DE19753319A1

DE19753319A1 - Durch äußere Krafteinwirkung verriegelbare und entriegelbare Vorrichtung

Info

Publication number: DE19753319A1
Application number: DE19753319A
Authority: DE
Inventors: Norbert Johannes Eigler
Original assignee: Sarnatech Paulmann and Crone GmbH
Current assignee: Volkswagen AG; Key Plastics P&C Vermoegensverwaltungs GmbH
Priority date: 1996-12-02
Filing date: 1997-12-02
Publication date: 1998-07-23
Anticipated expiration: 2017-12-03
Also published as: DE19753319C2

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

Bezugszeichenliste

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

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.