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Diese Anmeldung bezieht sich auf die vorläufige US-Anmeldung Nr.
62/127,547 mit dem Titel RELEASABLE ROLLER CLUTCH AND ADJUSTABLE HINGE USING THE SAME, eingereicht am 3. März 2015 und veröffentlicht unter
US 2018 / 0 266 501 A1 , und beansprucht deren Priorität.
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Diese Erfindung betrifft allgemein Rollenkupplungen, verstellbare Scharniere und Systeme wie zum Beispiel Serviertischbaugruppen, die Rollenkupplungen und verstellbare Scharniere enthalten können.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Rollenkupplungen gestatten in der Regel eine Drehung in nur einer einzigen Richtung. In solchen Rollenkupplungen verhindern Rollen eine Drehung in der ungewollten Richtung, indem sie sich zwischen zwei Flächen der Rollenkupplung keilen, sobald sich die Rollenkupplung in der ungewollten Richtung dreht.
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Die
DE 16 25 825 A beispielsweise beschreibt eine Kupplung mit einer Anzahl im Abstand angeordneter Kupplungsrollen in zylindrischer Anordnung, einem zylindrischen Käfig mit ringförmigen Endabechnitten und sich in Längsrichtung erstreckender Stege, die zwischen einer Anzahl der jeweils nebeneinanderliegenden Rollen liegen. Die Kupplung umfasst ein im radialen Abstand zum Käfig liegendes Trennelement, das ringförmige Endabschnitte und sich in Längerichtung erstreckende Stege zwischen den Endabschnitten umfaßt, wobei die Stege des Trennelements zwischen einer Anzahl der jeweils nebeneinanderliegenden Rollen liegen.
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Aus der
US 6 050 512 A ist ein Kupplungslager zum Verhindern einer Rückwärtsdrehung einer in dem Lager aufgenommenen Buchse bekannt. Das Kupplungslager umfasst ein Gehäuse mit einer Vielzahl von Aussparungen, wobei jede Aussparung einen flachen Abschnitt und einen tiefen Abschnitt aufweist, ein Einsatzelement, das innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und eine Vielzahl von Haltestangen aufweist. Mehrere Rollen sind jeweils zwischen zwei benachbarten Haltestangen aufgenommen. Eine Kupplung ist mit dem Einsatzelement gekoppelt und betreibbar.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Eine erfindungsgemäße verstellbare Scharnierbaugruppe, die einen Überlastungsschutz bereitstellt, umfasst eine Welle und eine Rollenkupplung, die ein Kupplungsgehäuse aufweist, das um die Welle herum positioniert ist. Die verstellbare Scharnierbaugruppe enthält des Weiteren Rollen, die in einem Raum positioniert sind, der zwischen der Welle und dem Kupplungsgehäuse definiert ist. Die Rollen gestatten eine Drehung der Welle relativ zu dem Kupplungsgehäuse, wenn die Rollen in einer ungesperrten Position sind, während die Rollen eine Drehung der Welle relativ zu dem Kupplungsgehäuse verhindern, wenn die Rollen in einer gesperrten Position sind. Die Rollenkupplung enthält außerdem einen Käfig, der sich in den Raum erstreckt, der zwischen der Welle und dem Kupplungsgehäuse definiert ist. Der Käfig ist relativ zu dem Kupplungsgehäuse zwischen einer Entsperrposition und einer Sperrposition beweglich. Die Rollenkupplung erlaubt eine Drehung der Welle relativ zu dem Kupplungsgehäuse in beiden Richtungen, wenn der Käfig in der Entsperrposition ist. Außerdem enthält die verstellbare Scharnierbaugruppe ein Drehmoment-Element, das mit der Welle gekoppelt ist und dafür positioniert ist, eine Drehung der Welle zu hemmen. Das Drehmoment-Element stellt ein Reibungsdrehmoment bereit und hemmt eine Drehung der Welle, wenn der Käfig der Rollenkupplung in der Sperrposition ist und wenn die Rollen in der gesperrten Position sind, wodurch ein Überlastungsschutz bereitgestellt wird, der eine Drehung der Welle erlaubt, wenn eine Last auf das Kupplungsgehäuse ein zuvor festgelegtes Drehmoment übersteigt.
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In einer Ausführungsform enthält die verstellbare Scharnierbaugruppe ein Drehmoment-Element, das dafür konfiguriert ist, verschiedene Reibungsdrehmomente bereitzustellen, wenn die Welle relativ zu dem Drehmoment-Element in verschiedene Richtungen gedreht wird. Das Drehmoment-Element kann eine Drehung der Welle hemmen, wenn der Käfig der lösbaren Rollenkupplung in der Sperrposition ist und wenn die Rollen in der gesperrten Position sind, wodurch ein Überlastungsschutz bereitgestellt wird, der eine Drehung der Welle erlaubt, wenn eine Last auf das Kupplungsgehäuse ein zuvor festgelegtes Drehmoment übersteigt. Das Drehmoment-Element kann innerhalb des Montageelements positioniert sein.
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In einer weiteren Ausführungsform enthält die verstellbare Scharnierbaugruppe ein zweites Drehmoment-Element, das mit der Welle gekoppelt ist, um eine Drehung der Welle zu hemmen. Das zweite Drehmoment-Element kann innerhalb des Kupplungsgehäuses positioniert sein. Das zweite Drehmoment-Element kann ein asymmetrisches Reibungsdrehmoment in einer Richtung bereitstellen, die dem asymmetrischen Reibungsdrehmoment entgegengesetzt ist, das durch das erste Drehmoment-Element bereitgestellt wird.
