückgreifen möchte. Der Freilauf ist bei dem bekannten Möbelantrieb durch ein mit einem Mitnehmer zusammenwirkendes, relativ aufwendiges Kulissenbauteil gebildet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektromotorischen Schwenkantrieb der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art anzugeben, der einen Freilauf aufweist und gleichzeitig relativ einfach aufgebaut ist.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.
Die Erfindung sieht vor, daß das erste Kraftübertragungselement an einem Trägerelement angeordnet ist, das zwischen

– einer Wirkposition, in der das Schwenkelement antriebstechnisch mit dem Elektromotor verbunden ist und
– einer Ruheposition, in der die antriebstechnische Verbindung zwischen dem Schwenkelement und dem Elektromotor aufgehoben ist,

Durch Bewegen des Trägerelementes kann damit das Kraftübertragungselement in Eingriff mit oder außer Eingriff von dem Schwenkelement gebracht werden, so daß die antriebstechnische Verbindung zwischen dem Schwenkelement und dem Elektromotor entsprechend der Position des Trägerelementes entweder hergestellt oder aufgehoben ist. In der Ruheposition kann das zu verstellende Bauteil, beispielsweise eine Klappe, von Hand verstellt werden, so daß ein Freilauf realisiert ist. Aufgrund der Verwendung eines beweglichen Trägerelementes kann der erfindungsgemäße Schwenkantrieb einfach und unkompliziert aufgebaut sein.
Die Bewegung des Trägerelementes zwischen der Wirkposition und der Ruheposition kann einer beliebigen geeigneten Kinematik folgen. Im Sinne eines einfachen und robusten Aufbaus ist es vorteilhaft, wenn das Trägerelement als schwenkbar gelagerter Hebel ausgebildet ist, wie dies eine Weiterbildung vorsieht. Die Bewegung des Trägerelementes und damit des Kraftübertragungselementes zwischen der Wirkposition und der Ruheposition ist damit eine Schwenkbewegung.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß an dem Trägerelement ein zweites Kraftübertragungselement angeordnet ist, wobei das erste Kraftübertragungselement einer ersten Schwenkrichtung des Schwenkelementes und das zweite Kraftübertragungselement einer zu der ersten Schwenkrichtung entgegengesetzten zweiten Schwenkrichtung des Schwenkelementes zugeordnet ist und wobei die Kraftübertragungselemente durch Bewegen des Trägerelementes wahlweise in Eingriff mit dem Schwenkelement bringbar sind. Bei dieser Ausführungsform weist das Trägerelement eine erste Wirkposition, in der sich das erste Kraftübertragungselement in Eingriff mit dem Schwenkelement befindet, und eine zweite Wirkposition, in der sich das zweite Kraftübertragungselement in Eingriff mit dem Schwenkelement befindet, auf.
Um bei der vorgenannten Ausführungsform den Aufbau weiterhin einfach und unkompliziert zu gestalten, sieht eine andere vorteilhafte Weiterbildung vor, daß das Trägerelement als zweiarmiger Hebel ausgebildet ist, an dessen einem Hebelarm das erste Kraftübertragungselement und an dessen anderem Hebelarm das zweite Kraftübertragungselement angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform ist das Trägerelement nach Art einer Wippe ausgestaltet, wobei eine Neutralposition der Wippe der Ruheposition entspricht, in der die antriebstechnische Verbindung zwischen dem Schwenkelement und dem Elektromotor aufgehoben ist. Befindet sich die Wippe in der einen oder anderen extremen Wipplage, so befindet sich entweder das erste Kraftübertragungselement oder das zweite Kraftübertragungselement in Eingriff mit dem Schwenkelement.
