DE19753319A1 - Durch äußere Krafteinwirkung verriegelbare und entriegelbare Vorrichtung - Google Patents
Durch äußere Krafteinwirkung verriegelbare und entriegelbare VorrichtungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine durch
äußere Krafteinwirkung verriegelbare und entriegelbare
Vorrichtung.
Das Zusammenwirken von Kulissen, sogenannten
Herzkurven, mit Führungsstiften zur Verriegelung und
Entriegelung ist bekannt; siehe beispielsweise EP 0 483 590
B1 und EP 0 417 394 B1.
Der Nachteil dieser Vorrichtungen liegt im re
lativ langen Auslöseweg, auch Überhubweg oder Über
drückweg genannt.
In der Regel beträgt dieser Auslöseweg mehr
als 2,5 mm.
Als Folge des langen Auslöseweges müssen er
hebliche Aufwendungen zur Verhinderung der Torsion in
den Baueinheiten getätigt werden.
Als weitere Folge des langen Auslöseweges kön
nen Konstruktionen mit Spaltverläufen nur äußerst
schwer oder gar nicht realisiert werden.
Ein weiterer Nachteil dieser Vorrichtungen be
steht in der äußerst schwachen akustischen Rückmeldung
der erfolgreichen Bedienung an den Bediener.
In FR 2 549 123 ist eine Verriegelungs- und
Entriegelungsvorrichtung beschrieben.
Diese Vorrichtung schaltet durch Unterstützung
von zusätzlicher Krafteinwirkung, beispielsweise Feder
kraft.
Diese unterstützende Kraft muß zudem zur Si
cherung der Funktion den Mechanismus in mittlerer Posi
tion halten.
Bei diesem Mechanismus geht der Stift über ei
ne speziell geformte V-förmige Herzkurve in seine Endla
ge in verriegelter Position.
In verriegelter Position wird zudem eine nach
teilige, seitlich wirkende Querkraft erzeugt, weil die
Position des Schaltstiftes zur Drehachse der Verriege
lungs- und Entriegelungsvorrichtung zwangsläufig ein
Drehmoment erzeugt. Dieses Drehmoment erzeugt die ge
nannte Querkraft.
Diese Vorrichtung hat einen relativ langen
Auslöseweg.
In EP 0 535 511 A1 wird eine in einem Staub
sauger untergebrachte Verriegelungsvorrichtung beschrie
ben.
Die dabei verwendete Herzkurve ist offen. Der
Überdrückweg, den der Schaltstift zurücklegen muß, ist
nicht optimiert.
Dieser Mechanismus ist von keiner Federkraft
unterstützt.
Einzig die Öffnung des Staubsaugerdeckels
wird mit Federkraft unterstützt, wobei aber diese Feder
kraft nicht im Zusammenhang mit dem oben genannten Me
chanismus steht.
Diese Verriegelungsvorrichtung hat zwangsläu
fig einen relativ langen Auslöseweg.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung,
die oben genannten Nachteile zu überwinden.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Er
findung, eine Vorrichtung der genannten Art zur Verfü
gung zu stellen, bei der der Auslöseweg auf weniger als
1 mm reduziert ist, was im Vergleich zum Stand der Tech
nik einer Reduktion des Auslöseweges um wenigstens 60%
gleichkommt.
Die Lautstärke der akustischen Rückmeldung der
erfolgreichen Bedienung an den Bediener soll wahlweise
einstellbar sein.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden
alle oben genannten Ziele erreicht.