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Die Erfindung stellt zudem eine verstellbare Scharnierbaugruppe mit einer lösbaren Rollenkupplung und einem verstellbaren Scharnier bereit, wobei die verstellbare Scharnierbaugruppe Folgendes umfasst: ein Montageelement; eine Welle, die für eine Drehung relativ zu dem Montageelement gekoppelt ist; und eine Rollenkupplung, die ein Kupplungsgehäuse aufweist, das um die Welle herum positioniert ist. Die Rollenkupplung enthält Rollen, die in einem Raum positioniert sind, der zwischen der Welle und dem Kupplungsgehäuse definiert ist. Die Rollen gestatten eine Drehung der Welle relativ zu dem Kupplungsgehäuse, wenn die Rollen in einer ungesperrten Position sind, und verhindern eine Drehung der Welle relativ zu dem Kupplungsgehäuse, wenn die Rollen in einer gesperrten Position sind. Die Rollenkupplung hat außerdem einen Käfig, der sich in den Raum erstreckt, der zwischen der Welle und dem Kupplungsgehäuse definiert ist. Der Käfig ist relativ zu dem Kupplungsgehäuse zwischen einer Entsperrposition und einer Sperrposition beweglich. Die Rollenkupplung erlaubt eine Drehung der Welle relativ zu dem Kupplungsgehäuse in beiden Richtungen, wenn der Käfig in der Entsperrposition ist.
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Die verstellbare Scharnierbaugruppe enthält des Weiteren ein Drehmoment-Element, das mit der Welle gekoppelt ist und dafür positioniert ist, eine Drehung der Welle relativ zu dem Montageelement zu hemmen. Außerdem hat die Serviertischbaugruppe einen Aktuator, der dafür gekoppelt ist, den Käfig aus der Sperrposition in die Entsperrposition zu bewegen.
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In einer Ausführungsform kann die verstellbare Scharnierbaugruppe auch einen Vorspannmechanismus enthalten, der dafür positioniert ist, den Käfig der Rollenkupplung in Richtung der Sperrposition vorzuspannen, und der Aktuator kann dafür konfiguriert sein, den Käfig der Rollenkupplung in Richtung der Entsperrposition entgegen dem Vorspannmechanismus zu bewegen.
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In einer weiteren Ausführungsform enthält die verstellbare Scharnierbaugruppe einen Serviertisch, der einen proximalen Endabschnitt aufweist, der mit dem Kupplungsgehäuse gekoppelt ist, und einen distalen Endabschnitt, der sich von dem Kupplungsgehäuse erstreckt.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird am besten anhand der folgenden detaillierten Beschreibung verstanden, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen wird, in denen gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind. Wenn mehrere ähnliche Elemente vorhanden sind, so kann den mehreren ähnlichen Elementen eine einzige Bezugszahl zugewiesen sein, wobei ein kleiner Zusatzbuchstabe bestimmte Elemente bezeichnet. In den Zeichnungen sind die folgenden Figuren enthalten:
- 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Ausführungsform einer lösbaren Rollenkupplungsbaugruppe, die in eine Serviertischbaugruppe integriert ist, in der Abwärtsposition gemäß Aspekten der Erfindung zeigt;
- 2 ist eine perspektivische Ansicht, die die Serviertischbaugruppe von 1 zeigt, wobei ausgewählte Abschnitte weggelassen wurden, um innenliegende Komponenten sichtbar zu machen;
- 3 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Serviertischbaugruppe von 1;
- 4 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht von Komponenten der Serviertischbaugruppe von 1;
- 5a und 5b sind vorderseitige Querschnittsansichten von Komponenten der Serviertischbaugruppe von 1;
- 6a und 6b sind Querschnitts-Endansichten von Komponenten der Serviertischbaugruppe von 1;
- 7a-7g zeigen eine Ausführungsform einer Käfigkomponente, die in der Serviertischbaugruppe von 1 verwendet werden kann;
- 8a-8e zeigen eine Ausführungsform einer Kupplungsgehäusekomponente, die in der Serviertischbaugruppe von 1 verwendet werden kann;
- 9a-9c zeigen eine Ausführungsform einer Aktuatorhülsenkomponente, die in der Serviertischbaugruppe von 1 verwendet werden kann;
- 10 ist eine auseinandergezogene Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer lösbaren Rollenkupplungsbaugruppe, aber ohne einen Aktuator, gemäß den Aspekten der Erfindung;
- 11A ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Aktuators gemäß Aspekten der Erfindung; und
- 11B ist eine auseinandergezogene Ansicht des Aktuators in 11A.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Obgleich die Erfindung im vorliegenden Text mit Bezug auf konkrete Ausführungsformen veranschaulicht und beschrieben ist, soll die Erfindung nicht auf die gezeigten Details beschränkt sein. Vielmehr können verschiedene Modifizierungen an den Details innerhalb des Schutzumfangs und des Geltungsbereichs der Äquivalente der Ansprüche, und ohne von der Erfindung abzuweichen, vorgenommen werden. Des Weiteren wäre der Fachmann ohne Weiteres in der Lage, verschiedene Aspekte der Ausführungsformen in verschiedene Anwendungsbereiche zu übertragen.
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Einweg-Rollenkupplungen können verwendet werden, wenn eine ungehinderte Drehung in nur einer einzigen Richtung gewollt ist. In solchen Rollenkupplungen können Federn dafür verwendet werden, die Rolle in Richtung einer Position vorzuspannen, in der ein Verkeilen stattfindet, um sicherzustellen, dass die Einwegkupplung sofort sperrt, wenn eine Drehung in der ungewollten Richtung stattfindet. Die Einfachheit solcher Einweg-Rollenkupplungsbaugruppen kann vorteilhafterweise die Kosten in Bezug auf Defekte und Wartung senken.