Die Bewegung des Trägerelementes zwischen der Ruheposition und der Wirkposition bzw. den Wirkpositionen kann auf beliebige geeignete Weise ausgestaltet sein. Hierzu kann dem Trägerelement beispielsweise ein Antrieb zugeordnet sein. Beispielsweise kann bei einer Anordnung, bei der das Trägerelement als einarmiger Hebel ausgestaltet ist, der an seinem Hebelarm ein erstes Zahnrad als erstes Kraftübertragungselement trägt, eine Feder vorgesehen sein, die das Trägerelement in seine Ruheposition vorspannt. Um das Trägerelement in die Wirkposition zu bewegen, kann bei dieser Ausführungsform ein Elektromagnet vorgesehen sein, bei dessen Bestromung der Hebel entgegen der Federkraft der Feder verschwenkt, so daß das erste Zahnrad in Eingriff mit einer Verzahnung des Schwenkelementes gelangt und somit bei einer Drehung des ersten Zahnrades durch den Elektromotor das Schwenkelement relativ zu dem Grundkörper verschwenkt wird. Bei einer solchen Ausführungsform kann der Elektromagnet in dem Stromkreis des Elektromotors liegen, so daß der Elektromagnet immer dann wirksam wird, wenn der Elektromotor bestromt wird. Die Schwenkrichtung des Schwenkelementes relativ zu dem Grundkörper wird bei dieser Ausführungsform durch die Drehrichtung der Abtriebswelle des Elektromotors festgelegt.
Eine außerordentlich vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Hebel so ausgebildet und gelagert ist, daß ein beim Anlaufen des Elektromotors auf den Hebel wirkendes Drehmoment den Hebel um dessen Drehachse verschwenkt, wobei das oder eines der Kraftübertragungselemente in Eingriff mit dem Schwenkelement gelangt. Bei dieser Ausführungsform erübrigt sich ein separater Antrieb für das Verschwenken des Hebels aus der Ruheposition um die Wirkposition. Vielmehr wird ein beim Anlaufen des Elektromotors auf den Hebel wirkendes, den Hebel zu verschwenken suchendes Drehmoment ausgenutzt, um das an dem Hebel angeordnete Kraftübertragungselement in Eingriff mit dem Schwenkelement zu bringen. Bei dieser Ausführungsform ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau mit wenigen elektrischen und mechanischen Bauteilen. Der Hebel (nebst daran angeordneten Bauteilen) ist hierbei hinsichtlich seiner Lagerung und mechanischen Ausgestaltung, biespielsweise hinsichtlich seines Gewichts und seiner Kinematik beim Verschwenken aus der Ruheposition in die Wirkposition so gestaltet, daß das beim Anlaufen des Elektromotors auf ihn wirkende Drehmoment ausreichend ist, um das Kraftübertragungselement oder eines der Kraftübertragungselemente in Eingriff mit dem Schwenkelement zu bringen.
Eine außerordentlich vorteilhafte Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform sieht vor, daß der ersten Schwenkrichtung des Schwenkelementes eine erste Drehrichtung und der zweiten Schwenkrichtung des Schwenkelementes eine zweite Drehrichtung der Abtriebswelle des Elektromotors zugeordnet ist, wobei die Drehrichtungen so gewählt sind, daß bei Drehung der Abtriebswelle in der ersten Drehrichtung der Hebel so verschwenkt, daß das erste Kraftübertragungselement in Eingriff mit dem Schwenkelement gelangt zum Veschwenken desselben in der ersten Schwenkrichtung und daß bei Drehung der Abtriebswelle in der zweiten Drehrichtung der Hebel so verschwenkt, daß das zweite Kraftübertragungselement in Eingriff mit dem Schwenkelement gelangt zum Verschwenken desselben in der zweiten Schwenkrichtung. Läuft bei dieser Ausführungsform der Elektromotor in der ersten Drehrichtung an, so wird ein Drehmoment auf den Hebel ausgeübt, das das erste Kraftübertragungselement in Eingriff mit dem Schwenkelement bringt und durch seine Drehung das Schwenkelement in der ersten Schwenkrichtung verschwenkt. Läuft demgegenüber der Elektromotor in der zu der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung an, so wirkt ein entgegengesetzt gerichtetes Drehmoment auf den Hebel, das dazu führt, daß das zweite Kraftübertragungselement in Eingriff mit dem Schwenkelement gelangt und bei seiner Drehung das Schwenkelement in der zweiten Schwenkrichtung verschwenkt. Bei dieser Ausführungsform wird somit durch die Drehrichtung der Abtriebswelle des Elektromotors, durch die die gewünschte Schwenkrichtung des Schwenkelementes vorgegeben ist, gesteuert, welches der Kraftübertragungselemente in Eingriff mit dem Schwenkelement gelangt. Auf diese Weise erübrigen sich sowohl insoweit eine separate Steuerung als auch ein separater Antrieb für den Hebel, so daß sich ein besonders einfacher Aufbau mit einer sehr geringen Anzahl von Bauteilen ergibt. Insbesondere sind neben einer Ansteuerung für den Elektromotor keinerlei elektrische Steuerungselemente erforderlich. Da die entsprechende Steuerung in der beschriebenen Weise rein mechanisch ausgestaltet ist und sich die hierfür benötigten Bauteile einfach und kostengünstig herstellen lassen, beispielsweise als Spritzgußteile aus Kunststoff, ergibt sich auf diese Weise ein besonders kostengünstiger Aufbau.