Die erfindungsgemäße durch äußere Kraftein
wirkung verriegelbare und entriegelbare Vorrichtung, bei
welcher
- - ein erstes Element 1 und ein zweites Element 2 beweglich zueinander gelagert oder geführt sind,
- - ein solches drittes Element 3 in einem die ser beiden genannten Elemente 1, 2 beweglich gelagert oder geführt ist, welches bewirkt, daß die beiden ge nannten Elemente 1, 2 zueinander verriegelt oder vonein ander entriegelt werden,
- - in oder auf einem dieser drei Elemente 1, 2, 3 eine Führungsnut 4, auch Kanal oder Rille genannt, vor handen ist, welche wenigstens während des Verriegelungs- und Entriegelungsvorganges mit einem Führungsstift 5, auch Nocken genannt, in Kontakt steht,
- - sich dieser Führungsstift 5 an einem dieser drei Elemente 1, 2, 3 befindet, wobei
- - entweder die Führungsnut 4 oder der Füh rungsstift 5 am dritten Element 3 vorhanden ist, und wo bei
- - sich die Führungsnut 4 und der Führungsstift
5 nicht gleichzeitig an einem der genannten drei Elemen
te 1, 2, 3 befinden dürfen,
ist dadurch gekennzeichnet, daß - - beim Verriegelungsvorgang durch äußere Krafteinwirkung gegen eine Federspannung 6 zwischen dem ersten und zweiten Element 1, 2 oder gegen die Einwirkung des Eigengewichtes des ersten oder zweiten Elementes 1,2 das dritte Element 3 eine Feder 7 spannt, wobei der Füh rungsstift 5 aus einer Ausgangsposition 8 zwangsläufig in den Teil 9 der Führungsnut 4 geführt wird, welcher für das genannte Spannen der Feder 7 verantwortlich ist,
- - beim Überdrücken eines der beiden Elemente 1, 2 über die Verriegelungsposition hinaus der Führungs stift 5 über eine sich in der Führungsnut 4 befindliche erste geometrische Begrenzung 10 bewegt wird und somit die durch die Feder 7 erzeugte Spannung freigesetzt wird,
- - der durch die so freigesetzte Federspannung bewegte Führungsstift 5 an einer sich in der Führungsnut 4 befindlichen zweiten geometrischen Begrenzung 11 an schlägt oder zumindest gebremst wird,
- - beim Zurückbewegen eines der beiden Elemente 1, 2 in die Verriegelungsposition durch Abbau der Feder spannung 6 zwischen dem ersten und dem zweiten Element 1, 2 und/oder durch Einwirkung des Eigengewichtes des er sten oder des zweiten Elementes 1, 2 der Führungsstift 5 über die genannte zweite geometrische Begrenzung 11 be wegt wird und somit die noch teilweise durch die Feder 7 vorhandene Spannung freigesetzt wird,
- - der durch die so freigesetzte Federspannung bewegte Führungsstift 5 an einer sich in der Führungsnut 4 befindlichen dritten geometrischen Begrenzung 12 an schlägt und die Verriegelungsposition erreicht,
- - beim Entriegelungsvorgang durch äußere Krafteinwirkung, also durch nochmaliges Überdrücken ei nes der beiden Elemente 1, 2 über die Verriegelungsposi tion hinaus, der Führungsstift 5 über die genannte drit te geometrische Begrenzung 12 bewegt wird und somit die noch teilweise durch die Feder 7 vorhandene Spannung er neut freigesetzt wird, und damit der Führungsstift 5 zwangsläufig in den Teil 13 der Führungsnut 4 geführt wird, welcher für das Zurückführen des Führungsstiftes 5 in die Ausgangsposition 8 verantwortlich ist,
- - der Führungsstift 5 in die Ausgangsposition 8 durch Abbau der Federspannung 6 zwischen dem ersten und dem zweiten Element 1, 2 und/oder durch Einwirkung des Eigengewichtes des ersten oder des zweiten Elementes 1, 2 bewegt wird,
- - der vollständige Abbau der durch die genann te Feder 7 erzeugten Spannung durch ein Anschlagelement 14 verhindert wird, und
- - sich der Führungsstift 5 immer relativ zur Führungsnut 4 bewegt.
Bevorzugte Ausführungsformen dieser Erfindung
sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Im folgenden Teil wird unter Bezugnahme auf
die Fig. 1 bis 7 ein universell anwendbares Modell
als mögliche Ausführungsform dieser Erfindung beschrie
ben.
Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht
des oben genannten Modelles.
Fig. 2 zeigt eine schematische Rückansicht
des oben genannten Modelles.
Fig. 3 bis 7 zeigen in der Draufsicht sche
matisch einzelne Positionen des Verriegelungs- und Ent
riegelungsvorganges auf der Kulisse 15 mit integrierter
Führungsnut 4.
Dabei werden Ausführungsformen, wie sie in den
abhängigen Ansprüchen definiert sind, normalerweise
nicht wiederholt.
Das erste Element 1 ist eine Grundplatte in
der Form eines Quaders mit folgenden Dimensionen: 10 cm
× 7 cm × 1,5 cm. Auf der Rückseite befindet sich eine
1,2 cm tiefe Aushöhlung mit den Dimensionen 9 cm × 6 cm.