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Wenden wir uns nun den Figuren zu. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Ausführungsform einer lösbaren Rollenkupplungsbaugruppe, die in eine Serviertischbaugruppe in der Abwärtsposition integriert ist, gemäß Aspekten der Erfindung zeigt. Als eine allgemeine Übersicht kann die Baugruppe 100 einen Aktuator 120, eine Aktuatorhülse 122, ein Kupplungsgehäuse 140, eine Welle 230 (2), einen Käfig 210 (2) und eine oder mehrere Rollen 260 enthalten.
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Der Aktuator 120 ist mit der Aktuatorhülse 122 gekoppelt. Der Aktuator 120 kann als ein Druckknopf, ein Hebel, ein Schalter, eine Lösevorrichtung, ein Drehknauf, ein elektronischer Mechanismus oder irgendein sonstiges mechanisches oder elektromechanisches System ausgelegt sein, das auf die Aktuatorhülse 122 wirkt. Alternativ kann eine Betätigung durch direktes Betätigen der Aktuatorhülse 122 erfolgen, zum Beispiel durch Kombinieren des Aktuators 120 und der Aktuatorhülse 122, wodurch optional auf den Aktuator 120 verzichtet werden kann.
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In einer Ausführungsform wird die lösbare Rollenkupplungsbaugruppe 100 in einem klappbaren Serviertischsystem verwendet, wie in 1 gezeigt. In solchen Ausführungsformen enthält die Rollenkupplungsbaugruppe 100 eine Tischplatte 110 und eine Aktuatormontageplatte 112. Die Tischplatte 110 kann an einem oder mehreren Kupplungsgehäusen 140 an einem proximalen Ende 116 des Serviertischsystems unter Verwendung einer lösbaren Rollenkupplungsbaugruppe 100 angebracht sein. Die Aktuatormontageplatte 112 ermöglicht das Anbringen des Aktuators 120 an einer Struktur, zum Beispiel einen Tischplatte 110. Außerdem kann die Aktuatormontageplatte 112 die Tischplatte 110 zusätzlich stützen und versteifen.
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Bevorzugt ist der Aktuator 120 ergonomisch auf der lösbaren Rollenkupplungsbaugruppe 100 positioniert. Zum Beispiel kann der Aktuator 120 nahe oder an dem distalen Ende 114 und/oder dem proximalen Ende 116 der lösbaren Rollenkupplungsbaugruppe 100 und/oder der Tischplatte 110 eines Serviertischsystems positioniert sein, um den Zugriff durch den Nutzer zu erleichtern.
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Um es dem Aktuator 120 zu ermöglichen, bei Betätigung auf die Aktuatorhülse 122 einzuwirken, kann der Aktuator 120 mit der Aktuatorhülse 122 direkt oder indirekt gekoppelt sein, zum Beispiel durch Anbringen an verschiedenen mechanischen Strukturelementen und/oder mittels elektronischer Kommunikation. In einer Ausführungsform ist der Aktuator 120 indirekt mit der Aktuatorhülse 122 durch Koppeln mit einer Aktuatorstange 124, einem Aktuatordruckstabilisator 129 und einem Aktuatorhülsenverbinder 126 beispielsweise unter Verwendung mechanischer Mittel, wie zum Beispiel eines Stiftes 322, Anquetschen, Anschrauben usw. und/oder unter Verwendung nicht-mechanischer Mittel, wie zum Beispiel Klebstoffen, gekoppelt.
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Ein Befestigungsstrukurelement 128a und/oder 128b kann verwendet werden, um eine Aktuatorstange 124, einen Aktuatordruckstabilisator 129 oder einen Aktuatorverbinder 126 an einer Tischplatte 110 oder einer sonstigen Struktur, die sich zwischen dem Aktuator 120 und der Aktuatorhülse 122 befindet, zu befestigen. Der Aktuatordruckstabilisator 129 kann eine Hülse 324 und ein Federelement 326, das zwischen dem Aktuator 120 und der Aktuatorhülse 122 positioniert ist, enthalten. Der Aktuatordruckstabilisator 129 erhöht den Betrag der Kraft, die benötigt wird, um die Aktuatorhülse 122 zu betätigen, wodurch eine versehentliche Betätigung verhindert wird.
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Außerdem kann der Aktuatordruckstabilisator 129 beim Nutzer ein angenehmes Bediengefühl hervorrufen, wenn er die lösbare Rollenkupplungsbaugruppe 100 verwendet, indem er die Empfindung vermittelt bekommt, dass die Betätigung gleichmäßig stattfindet, wenn der Aktuator 120 betätigt wurde. In einer weiteren Ausführungsform zum Beispiel sendet die Betätigung des Aktuators 120 ein elektronisches Signal an einen Mechanismus, der die Aktuatorhülse 122 direkt oder indirekt betätigt.
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2 ist eine perspektivische Ansicht, die die Serviertischbaugruppe von 1 zeigt, wobei ausgewählte Abschnitte weggelassen wurden, um innenliegende Komponenten sichtbar zu machen. Eine Welle 230 hat eine Längsachse. Die Welle 230 kann als Hohlzylinder ausgelegt sein, um Gewicht und Materialkosten zu sparen, oder kann als massiver Zylinder ausgelegt sein, um die Langlebigkeit und Strapazierfähigkeit der lösbaren Rollenkupplungsbaugruppe 100 zu erhöhen. Der Fachmann erkennt aus der Beschreibung im vorliegenden Text, dass verschiedene Abmessungen der Welle 230 in Frage kommen, einschließlich ungleichmäßiger Breiten, Längen, Querschnittsformen und Umfänge.