Bei den vorgenannten Ausführungsformen können erforderlichenfalls Mittel vorgesehen sein, die den Hebel in seine Ruheposition vorspannen, beispielsweise Federmittel. Die Federkraft der Federmittel ist dann so bemessen, daß einerseits eine Rückstellung des Hebels in die Ruheposition gewährleistet ist, andererseits die Bewegung in die Wirkposition bzw. eine der Wirkpositionen unter dem Einfluß des durch den Elektromotor auf den Hebel ausgeübten Drehmomentes nicht behindert ist.
Um das Kraftübertragungselement bzw. das jeweilige Kraftübertragungselement in Eingriff mit dem Schwenkelement zu halten, können entsprechend den Anforderungen zusätzliche geeignete Mittel vorgesehen sein. Eine außerordentlich vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht insoweit vor, daß Eingriffsflächen zwischen dem Schwenkelement und dem oder dem jeweiligen Kraftübertragungselement, insbesondere eine Verzahnung, sowie die Kinematik des Hebels beim Verschwenken um seine Drehachse so gestaltet sind, daß in Wirkposition das oder das jeweilige Kraftübertragungselement in Eingriff mit dem Schwenkelement gehalten ist. Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß zusätzliche Mittel, die das Kraftübertragungselement in Eingriff mit dem Schwenkelement halten, nicht erforderlich sind. Dadurch ist die Anzahl der benötigten Bauteile weiter verringert. Ist das Kraftübertragungselement beispielsweise ein Zahnrad, das in eine Verzahnung des Schwenkelementes eingreift, so können die Zahnflanken so gestaltet sein, daß das Zahnrad während seiner Drehung in Eingriff mit der Verzahnung bleibt, beispielsweise durch eine entsprechende Reibung zwischen den Zahnflanken.
Das oder jedes Kraftübertragungselement kann erfindungsgemäß in beliebiger geeigneter Weise ausgestaltet sein. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht insoweit vor, daß das oder jedes Kraftübertragungselement als Zahnrad ausgebildet ist. Entsprechende geeignete Zahnräder stehen als einfache und kostengünstige Standardbauteile zur Verfügung und sind zur Übertragung großer Kräfte geeignet.
Zweckmäßigerweise befindet sich bei der vorgenannten Ausführungsform das oder das jeweilige Zahnrad in Wirkposition in Eingriff mit einer Verzahnung des Schwenkelementes, wie dies eine andere Weiterbildung vorsieht.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß das erste Kraftübertragungselement als erstes Zahnrad und das zweite Kraftübertragungselement als zweites Zahnrad ausgebildet ist und daß an dem Trägerelement wenigstens ein drittes Zahnrad angeordnet ist, das sich in Drehantriebsverbindung mit dem Elektromotor sowie mit dem ersten und dem zweiten Zahnrad befindet, insbesondere mit dem ersten und dem zweiten Zahnrad kämmt. Bei dieser Ausführungsform wird das Antriebsdrehmoment von dem Elektromotor auf das dritte Zahnrad und von diesem auf das erste und das zweite Zahrad übertragen.
Zweckmäßigerweise kann sich das dritte Zahnrad permanent in Drehantriebsverbindung mit dem Elektromotor befinden, wie dies eine andere vorteilhafte Weiterbildung vorsieht.
Um eine Untersetzung des Antriebsdrehmomentes des Elektromotors zu erreichen, sieht eine andere zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung vor, daß das dritte Zahnrad mit dem Elektromotor über ein Getriebe, insbesondere ein Zahnradgetriebe, in Drehantriebsverbindung steht.
Entsprechend den jeweiligen Anforderungen können der Grundkörper und das Schwenkelement in beliebiger geeigneter Weise ausgebildet sein. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht insoweit vor, daß der Grundkörper als Gehäuse und das Schwenkelement als um die Schwenkachse schwenkbeweglich mit dem Gehäuse verbundener Gehäusedeckel ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform bilden der Grundkörper und das Schwenkelement zusammen ein Gehäuse mit Gehäusedeckel, so daß sich ein separates Gehäuse erübrigt und die Anzahl der Bauteile weiter verringert ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, in der ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schwenkantriebs dargestellt ist. Dabei bilden alle beschriebenen, in der Zeichnung dargestellten und in den Patentansprüchen beanspruchten Merkmale für sich genommen sowie in beliebiger Kombination miteinander den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Beschreibung bzw. Darstellung in der Zeichnung sowie unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen und deren Rückbeziehung.