In der Grundfläche der Grundplatte befindet
sich eine Bohrung 16 und ein bogenförmiges Langloch 17.
Auf der Rückseite der Grundfläche befindet
sich das starr angebrachte Anschlagelement 14.
An beiden Längsseiten der Grundplatte befindet
sich je eine Führungsschiene 18.
Das zweite Element 2 hat ein U-förmiges Profil
mit einer Länge von 6 cm und einer Höhe von 1,5 cm und
einer Breite von 8 cm.
In den beiden Schenkeln des U-förmigen Pro
files ist je eine Führungsnut 19 eingebracht.
Auf der Innenseite dieses U-förmigen Profiles
ist der Führungsstift 5 starr angebracht.
Das erste Element 1 und das zweite Element 2
sind in der Führungsnut 19 und in der Führungsschiene 18
zueinander beweglich geführt.
Das erste Element 1 und das zweite Element 2
sind seitlich mit je einer Zugfeder 20, welche die Fe
derspannung 6 aufbaut, miteinander so verbunden, daß
der sich auf dem zweiten Element 2 befindliche Führungs
stift 5 in der Ausgangsposition 8 gehalten wird.
Die Beweglichkeit des zweiten Elementes 2 wird
durch die Arretierung 25 begrenzt.
Das dritte Element 3 hat in der Grundfläche
eine Geometrie, wie sie in den Fig. 3 bis 7 darge
stellt ist.
Das dritte Element 3 hat eine Höhe von 0,7 cm
und beinhaltet eine Führungsnut 4 mit einer Tiefe von
0,5 cm.
Die Lautstärke der akustischen Rückmeldung
kann durch Veränderung der Kontur der Führungsnut 4 im
Bereich der zweiten geometrischen Begrenzung 11 variiert
werden.
So ergibt ein kontinuierlich steiler werdender
Anstieg zur Begrenzung 11 im Vergleich zur in den Fig.
3 bis 7 dargestellten Standard Führungsnut 4 eine
weniger laute akustische Rückmeldung.
Wenn beim Entriegeln keine akustische Rückmel
dung gewünscht ist, so kann der Teil 13 der Führungsnut
4 entsprechend verbreitert werden, bis kein Anschlag des
Führungsstiftes 5 an der seitlichen Begrenzung der Füh
rungsnut 4 mehr stattfindet.
Das dritte Element 3 ist mit einem Zapfen 21
in der Bohrung 16 im ersten Element 1 drehbar gelagert.
Das Mitnahmeelement 22 befindet sich auf der
Rückseite des dritten Elementes 3, so daß es sich im
Langloch 17 um den Mittelpunkt der Bohrung 16 bewegen
kann.
Die Feder 7 ist eine Schenkelfeder, die auf
dem Zapfen 21 derart fixiert ist, daß der erste Schen
kel 23 der Feder 7 sich am ersten Element 1 abstützt.
Der zweite Schenkel 24 der Feder 7 stützt sich am An
schlagelement 14 ab.
Die Länge des zweiten Schenkels 24 der Feder 7
ist derart dimensioniert, daß sich das Mitnahmeelement
22 bei der Bewegung im Langloch 17 daran abstützen kann.
Die Position des dritten Elementes 3 ist der
art gewählt, daß der am zweiten Element 2 angebrachte
Führungsstift 5 bei der Bewegung gegen die Federspannung
6 immer in den Teil 9 der Führungsnut 4 einfahren kann.
Das Kernstück der vorliegenden Erfindung liegt
im Prinzip darin, daß die Feder 7 während des Verriege
lungsvorganges gespannt wird. Die so aufgebaute Feder
spannung wird stufenweise von der ersten geometrischen
Begrenzung 10, über die zweite geometrische Begrenzung
11 und die dritte geometrische Begrenzung 12 bis zu dem
Teil 13 der Führungsnut 4 abgebaut.
Wenn der zweite Schenkel 24 der Feder 7 das
Anschlagelement 14 erreicht hat, dann ist noch eine
Restspannung in der Feder 7 vorhanden.
Dank dieser funktionellen Anordnung kann die
Größe des Überdrückweges durch die Abstimmung der
Formgebung der geometrischen Begrenzungen 10, 11, 12 und
der Formgebung des Führungsstiftes 5 nahezu frei gewählt
und dem jeweiligen Anwendungszweck angepaßt werden.