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Die Welle 230, oder ein Abschnitt davon, kann innerhalb einer Montagehalterung 130 befestigt sein. Die Montagehalterung 130 kann dafür verwendet werden, die lösbare Rollenkupplungsbaugruppe 100 an einer Struktur zu befestigen. Zum Beispiel kann die Montagehalterung 130 dafür konfiguriert sein, an der Rückseite eines Autositzes, eines Flugzeugsitzes, einer Tür, einer Wand oder einer sonstigen Struktur befestigt zu werden. Unter speziellem Bezug auf 4 kann die Montagehalterung 130 einen Reibungsmechanismus 290 enthalten, der in einer Aussparung positioniert ist, die durch eine Innenfläche 132 der Montagehalterung 130 definiert wird.
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Der Reibungsmechanismus 290 erzeugt Reibung gegen die Welle 230, um einer Drehung der Welle 230 um die Wellenachse 234 herum entgegenzuwirken. Außerdem kann der Reibungsmechanismus 290 ein Drehmoment in einer bestimmten Drehrichtung erzeugen. In einer Ausführungsform enthält der Reibungsmechanismus 290 ein oder mehrere Drehmoment-Elemente 292. Die Drehmoment-Elemente 292 können asymmetrisch sein, um der Welle einen Impuls zu verleihen, sich nur in einer einzigen Richtung zu drehen oder sich mit verschiedenen Reibungsdrehmomenten in verschiedene Richtungen zu drehen. In einer Ausführungsform können die Drehmoment-Elemente 292 verschiedene Reibungsdrehmomente bereitstellen, wenn die Welle relativ zu dem Drehmoment-Element in einer ersten und einer zweiten Richtung gedreht wird. Ein Port 134 kann an der Montagehalterung 130 angebracht sein, um den Reibungsmechanismus 290 innerhalb der Aussparung zu sichern, die durch die Montagehalterung 130 definiert wird. Der Port 134 hat eine Öffnung zum Aufnehmen der Welle 230.
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Beispiele eines Drehmomentsystems, das in dieser Erfindung verwendet werden kann, sind in
US-Patentanmeldung Nr. 14/527,063 , eingereicht am 29. Oktober 2014 mit dem Titel VARIABLE FRICTION HINGE, beschrieben, deren Inhalt hiermit in seiner Gesamtheit in den vorliegenden Text aufgenommen wird. Andere Drehmomentsysteme werden ebenfalls in Betracht gezogen.
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Wir wenden uns den 3 und 6 zu. Das Kupplungsgehäuse 140 ist um die Welle 230 herum positioniert. Das Kupplungsgehäuse 140 hat eine Innenfläche 142. Eine oder mehrere Vertiefungen 144 werden durch die Innenfläche 142 des Kupplungsgehäuses 140 definiert.
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Wir wenden uns nun 8d zu. Die eine oder die mehreren Vertiefungen 144 haben einen Abschnitt mit maximaler Tiefe 150. Die Vertiefungen 144 können auch einen oder mehrere Neigungsabschnitte 146 und mindestens einen Taschenabschnitt 148 haben. Die Seite der Vertiefung 144 nahe dem Taschenabschnitt 148 endet abrupt. Bevorzugt befindet sich der Abschnitt mit maximaler Tiefe 150 bei oder nahe der Seite der Vertiefung 144 in oder nahe dem Taschenabschnitt 148. Die Seite der Vertiefung 144 nahe dem Neigungsabschnitt 146 kann allmählich enden. Des Weiteren verringert sich die Tiefe der Vertiefung 144 allmählich von dem Abschnitt mit maximaler Tiefe 150 zum Rand der Vertiefung 144, die das Ende des Neigungsabschnitts 146 markiert.
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Wir wenden uns den 5a und 5b zu. Die Außenfläche 232 der Welle 230 und die Innenfläche 142 des Kupplungsgehäuses 140 definieren einen Raum dazwischen. Ein Käfig 210 erstreckt sich in den Raum, der zwischen der Außenfläche 232 der Welle 230 und der Innenfläche 142 des Kupplungsgehäuses 140 definiert ist. Des Weiteren kann der Käfig 210 dafür konfiguriert sein, gleichzeitig eines oder beide der Welle 230 und des Kupplungsgehäuses 140 zu kontaktieren.
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Der Käfig 210 definiert einen Spalt, der sich von einer Außenfläche 214 des Käfigs 210 zu einer Innenfläche 216 des Käfigs 210 erstreckt. Der Käfig 210 kann den Spalt umfangen. Beim Positionieren des Käfigs 210 in dem Raum, der zwischen der Innenfläche 142 des Kupplungsgehäuses 140 und der Außenfläche 232 der Welle 230 definiert ist, kann der Spalt vollständig umfangen werden. In einer Ausführungsform wird der Spalt durch das Positionieren des Käfigs 210 in dem Raum zwischen dem Kupplungsgehäuse 140 und der Welle 230 unzugänglich.
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Wir kehren zurück zu den 3 und 4. Die eine oder die mehreren Rollen 260 sind so positioniert, dass sie sich in den Spalt erstrecken, der durch den Käfig 210 definiert wird. Die Abmessungen der Rollen 260 und/oder des Spalts, der durch den Käfig 210 definiert wird, sind dergestalt, dass die eine oder die mehreren Rollen 260 innerhalb des Spalts, der durch den Käfig 210 definiert wird, beweglich sind. Innerhalb des Spalts können sich die Rollen in einer ersten Position frei drehen und in einer zweiten Position am Drehen gehindert sein.