Es zeigt:
1 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schwenkantriebes,
2 in gleicher Darstellung wie 1 den Schwenkantrieb gemäß 1, wobei aus Darstellungsgründen ein Teil des Gehäusedeckels weggelassen ist und sich ein Zahnräder tragender Hebel in einer Ruheposition befindet,
3A eine detailreduzierte perspektivische Explosionsdarstellung eines Zahnräder tragenden Hebels des Schwenkantriebes gemäß 1,
3B den Hebel nebst seinen Rädern gemäß 3A in Montagezustand,
4A eine Draufsicht auf ein Getriebe des Schwenkantriebs gemäß 2 von der in 2 dem Betrachter abgewandten Seite, zur Verdeutlichung des Aufbaus eines Getriebes,
4B eine Explosionsdarstellung der Bestandteile des Getriebes gemäß 4A sowie weiterer Bestandteile des Schwenkantriebs gemäß 2,
5 in gleicher Darstellung wie 2 den Schwenkantrieb gemäß 1 in einer ersten Wirkposition,
6 in gleicher Darstellung wie 2 den Schwenkantrieb gemäß 1 in einer zweiten Wirkposition und
7 eine Explosionsdarstellung von Bestandteilen des Schwenkantriebs gemäß 1.
In 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines elektromotorischen Schwenkantriebs 2 dargestellt, der insbesondere für die Verstellung von Klappen, beispielsweise an Möbeln, verwendet werden kann. Der Schwenkantrieb 2 weist einen als Gehäuse ausgebildeten Grundkörper 4 auf, der über Schrauben 6, 6' beispielsweise innen am Korpus eines Schrankes befestigt werden kann. Der Schwenkantrieb 2 weist ein schwenkbeweglich mit dem Grundkörper 4 verbundenes und bei diesem Ausführungsbeispiel als Gehäusedeckel ausgebildetes Schwenkelement 8 auf, das in Montageposition des Schwenkantriebs 2 mit einem zu verstellenden Bauteil, insbesondere einer Klappe eines Möbels in Wirkungsverbindung steht. Das Schwenkelement 8 ist in weiter unten näher erläuterter Weise relativ zu dem Grundkörper 4 um eine in die Zeichenebene hinein verlaufende Schwenkachse 10 in 1 entgegen dem Uhrzeigersinn und im Uhrzeigersinn verschwenkbar.
2 zeigt eine Draufsicht auf den Schwenkantrieb 2 gemäß 1, wobei aus Darstellungsgründen ein zentraler Bereich des Schwenkelementes (Gehäusedeckels) 10 weggelassen ist.
Der Schwenkantrieb 2 weist ein durch einen Elektromotor 12 drehantreibbares erstes Kraftübertragungselement 14 auf, das bei diesem Ausführungsbeispiel durch ein erstes Zahnrad gebildet ist. Das erste Zahnrad 14 ist an einem Trägerelement 16 angeordnet, das bei diesem Ausführungsbeispiel als um eine Drehachse 18 schwenkbar an dem Grundkörper 4 gelagerter zweiarmiger Hebel ausgebildet ist. Das erste Zahnrad 14 ist an einem Hebelarm des Hebels 16 angeordnet, an dessen anderem Hebelarm ein zweites Kraftübertragungselement 20 angeordnet ist, das bei diesem Ausführungsbeispiel durch ein zweites Zahnrad gebildet ist. An dem Hebel 16 ist ferner ein drittes Zahnrad 22 angeordnet, dessen Drehachse mit der Drehachse 18 des Hebels 16 zusammenfällt. Bei diesem Ausführungsbeispiel kämmt das dritte Zahnrad mit dem ersten Zahnrad 14 und dem zweiten Zahnrad 20.
Der Aufbau des Hebels 16 wird weiter unten anhand von 3 näher erläutert.