Es ist bevorzugt, einen möglichst kleinen
Überdrückweg zu haben, beispielsweise weniger als 1 mm.
Die minimale Größe des Überdrückweges hängt von der
Verschleißfestigkeit des gewählten Materials ab.
In der verriegelten Position, welche in Fig.
6 dargestellt ist, entsteht in der erfindungsgemäßen
Vorrichtung kein Drehmoment, welches eine nachteilige,
seitlich wirkende Querkraft erzeugen könnte.
Dies ist ein weiterer wesentlicher Vorteil ge
genüber dem Stand der Technik.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist univer
sell einsetzbar. Sie kann überall dort eingesetzt wer
den, wo wenigstens zwei Elemente zeitlich begrenzt mit
einander verriegelt und/oder gehalten werden.
Mögliche Anwendungsgebiete der erfindungsgemä
ßen Vorrichtung sind die Automobil-, Möbel- und Sanitä
rindustrie sowie der Maschinenbau- und Spielzeugbereich.
Es ist auch möglich, mobile und immobile Be
hältnisse, wie beispielsweise Aktenkoffer, mit der er
findungsgemäßen Vorrichtung auszurüsten.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann aus all
den Materialien hergestellt sein, welche die jeweils ge
forderten physikalischen, chemischen und optischen Ei
genschaften besitzen.
Sie kann beispielsweise aus Metallen oder
Kunststoffen hergestellt sein, insbesondere Polyoxyme
thylene (POM).
In der vorliegenden Erfindung werden die fol
genden Bezugszeichen verwendet:
1 23
1
erstes Element
2
zweites Element
3
drittes Element
4
Führungsnut
5
Führungsstift
6
Federspannung zwischen dem ersten und
zweiten Element
1
,
2
7
Feder
8
Ausgangsposition
9
Teil der Führungsnut
4
, welcher für das
Spannen der Feder
7
verantwortlich ist
10
erste geometrische Begrenzung
11
zweite geometrische Begrenzung
12
dritte geometrische Begrenzung
13
Teil der Führungsnut
4
, welcher für das
Zurückführen des Führungsstiftes
5
in
die Ausgangsposition
8
verantwortlich ist
14
Anschlagelement
15
Kulisse
16
Bohrung
17
Langloch
18
Führungsschiene
19
Führungsnut
20
Zugfeder
21
Zapfen
22
Mitnahmeelement
23
erster Schenkel der Feder
7
24
zweiter Schenkel der Feder
7
25
Arretierung
Claims (10)
1. Durch äußere Krafteinwirkung verriegelbare
und entriegelbare Vorrichtung, bei welcher
- - ein erstes Element (1) und ein zweites Ele ment (2) beweglich zueinander gelagert oder geführt sind,
- - ein solches drittes Element (3) in einem dieser beiden genannten Elemente (1, 2) beweglich gela gert oder geführt ist, welches bewirkt, daß die beiden genannten Elemente (1, 2) zueinander verriegelt oder von einander entriegelt werden,
- - in oder auf einem dieser drei Elemente (1, 2, 3) eine Führungsnut (4), auch Kanal oder Rille ge nannt, vorhanden ist, welche wenigstens während des Ver riegelungs- und Entriegelungsvorganges mit einem Füh rungsstift (5), auch Nocken genannt, in Kontakt steht,
- - sich dieser Führungsstift (5) an einem die ser drei Elemente (1, 2, 3) befindet, wobei
- - entweder die Führungsnut (4) oder der Füh rungsstift (5) am dritten Element (3) vorhanden ist, und wobei
- - sich die Führungsnut (4) und der Führungs
stift (5) nicht gleichzeitig an einem der genannten drei
Elemente (1, 2, 3) befinden dürfen,
dadurch gekennzeichnet, daß - - beim Verriegelungsvorgang durch äußere Krafteinwirkung gegen eine Federspannung (6) zwischen dem ersten und zweiten Element (1, 2) oder gegen die Ein wirkung des Eigengewichtes des ersten oder zweiten Ele mentes (1, 2) das dritte Element (3) eine Feder (7) spannt, wobei der Führungsstift (5) aus einer Ausgangs position (8) zwangsläufig in den Teil (9) der Führungs nut (4) geführt wird, welcher für das genannte Spannen der Feder (7) verantwortlich ist,
- - beim Überdrücken eines der beiden Elemente (1, 2) über die Verriegelungsposition hinaus der Füh rungsstift (5) über eine sich in der Führungsnut (4) be findliche erste geometrische Begrenzung (10) bewegt wird und somit die durch die Feder (7) erzeugte Spannung freigesetzt wird,