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Obgleich die 3 und 4 fünf Rollen 260a, 260b, 260c, 260d, 260e veranschaulichen, die jeweils innerhalb eines anderen Spalts, der durch Käfig 210 definiert wird, positioniert werden können, leuchtet dem Fachmann ohne Weiteres ein, dass auch mehr oder weniger als fünf Rollen 260 verwendet werden können, ohne von den im vorliegenden Text beschriebenen Lehren abzuweichen. In einer Ausführungsform sind die Rollen 260 Zylinder. In einer weiteren Ausführungsform sind die Rollen 260 Kugeln. Bevorzugt ist der Umfang der einen oder der mehreren Rollen 260 im Wesentlichen der gleiche. Es versteht sich, dass dem Fachmann ohne Weiteres verschiedene Modifizierungen an den Rollen 260 einfallen und nicht von der vorliegenden Erfindung abweichen.
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7a-7g zeigen eine Ausführungsform des Käfigs 210 aus verschiedenen Blickwinkeln. Der Käfig 210 kann Käfigbeine 218 enthalten, die in dem Spalt positioniert sind und durch den Käfig 210 definiert werden, um das Spiel zu verringern. Im Sinne des vorliegenden Textes meint „Spiel“ das Empfinden, dass ein Nutzer hat, wenn zum Beispiel eine Rollenkupplungsbaugruppe bei einer Drehung in der Verriegelungsrichtung nicht augenblicklich, gleichmäßig und/oder sanft verriegelt. Die Käfigbeine 218 können als Federelemente oder verformbare Elemente ausgelegt sein, die nach dem Verformen ihre ursprüngliche Form beibehalten. Außerdem können die Käfigbeine 218 die Rollen 260 in Richtung eines Endes des Spalts, der durch den Käfig 218 definiert wird, vorspannen. Bevorzugt spannen die Käfigbeine 218 die Rollen in Richtung der gesperrten Position vor, wobei die Rollen 260 verkeilt und/oder daran gehindert werden, zu rollen oder sich zu bewegen.
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In einer Ausführungsform erstrecken sich die Käfigbeine 218 von dem Käfig 210 und/oder bilden einen integralen Teil des Käfigs 210. Der Fußabschnitt 220 der Käfigbeine 218 ist dafür ausgelegt, eine Rolle 260 zu kontaktieren. Obgleich die 7a-7g Käfigbeine 218 zeigen, die zwei Zinken aufweisen, können durch den Fachmann ohne Weiteres verschiedene Modifizierungen der Käfigbeine 218 implementiert werden, ohne von der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Der Käfig 210 kann auch einen Kontaktrand 226 enthalten. Der Kontaktrand 226 ist dafür ausgelegt, die Reibung zwischen dem Kontaktrand 226 und der Rolle 260 zu verringern, um das Rollen oder Bewegen der Rolle 260 während der Berührung des Kontaktrandes 226 zu erleichtern. In einer Ausführungsform ist der Kontaktrand 226 in dem Spalt positioniert, der durch den Käfig 210 hinweg von den Käfigbeinen 218 aus definiert wird.
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Der Käfig 210 enthält eine Eingriffnahmesektion 222, welche die Aktuatorhülse 122 direkt oder indirekt in Eingriff nehmen kann. Die Eingriffnahmesektion 222 kann auch eine Eingriffnahmekomponente 224 enthalten. Die Eingriffnahmekomponente 224 erstreckt sich sowohl axial als auch radial von der Eingriffnahmesektion 222 des Käfigs 210. In einer Ausführungsform nimmt die Eingriffnahmekomponente 224 das Kupplungsgehäuse 140 in Eingriff. In einer weiteren Ausführungsform nimmt die Eingriffnahmekomponente 224 sowohl das Kupplungsgehäuse 140 als auch die Aktuatorhülse 122 in Eingriff.
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Wir wenden uns 9 zu. Die Aktuatorhülse 122 hat einen Hebelabschnitt 926, der es dem Aktuator 120 ermöglicht, bei Betätigung auf die Aktuatorhülse 122 zu wirken. In einer Ausführungsform übt die Betätigung eine Kraft auf den Hebelabschnitt 926 aus, der zu einer Drehung der Aktuatorhülse 122 führt. Eine oder mehrere Endsektionen der Aktuatorhülse 122 können eine Eingriffnahmesektion 922 haben, die eine Eingriffnahmesektion 222 des einen oder der mehreren Käfige 210 in Eingriff nimmt.
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In einer Ausführungsform hat die Eingriffnahmesektion 922 der Aktuatorhülse 122 eine komplementäre Konfiguration zu der Eingriffnahmesektion 222 und/oder der Eingriffnahmekomponente 224 des Käfigs 210, um ein Zusammenpassen zu ermöglichen. In einer weiteren Ausführungsform sind die Eingriffnahmesektion 922 der Aktuatorhülse 122 und die Eingriffnahmesektion 222 des Käfigs 210 mittels allgemein bekannter Mittel befestigt, einschließlich Schweißen, Klebstoffe, Niete oder andere Befestigungs- oder Anbringungsmittel. In einer weiteren Ausführungsform sind die Aktuatorhülse 122 und der Käfig 210 kombiniert, um eine integrale Struktur zu bilden.
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In einer Ausführungsform hat das Kupplungsgehäuse 140 eine Eingriffnahmesektion 152. Die Eingriffnahmesektion 152 des Kupplungsgehäuses 140 enthält einen oder mehrere Drehvorsprünge 154, die sich von der Eingriffnahmesektion 152 des Kupplungsgehäuses 140 erstrecken. Die Eingriffnahmekomponente 224 des Käfigs 210 kann zwischen den Drehvorsprüngen 154 der Eingriffnahmesektion 152 des Kupplungsgehäuses 140 positioniert sein.