Das dritte Zahnrad 22 steht mit dem Elektromotor 12 über ein Getriebe 24 in Drehantriebsverbindung, das als Untersetzungsgetriebe fungiert und dessen Aufbau weiter unten anhand von 4 näher erläutert wird. Im einzelnen ist die Abtriebswelle des Elektromotors 12 als Schnecke 26 ausgebildet, die mit einem Schneckenrad 28 in Eingriff steht, das drehbar an dem Grundkörper 4 gelagert ist. Mit dem Schneckenrad 28 ist drehfest ein in 2 nicht erkennbares Zahnrad verbunden (vgl. 4), das mit einem vierten Zahnrad 30 verbunden ist, das drehfest und koaxial mit dem dritten Zahnrad 22 verbunden ist. Das dritte Zahnrad 22 befindet sich damit über das Getriebe 24 permanent in Drehantriebsverbindung mit der Abtriebswelle des Elektromotors 12, so daß bei laufendem Elektromotor 12 das dritte Zahnrad 22 und damit auch das erste Zahnrad 14 und das zweite Zahnrad 20 entsprechend der Drehrichtung der Abtriebswelle des Elektromotors 12 gedreht wird.
Erfindungsgemäß ist das erste Zahnrad 14 einer ersten Schwenkrichtung des Schwenkelementes 10 relativ zu dem Grundkörper 4 zugeordnet, die in 2 entgegen dem Uhrzeigersinn verläuft und durch einen Pfeil 32 symbolisiert ist. Erfindungsgemäß ist ferner das zweite Zahnrad 20 einer zu der ersten Schwenkrichtung entgegengesetzten zweiten Schwenkrichtung zugeordnet, die in 2 dem Uhrzeigersinn entspricht und durch einen Pfeil 34 symbolisiert ist.
Erfindungsgemäß ist bei diesem Ausführungsbeispiel der Hebel 16 als Trägerelement für die Zahnräder 14, 20 aus einer Ruheposition, die in 2 dargestellt ist, in zwei Wirkpositionen verschwenkbar, die in den 5 und 6 dargestellt sind. In der in 2 dargestellten Ruheposition ist die antriebstechnische Verbindung zwischen dem Schwenkelement 8 und dem Elektromotor 12 aufgehoben. Hierzu befindet sich sowohl das erste Zahnrad 14 als auch das zweite Zahnrad 20 außer Eingriff von einer im Radius um die Schwenkachse 10 verlaufenden Innenverzahnung 36 des Schwenkelementes 10.
In der ersten Wirkposition (vgl. 5) befindet sich das erste Zahnrad 14 in Eingriff mit der Innenverzahnung 36 des Schwenkelementes 10 zum Verschwenken des Schwenkelementes 10 relativ zu dem Grundkörper 4 in der ersten Schwenkrichtung 32.
Demgegenüber befindet sich in der zweiten Wirkposition (vgl. 6) das zweite Zahnrad 20 in Eingriff mit der Innenverzahnung 36 zum Verschwenken des Schwenkelementes 10 relativ zu dem Grundkörper 4 in der zweiten Schwenkrichtung 34.
Durch Verschwenken des Hebels 16 in die eine oder andere Wirkposition sind die Zahnräder 14, 20 damit wahlweise in Eingriff mit der Innenverzahnung 36 bringbar.
Erfindungsgemäß ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der ersten Schwenkrichtung 32 des Schwenkelementes 8 eine erste Drehrichtung und der zweiten Schwenkrichtung 34 des Schwenkelementes 8 eine zweite Drehrichtung der Abtriebswelle des Elektromotors 12 zugeordnet, wobei die Drehrichtungen so gewählt sind, daß bei Drehung der Abtriebswelle in der ersten Drehrichtung der Hebel 16 so verschwenkt, daß das erste Zahnrad 14 in Eingriff mit der Innenverzahnung 36 gelangt zum Verschwenken des Schwenkelementes 8 in der ersten Schwenkrichtung 32 (vgl. 2) und daß bei Drehung der Abtriebswelle in der zweiten Drehrichtung der Hebel 16 so verschwenkt, daß das zweite Zahnrad 20 in Eingriff mit der Innenverzahnung 36 gelangt zum Verschwenken des Schwenkelementes 8 in der zweiten Schwenkrichtung 34 (vgl. 2). Beim Anlaufen des Elektromotors 12 wird aufgrund der Drehung der an dem Hebel 16 angeordneten Zahnräder 14, 22, 20 ein Drehmoment auf den Hebel 16 ausgeübt, das aufgrund des Massenträgheitsmomentes des Hebels 16 nebst den daran angeordneten Bauteilen dazu führt, daß der Hebel 16 – entsprechend der Drehrichtung der Abtriebswelle des Elektromotors 12 – in der einen oder der anderen Richtung verschwenkt.