- - der durch die so freigesetzte Federspannung bewegte Führungsstift (5) an einer sich in der Führungs nut (4) befindlichen zweiten geometrischen Begrenzung (11) anschlägt oder zumindest gebremst wird,
- - beim Zurückbewegen eines der beiden Elemente (1, 2) in die Verriegelungsposition durch Abbau der Fe derspannung (6) zwischen dem ersten und dem zweiten Ele ment (1, 2) und/oder durch Einwirkung des Eigengewichtes des ersten oder des zweiten Elementes (1, 2) der Füh rungsstift (5) über die genannte zweite geometrische Be grenzung (11) bewegt wird und somit die noch teilweise durch die Feder (7) vorhandene Spannung freigesetzt wird,
- - der durch die so freigesetzte Federspannung bewegte Führungsstift (5) an einer sich in der Führungs nut (4) befindlichen dritten geometrischen Begrenzung (12) anschlägtund die Verriegelungsposition erreicht,
- - beim Entriegelungsvorgang durch äußere Krafteinwirkung, also durch nochmaliges Überdrücken ei nes der beiden Elemente (1, 2) über die Verriegelungspo sition hinaus, der Führungsstift (5) über die genannte dritte geometrische Begrenzung (12) bewegt wird und so mit die noch teilweise durch die Feder (7) vorhandene Spannung erneut freigesetzt wird, und damit der Füh rungsstift (5) zwangsläufig in den Teil (13) der Füh rungsnut (4) geführt wird, welcher für das Zurückführen des Führungsstiftes (5) in die Ausgangsposition (8) ver antwortlich ist,
- - der Führungsstift (5) in die Ausgangspositi on (8) durch Abbau der Federspannung (6) zwischen dem ersten und dem zweiten Element (1, 2) und/oder durch Ein wirkung des Eigengewichtes des ersten oder des zweiten Elementes (1, 2) bewegt wird,
- - der vollständige Abbau der durch die genann te Feder (7) erzeugten Spannung durch ein Anschlagele ment (14) verhindert wird, und
- - sich der Führungsstift (5) immer relativ zur Führungsnut (4) bewegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß das erste Element (1) eine Sichtblen
de mit einem integrierten Ablagefach oder mit einem Auf
nahmeteil für Behältnisse, beispielsweise Aschenbecher,
Abfallbehälter, ist.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Element (2)
ein Gehäuse oder Rahmen ist.
4. Vorrichtung nach Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das erste Element (1) und das zwei
te Element (2) mittels einer Konturführung nach dem Nut- und
Federprinzip beidseitig beweglich zueinander gela
gert sind, vorzugsweise mittels einer radienförmigen
Konturführung.
5. Vorrichtung nach Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das dritte Element (3) eine Kulisse
(15) mit integrierter Führungsnut (4) ist, vorzugsweise
eine im ersten Element (1) drehbar gelagerte Kulisse
(15)
6. Vorrichtung nach Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Führungsstift (5) mit dem zwei
ten Element (2) starr verbunden ist.
7. Vorrichtung nach Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Federspannung (6) zwischen dem
ersten Element (1) und dem zweiten Element (2) mittels
wenigstens einer Kraftquelle, beispielsweise eine Dreh
feder, Zug-/Druckfeder, Pneumatik- oder Hydraulik-An
trieb, erfolgt.
8. Vorrichtung nach Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Feder (7) eine Schenkelfeder
ist.
9. Vorrichtung nach Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der Querschnitt durch den Führungs
stift (5) die Form eines Rechteckes, Quadrates, Kreises
oder Dreieckes hat, wobei bevorzugt ist, daß der Teil
des Führungsstiftes (5), welcher mit der dritten geome
trischen Begrenzung (12) in der Verriegelungsposition in
Kontakt kommt, scharfkantig, insbesondere minimal abge
rundet, ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach Ansprüche 1 bis 9, da
durch gekennzeichnet, daß der Teil der dritten geome
trischen Begrenzung (12), welcher in der Verriegelungs
position mit dem Führungsstift (5) in Kontakt kommt, der
Kontur des jeweiligen Führungsstiftes (5) angepaßt ist.
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