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Bevorzugt ist die Distanz zwischen den Drehvorsprüngen 154 des Kupplungsgehäuses 140 größer als die Breite der Eingriffnahmekomponente 224, wodurch es dem Käfig 210 ermöglicht wird, sich mit Bezug auf das Kupplungsgehäuse 140 zu drehen, bis die Eingriffnahmekomponente 224 einen oder mehrere der Drehvorsprünge 154 des Kupplungsgehäuses 140 kontaktiert. Es kann ein Vorspannelement 310 zum Vorspannen einer Eingriffnahmekomponente 224 des Käfigs 210 in einer ersten Richtung zu einem und/oder gegen einen Drehvorsprung 154 des Kupplungsgehäuses 140 verwendet werden. Bevorzugt spannt das Vorspannelement 310 den Käfig 210 in Richtung einer nicht-kontaktierenden Position vor, in der der Kontaktrand 226 des Käfig 210 nicht die Rolle 260 kontaktieren kann.
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Die Funktionsweisen der oben angesprochenen Merkmale werden im Folgenden nun ausführlicher erörtert. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ermöglichen ein Verriegelungsmerkmal, das verhindert, dass sich das Kupplungsgehäuse 140 mit Bezug auf die Welle 230 dreht. Wir wenden uns den 6a und 6b zu. Das Kupplungsgehäuse 140 hat eine freie Bewegungsrichtung und eine Verriegelungsrichtung. In der freien Bewegungsrichtung kann sich das Kupplungsgehäuse 140 kontinuierlich um die Welle 230 herum mit minimaler Behinderung durch die Rollen 260 drehen. In der Verriegelungsrichtung wird das Kupplungsgehäuse 140 daran gehindert, oder weitgehend daran gehindert, sich zu drehen, weil sich die Rollen 260 zwischen der Innenfläche 142 des Kupplungsgehäuses 140 und der Außenfläche 232 der Welle 230 verkeilen.
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Genauer gesagt, werden in einer Ausführungsform, wenn sich das Kupplungsgehäuse 140 in der freien Bewegungsrichtung dreht (wie zum Beispiel in Uhrzeigerrichtung in den 6a und 6b), die eine oder die mehreren Rollen 260 in den Taschenabschnitt 148 der Vertiefung 144 der Innenfläche 142 des Kupplungsgehäuses 140 hinein bewegt. Wenn sich das Kupplungsgehäuse 140 weiter in der freien Bewegungsrichtung dreht, so rollen und/oder gleiten die Rollen 260 frei, wenn der Taschenabschnitt 148 der Vertiefung 144 des Kupplungsgehäuses 140 die Rollen 260 in die freie Bewegungsrichtung drückt.
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Jedoch bewegen sich in derselben Ausführungsform, wenn das Kupplungsgehäuse 140 in der Verriegelungsrichtung gedreht wird (wie zum Beispiel entgegen der Uhrzeigerrichtung in den 6a und 6b), die Rollen 210 in den Neigungsabschnitt 146 der Vertiefung 144 der Innenfläche 142 des Kupplungsgehäuses 140. Die Bewegung der Rollen 210 in den Neigungsabschnitt 146 kann durch die Käfigbeine 218 bewerkstelligt werden, welche die Rollen 210 in Richtung des Neigungsabschnitts 146 der Vertiefung 144 vorspannen.
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In dem Maße, wie die Tiefe der Vertiefung 144 in dem Neigungsabschnitt 148 abnimmt, wird der Raum zwischen der Innenfläche 142 des Kupplungsgehäuses 140 und der Außenfläche 232 der Welle 230 kleiner als der Durchmesser der einen oder der mehreren Rollen 210, wodurch die Rollen 210 zwischen der Innenfläche 142 des Kupplungsgehäuses 140 und der Außenfläche 232 der Welle 230 eingekeilt werden. Dieser Verkeilungseffekt erzeugt Reibung zwischen den Rollen 260, dem Kupplungsgehäuse 140 und der Welle 230, um eine Drehung des Kupplungsgehäuses 140 in der Verriegelungsrichtung effektiv zu verhindern oder weitgehend zu verhindern.
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Die lösbare Rollenkupplungsbaugruppe 100 kann sich bei Betätigung durch den Nutzer frei in der Verriegelungsrichtung drehen. Durch Betätigen des Aktuators 120 wird der Käfig 210 so positioniert, dass verhindert wird, dass die Rolle 210 in die Sektion des Neigungsabschnitts 146 eintritt, wo die Rollen 210 zwischen dem Kupplungsgehäuse 140 und der Welle 230 verkeilt werden. Dementsprechend ermöglicht es die Betätigung dem Kupplungsgehäuse 140, sich um die Welle 230 herum in der Verriegelungsrichtung mit minimaler Behinderung durch die Rollen 260 zu drehen.
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In einer Ausführungsform legt die Betätigung des Aktuators 120 eine Kraft an den Hebelabschnitt 926 der Aktuatorhülse 122 an, um die Aktuatorhülse 122 mit Bezug auf das Kupplungsgehäuse 140 zu drehen. Die an die Aktuatorhülse 122 angelegte Kraft kann aufgrund der Eingriffnahme zwischen der Aktuatorhülse 122 und dem Käfig 210 auch den Käfig 210 mit Bezug auf das Kupplungsgehäuse 140 drehen. Dementsprechend dreht eine Drehung der Aktuatorhülse 122 den Käfig 210 aus der nicht-kontaktierenden Position in die kontaktierende Position. In einer Ausführungsform, wo ein Federelement 310 verwendet wird, um die Position des Käfigs 210 mit Bezug auf das Kupplungsgehäuse 140 beizubehalten, muss die an den Hebelabschnitt 926 der Aktuatorhülse 122 angelegte Kraft den durch das Federelement 310 erzeugten Widerstand überwinden, um die Aktuatorhülse 122 mit Bezug auf das Kupplungsgehäuse 140 zu drehen.