Ferner sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Eingriffsflächen zwischen dem Schwenkelement 8 und den Zahnrädern 14, 20, also die Verzahnung, sowie die Kinematik des Hebels 16 beim Verschwenken in die jeweilige Wirkposition so gestaltet, daß in der jeweiligen Wirkposition das betreffende Zahnrad 14 oder 16 in Eingriff mit der Verzahnung 36 gehalten ist.
3A verdeutlicht in einer perspektivischen Explosionsdarstellung und 3B in einer perspektivischen Darstellung im Montagezusand den Aufbau des Hebels 16. Der Hebel 16 besteht aus zwei plattenartigen und in Axialrichtung des dritten Zahnrades 22 zueinander beabstandeten Hebelelementen 16', 16'' , zwischen denen die Zahnräder 14, 20, 22 aufgenommen und drehbar gelagert sind, wobei das dritte Zahnrad 22 mit dem ersten Zahnrad 14 und dem zweiten Zahnrad 20 kämmt und deren Drehachsen auf einer Geraden liegen. Das dritte Zahnrad 22 weist einen axialen Ansatz 31 mit einer Außenverzahnung 33 auf, die im Montagezustand in eine komplementär ausgebildete Innenverzahnung des vierten Zahnrades 30 eingreift, so daß auf diese Weise das dritte Zahnrad 22 drehfest mit dem vierten Zahnrad 30 verbunden ist.
4A zeigt in einer Draufsicht und 4B in einer perspektivischen Explosionsdarstellung Bestandteile des Getriebes 24. In 4A ist ein fünftes Zahnrad 35 erkennbar, das drehfest mit dem Schneckenrad 28 verbunden ist. Die Verzahnung des fünften Zahnrades 35 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit halber in 4A und 4B weggelassen. Das fünfte Zahnrad 35 kämmt mit dem vierten Zahnrad 30. Aufgrund der drehfesten Verbindung des dritten Zahnrades 22 mit dem vierten Zahnrad 30 wird somit bei Drehung der Abtriebswelle des Elektromotors 12 das dritte Zahnrad 22 und damit auch das erste Zahnrad 14 und das zweite Zahnrad 20 entsprechend dem Drehsinn der Abtriebswelle des Elektromotors 12 in der einen oder anderen Drehrichtung gedreht. Mit dem dritten Zahnrad 30 befindet sich ein als Drehimpulsgeber fungierendes sechstes Zahnrad 37 in Eingriff, das Ausnehmungen aufweist und mit einer Lichtschranke 39 zusammenwirkt. Auf diese Weise kann z. B. eine Memoryschaltung realisiert werden, mit der gezielt bestimmte Verstellpositionen angefahren werden können.
Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Schwenkantriebs 2 ist wie folgt:
5 zeigt den Schwenkantrieb 2 in der ersten Wirkposition. Zum Verschwenken des Schwenkelementes 8 in der ersten Schwenkrichtung 32 läuft der Elektromotor 12 an, wobei eine erste Drehrichtung seiner Abtriebswelle so gewählt ist, daß sich das dritte Zahnrad 22 in 5 im Uhrzeigersinn dreht. In 5 ist durch Pfeile 32, 32'', 32''' der sich dann ergebende Drehsinn der Zahnräder 14, 22, 20 symbolisiert. Beim Anlaufen des Elektromotors 12 wird auf den Hebel 16 ein Drehmoment ausgeübt, das den Hebel 16 in 5 im Uhrzeigersinn dreht, so daß das erste Zahnrad 14 in Eingriff mit der Innenverzahnung 36 gelangt und bei seiner Drehung das Schwenkelement 8 in der gewünschten Weise in der ersten Schwenkrichtung 32 verschwenkt wird. Das zweite Zahnrad 20 dreht sich hierbei mit, befindet sich jedoch außer Eingriff, wie in 5 dargestellt.