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Wie in 6b gezeigt, schiebt sich in dem Maße, wie sich der Käfig 210 mit Bezug auf das Kupplungsgehäuse 140 in die kontaktierende Position dreht, der Kontaktrand 226 voran, um zu verhindern, dass die Rolle 260 in die Sektion des Neigungsabschnitts 146 der Vertiefung 144 eintritt, wo ein Verkeilen möglich ist, oder um eine verkeilte Rolle 260 aus der Sektion des Neigungsabschnitts 146, wo ein Verkeilen möglich ist, zu entfernen. Des Weiteren kann sich der Käfig bei Beendigung der Betätigung in die nicht-kontaktierende Position drehen, und der Kontaktrand 226 zieht sich zurück, wodurch sich die Rolle 210 in die Sektion des Neigungsabschnitts 146 der Vertiefung 144, wo ein Verkeilen möglich ist, hinein bewegen kann.
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Während sie betätigt wird, kann die lösbare Rollenkupplungsbaugruppe 100 effektiv als ein Scharnier fungieren, indem das Kupplungsgehäuse 140 in die Lage versetzt wird, sich in beide Richtungen zu drehen. Außerdem können Reibungsmechanismen 290 verwendet werden, um einer Drehung der Welle 230 mit Bezug auf die Montagehalterung 130 zu widerstehen. In einer Ausführungsform arbeiten die Reibungsmechanismen 290 mit einem oder mehreren asymmetrischen Drehmoment-Elementen 292, um der Welle 230 einen Impuls zu verleihen, sich in einer bestimmten Richtung zu drehen. Zum Beispiel kann in einer Ausführungsform eines Serviertischsystems, das mit einer lösbaren Rollenkupplungsbaugruppe 100 arbeitet, der Reibungsmechanismus 290 dafür konfiguriert sein, das Gewicht der Tischplatte auszugleichen, damit der Nutzer nicht das Gefühl hat, bei Betätigung der lösbaren Rollenkupplungsbaugruppe 100 das volle Gewicht der Tischplatte 110 bewegen zu müssen.
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Baugruppen und/oder Systeme, die mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung arbeiten, enthalten Rollenkupplungsbaugruppen, verstellbare Scharnierbaugruppen und Serviertischbaugruppen mit einer lösbaren Rollenkupplung und einem verstellbaren Scharnier. Solche Serviertischbaugruppen können des Weiteren eine grenzenlose Winkelverstellbarkeit sowie Überlastungsschutzmerkmale für den Fall enthalten, dass eine an die lösbare Rollenkupplungsbaugruppe 100 angelegte Kraft die Gewichtgrenze übersteigt. Zum Beispiel kann das Drehmoment-Element eine Drehung der Welle mit Bezug auf das Montageelement hemmen, wenn der Käfig der Rollenkupplung in der Sperrposition ist und wenn die Rollen in der gesperrten Position sind, wodurch ein Überlastungsschutz bereitgestellt wird, der eine Drehung der Welle erlaubt, wenn eine Last auf das Kupplungsgehäuse ein zuvor festgelegtes Drehmoment übersteigt. Oder anders ausgedrückt: Das Drehmoment-Element kann Reibung erzeugen und widersteht darum einer Drehung der Welle mit Bezug auf das Montageelement. Im Gegensatz dazu kann die Kupplung eine relative Drehung unterbinden. Diese Nutzung des Drehmoment-Elements kann helfen, das Risiko einer Beschädigung einer Baugruppe, wie zum Beispiel einer Tischbaugruppe, zu mindern, falls die auf die Baugruppe ausgeübte Last einen bestimmten Betrag übersteigt, wenn die Kupplung im gesperrten Zustand ist.
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Außerdem können Serviertischbaugruppen, die mit Ausführungsformen der lösbaren Rollenkupplungsbaugruppe 100 arbeiten, auch mit einem (nicht gezeigten) Verriegelungsmechanismus ausgestattet sein, der in derselben Sitz-Serviertischanordnung zu verwenden ist, damit der Serviertisch entlang der Rückseite des Sitzes verstaut werden kann. In dieser Ausführungsform können ergonomisch vorteilhafte Aktuatoren 120 in Kombination mit einer (nicht gezeigten) Verriegelungsbetätigungstaste sowohl einen (nicht gezeigten) Riegel als auch einen Scharniermechanismus mit einem einzigen Berührungspunkt antreiben.
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10 ist eine auseinandergezogene Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Rollenkupplungsbaugruppe 400, aber ohne einen Aktuator 410. Die Rollenkupplungsbaugruppe 400 ähnelt der Rollenkupplungsbaugruppe 100 (in den 1-9 gezeigt), mit Ausnahme der unten angesprochenen Merkmale. Wo also die Rollenkupplungsbaugruppe 400 Merkmale ähnlich denen der Rollenkupplungsbaugruppe 100 verwendet, finden die gleichen Bezugszahlen Anwendung.
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Die Rollenkupplungsbaugruppe 400 enthält ein Kupplungsgehäuse 440, das um eine Welle 230 herum positioniert werden kann. Das Kupplungsgehäuse 440 hat eine Innenfläche 142, die eine oder mehrere Vertiefungen 144 definiert. Das Kupplungsgehäuse 440 hat außerdem eine Dämpfungskappe 442. Die Dämpfungskappe 442 kann dafür konfiguriert sein, ein oder mehrere Drehmoment-Elemente 294 aufzunehmen, zum Beispiel durch Definieren einer Aussparung, die zum Aufnehmen der Drehmoment-Elemente 294a und 294b vorgesehen ist. In einer Ausführungsform sind die Drehmoment-Elemente 294 sicher innerhalb der Dämpfungskappe 442 des Kupplungsgehäuses 140 angeordnet und um die Welle 230 herum positioniert.
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Die Drehmoment-Elemente 294 stellen ein symmetrisches oder asymmetrisches Reibungsdrehmoment bereit, um zum Beispiel einer Bewegung der Welle 230 zu widerstehen. In einer Ausführungsform sind die Drehmoment-Elemente 294 ähnlich oder gleich den Drehmoment-Elementen 292. Obgleich die Drehmoment-Elemente 294, wie in 10 gezeigt, so positioniert sind, dass sie ein asymmetrisches Reibungsdrehmoment in einer Drehrichtung erzeugen, das dem asymmetrischen Reibungsdrehmoment entgegengesetzt ist, das durch die Drehmoment-Elemente 292 erzeugt wird. In einer Ausführungsform erzeugen die Drehmoment-Elemente 292 und 294 ein asymmetrisches Reibungsdrehmoment in derselben Drehrichtung. Indem jedoch die Drehmoment-Elemente 294 so positioniert werden, dass sie der Welle 230 ein asymmetrisches Reibungsdrehmoment in einer Drehrichtung verleihen, die einem asymmetrischen Reibungsdrehmoment entgegengesetzt ist, das durch die Drehmoment-Elemente 292 in 10 erzeugt wird, kann eine Vibrationswanderung verringert oder vermieden werden. Zu einer Vibrationswanderung kann es kommen, wenn die Rollen in einer gesperrten Position sind und Vibrationen und/oder Bewegungen eine Rotationskraft auf das Kupplungsgehäuse um die Welle herum hervorrufen. Weil die Rollen in einer gesperrten Position sind, kann sich das Kupplungsgehäuse in nur einer einzigen Richtung um die Welle herum drehen. Wenn also die Vibrationen und/oder Bewegungen Kräfte auf das Kupplungsgehäuse in beiden Drehrichtungen um die Welle herum hervorrufen, so dreht sich das Kupplungsgehäuse in nur einer Richtung, da eine Bewegung in der entgegengesetzten Richtung durch die Rollen verhindert wird, die sich in der gesperrten Position befinden.
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Die Drehmoment-Elemente 294 reduzieren und/oder verhindern eine Vibrationswanderung, indem sie ein asymmetrisches Reibungsdrehmoment in der Richtung ausüben, das der zulässigen Drehrichtung für das Kupplungsgehäuse 440 entgegengesetzt ist, wenn die Rollen 260 in der gesperrten Position sind. Obgleich die Drehmoment-Elemente 294 so veranschaulicht sind, dass sie innerhalb des Kupplungsgehäuses 440 positioniert werden können, können die Drehmoment-Elemente 294 auch mit der Welle 230 entlang verschiedener Abschnitte der Welle 230 gekoppelt sein. Zum Beispiel können die Drehmoment-Elemente 294 mit der Welle 230 gekoppelt und in dem Montagegehäuse 130 angeordnet sein.
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Wir wenden uns den 11A und 11B zu. Die Rollenkupplungsbaugruppe 400 enthält außerdem einen Aktuator 410, der durch Drücken oder Ziehen eines Abschnitts des Serviertisches 110 betätigt werden kann. Zum Beispiel kann der Aktuator 410 durch Schieben eines Abschnitts des Serviertisches 110 zu der Aktuatorhülse 122 hin oder von ihr fort betätigt werden. Ähnlich dem Aktuator 120 der Ausführungsform der Rollenkupplungsbaugruppe 100 ist der Aktuator 410 mit der Aktuatorhülse 122 dergestalt gekoppelt, dass eine Betätigung des Aktuators 410 ein Moment erzeugt, das die Aktuatorhülse 122 in Drehung versetzt.
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Der Aktuator 410 enthält eine Stange 412, einen Endanschlag 414, der eine Tastenabschnitt 416 aufweist, eine Klammerverriegelung 418, ein Klammerscharnier 420 und eine Feder 422. Der Aktuator 410 ist mit dem Gabelgestänge 430 gekoppelt, um eine Betätigung der Aktuatorhülse 122 zu ermöglichen. In einer Ausführungsform ist der Aktuator 410 mit dem Gabelgestänge 430 über einen Stift gekoppelt, der die Stange 412 und das Gabelgestänge 430 drehbar verbindet.
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Der Aktuator 410 wird betätigt, indem der Tastenabschnitt 416 des Endanschlages 414 gedrückt wird, was eine Last auf die Feder 422 erzeugt, die letztendlich eine Kraft auf die Aktuatorhülse 122 ausüben kann. Zum Beispiel kann die Feder 422 eine zuvor festgelegte Last vor dem Betätigen der Aktuatorhülse 122 erfordern. Obgleich der Aktuator 410 in den 11A und 11B mittels eines Tastenabschnitts 416 betätigt wird, kann der Aktuator 410 dafür konfiguriert sein, eine Betätigung vorzunehmen, wenn eine Kraft auf die Schubstange 422 in einer Richtung zu der Welle 230 und/oder der Aktuatorhülse 122 hin oder von ihnen weg ausgeübt wird. Zum Beispiel kann die Stange 422 durch Schieben eines Abschnitts des Serviertisches 110 in Richtung der Welle 230 das Gabelgestänge 430 veranlassen, eine Kraft auf den Hebelabschnitt 926 der Aktuatorhülse 122 auszuüben, was eine Drehung der Aktuatorhülse 122 zur Folge hat.
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Obgleich im vorliegenden Text bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, versteht es sich, dass solche Ausführungsformen nur als Beispiel dienen. Dem Fachmann fallen zahlreiche Variationen, Änderungen und Ersetzungen ein, ohne das Wesen der Erfindung zu verlassen. Dementsprechend ist es beabsichtigt, dass die beiliegenden Ansprüche alle Variationen erfassen, die unter das Wesen und den Schutzumfang der Erfindung fallen.