6 zeigt die zweite Wirkposition, in der sich das zweite Zahnrad 20 in Eingriff mit der Innenverzahnung 36 befindet. Soll das Schwenkelement 8 in der zweiten Schwenkrichtung 34 verschwenkt werden, so wird der Elektromotor 12 so angesteuert, daß sich seine Abtriebswelle in einer zu der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung dreht und sich das dritte Zahnrad 22 in 6 entgegen dem Uhrzeigersinn dreht. In 6 symbolisieren Pfeile 34', 34'', 34''' den sich ergebenden Drehsinn der Zahnräder 14, 22, 20. Beim Anlaufen des Elektromotors wird auf den Hebel 16 ein Drehmoment ausgeübt, das den Hebel 16 in 6 entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt, so daß das zweite Zahnrad 20 in Eingriff mit der Innenverzahnung 36 gelangt, wie in 6 dargestellt. Eine Drehung des zweiten Zahnrades 20 in 6 im Uhrzeigersinn führt damit in der gewünschten Weise zu einem Verschwenken des Schwenkelementes 8 in der zweiten Schwenkrichtung 34.
Erfindungsgemäß sind die Eingriffsflächen zwischen dem Schwenkelement 8 und dem jeweiligen Kraftübertragungselement, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel also die Verzahnungsflächen zwischen der Innenverzahnung 36 und den Zahnrädern 14 bzw. 20 sowie die Kinematik des Hebels 14 beim Verschwenken um seine Drehachse 18 so gestaltet, daß in Wirkposition das jeweilige Zahnrad 14 bzw. 20 in Eingriff mit der Innenverzahnung 36 bleibt.
Um nach dem Stillsetzen des Elektromotors 12 den Hebel 16 zurück in die in 2 dargestellte Ruheposition zu bringen, in der sich die Zahnräder 14, 20 außer Eingriff befinden, können beispielsweise Federmittel vorgesehen sein. Falls die Reibung zwischen den Zahnflanken der Zahnräder 14, 20 und der Verzahnung 36 so hoch ist, daß die Zahnflanken auch bei stillgesetztem Elektromotor 12 in Eingriff bleiben, so kann die Drehrichtung der Abtriebswelle des Elektromotors 12 vor dem Stillsetzen erforderlichenfalls kurz umgekehrt werden, so daß die Zahnflanken voneinander freikommen.
Zum Abschalten des Elektromotors 12 in den extremen Schwenkpositionen des Schwenkantriebs 2 sind Endschalter 38, 38' vorgesehen, die über Schaltnocken 40, 40' betätigt werden, die drehfest mit dem Schwenkelement 8 verbunden sind. Zur Einstellung der jeweiligen Extremposition sind die Endschalter 38, 38' im Radius um die Schwenkachse 10 verstellbar und in ihrer jeweiligen Verstellage arretierbar. Um die Einstellung der extremen Schwenkpositionen und damit des maximalen Schwenkwinkels in beiden Schwenkrichtungen zu erleichtern, können auf der Außenseite des das Schwenkelement 8 bildenden Gehäusedeckels Skalen 42, 42' angeordnet sein, wie in 1 dargestellt.
7 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung von Bestandteilen des Schwenkantriebs 2.
Die Erfindung stellt einen Schwenkantrieb 2 bereit, der mit einer äußerst geringen Anzahl von Bauteilen eine hohe Funktionalität aufweist und gleichzeitig einen Freilauf bietet, indem in der Ruheposition des Hebels 16 das Schwenkelement 8 relativ zu dem Grundkörper 4 manuell verstellt werden kann. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Zahnräder 14, 20 aufgrund eines von dem Elektromotor 12 jeweils auf dem Hebel 16 ausgeübten Drehmoments in Eingriff mit der Innenverzahnung 36 gebracht, so daß zusätzliche Mittel hierzu nicht erforderlich sind. Der erfindungsgemäße Schwenkantrieb 2 weist damit einen äußerst einfachen Aufbau auf.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

AT 506004 A1 [0003]
WO 2010/051569 A1 [0003]
EP 1788179 A2 [0004]

Claims

Elektromotorischer Schwenkantrieb, insbesondere für Klappen, beispielsweise an Möbeln, mit einem Grundkörper, mit einem schwenkbeweglich mit dem Grundkörper verbundenen Schwenkelement, das in Montageposition des Schwenkantriebs mit einem zu verstellenden Bauteil, insbesondere einer Klappe, in Wirkungsverbindung steht und mit einem durch einen Elektromotor drehantreibbaren ersten Kraftübertragungselement zum Verschwenken des Schwenkelementes, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kraftübertragungselement (14) an einem Trägerelement (16) angeordnet ist, das zwischen – einer Wirkposition, in der das Schwenkelement (8) antriebstechnisch mit dem Elektromotor (12) verbunden ist, und – einer Ruheposition, in der die antriebstechnische Verbindung zwischen dem Schwenkelement (8) und dem Elektromotor (12) aufgehoben ist, bewegbar ist.
Schwenkantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement als schwenkbar gelagerter Hebel (16) ausgebildet ist.
Schwenkantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Trägerelement (16) ein zweites Kraftübertragungselement (20) angeordnet ist, wobei das erste Kraftübertragungselement (14) einer ersten Schwenkrichtung (32) des Schwenkelementes (8) und das zweite Kraftübertragungselement einer zu der ersten Schwenkrichtung (32) entgegengesetzten zweiten Schwenkrichtung (34) des Schwenkelementes (8) zugeordnet ist und wobei die Kraftübertragungselemente (14, 20) durch Bewegen des Trägerelementes (16) wahlweise in Eingriff mit dem Schwenkelement (8) bringbar sind.
Schwenkantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement (16) als zweiarmiger Hebel ausgebildet ist, an dessen einem Hebelarm das erste Kraftübertragungselement (18) und an dessen anderem Hebelarm (4) das zweite Kraftübertragungselement (20) angeordnet ist.
Schwenkantrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (16) so ausgebildet und gelagert ist, daß ein beim Anlaufen des Elektromotors (12) auf den Hebel (16) wirkendes Drehmoment den Hebel (16) um dessen Drehachse (18) verschwenkt, wobei das oder eines der Krafübertragungselemente (14, 20) in Eingriff mit dem Schwenkelement (8) gelangt.
Schwenkantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der ersten Schwenkrichtung (32) des Schwenkelementes (8) eine erste Drehrichtung und der zweiten Schwenkrichtung (34) des Schwenkelementes (8) eine zweite Drehrichtung der Abtriebswelle des Elektromotors (8) zugeordnet ist, wobei die Drehrichtungen so gewählt sind, daß bei Drehung der Abtriebswelle in der ersten Drehrichtung der Hebel (16) so verschwenkt, daß das erste Kraftübertragungselement (14) in Eingriff mit dem Schwenkelement (8) gelangt zum Verschwenken desselben in der ersten Schwenkrichtung (32) und daß bei Drehung der Abtriebswelle in der zweiten Drehrichtung der Hebel (16) so verschwenkt, daß das zweite Kraftübertragungselement (20) in Eingriff mit dem Schwenkelement (8) gelangt zum Verschwenken desselben in der zweiten Schwenkrichtung (34).
Schwenkantrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Eingriffsflächen zwischen dem Schwenkelement (8) und dem oder dem jeweiligen Kraftübertragungselement (14, 20), insbesondere einer Verzahnung, sowie die Kinematik des Hebels (16) beim Verschwenken um seine Drehachse (18) so gestaltet sind, daß in Wirkposition das oder das jeweilige Kraftübertragungselement (14, 20) in Eingriff mit dem Schwenkelement (8) gehalten ist.
Schwenkantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das oder jedes Kraftübertragungselement (14, 20) als Zahnrad ausgebildet ist.
Schwenkantrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich das oder das jeweilige Zahnrad (14, 20) in Wirkposition in Eingriff mit einer Verzahnung des Schwenkelementes (8) befindet.
Schwenkantrieb nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kraftübertragungselement als erstes Zahnrad (14) und das zweite Kraftübertragungselement als zweites Zahnrad (20) ausgebildet ist und daß an dem Trägerelement (16) wenigstens ein drittes Zahnrad (22) angeordnet ist, das sich in Drehantriebsverbindung mit dem Elektromotor (12) sowie mit dem ersten Zahnrad (14) und dem zweiten Zahnrad (20) befindet, insbesondere mit dem ersten Zahnrad (14) und dem zweiten Zahnrad (20) kämmt.
Schwenkantrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich das dritte Zahnrad (22) permanent in Drehantriebsverbindung mit dem Elektromotor (12) befindet.
Schwenkantrieb nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Zahnrad (22) mit dem Elektromotor (12) über ein Getriebe, insbesondere ein Zahnradgetriebe, in Drehantriebsverbindung steht.
Schwenkantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (4) als Gehäuse und das Schwenkelement (8) als um die Schwenkachse schwenkbeweglich mit dem Gehäuse verbundener Gehäusedeckel ausgebildet ist.