DE19904124A1 - Hohlzylindrisches Bauteil - Google Patents

Abstract

Ein Getränkehalter setzt sich aus einem hohlzylindrischen oberen und unteren Abschnitt (2 bzw. 3) zusammen, die gegeneinander verdrehbar sind. Die beiden Abschnitte (2, 3) sind über eine Vielzahl stabförmiger Verbindungselemente (5) miteinander verbunden. Bei einer Verdrehung der beiden Abschnitte (2 und 3) gegeneinander werden die Stäbe (5) verkippt, wodurch sich die lichte Weite im Inneren der Abschnitte (2, 3) verringert. Auf diese Weise wird ein in den Getränkehalter eingestelltes Behältnis zuverlässig geklemmt.

Description

Die Erfindung betrifft ein hohlzylindrisches Bauteil.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine universell anwendbare, einfach aufgebaute Ein­ richtung bereitzustellen, mit der der Innenquerschnitt des hohlzylindrischen Bauteils verändert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 oder 2 gelöst.

Kerngedanke ist es dabei, durch Verdrehen eines Abschnitts des Bauteils oder eines in das Innere des Bauteils eingesetzten Ringes gegenüber dem feststehen­ den (Abschnitt des) Bauteil(s) einen innenliegenden Einsatz ebenfalls zu verdrehen, der sich hierdurch einschnürt und somit die lichte Weite des Bauteils verkleinert.

Der Einsatz ist gemäß Anspruch 3 "nach Art eines Strumpfes" ausgebildet, mit einer biegeschlaffen Wandung, die bevorzugt aus einem elastischen Material besteht. Bei Verwendung eines undurchlässigen Materials und abdichtender Anbindung des Einsatzes an das Bauteil bzw. den Ring ist das Bauteil für die Durchströmung mit flüssigen oder gasförmigen Medien geeignet. Damit bieten sich verschiedene Anwendungsmöglichkeiten an, wie näher unter Anspruch 11 beschrieben. Selbstverständlich muß der Einsatz (abweichend vom Wortlaut des Anspruchs 3) nicht einstückig und umlaufend sein, sondern kann auch von einer oder mehreren (beispielsweise von zwei einander gegenüberliegend angeordneten) Teilflächen eines Hohlzylinders gebildet werden.

In alternativer Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 4 wird der Einsatz von mehreren Verbindungselementen gebildet, die jeweils die Form eines Stabes, Flachstabes, Bandes etc. aufweisen. Hierdurch wird eine innenliegende Struktur geschaffen, die zwar nicht flüssigkeits- oder gasdicht ist, bei Verdrehung jedoch für feste Gegenstände die lichte Durchlaßweite des Bauteils reduziert. Somit können Gegenstände im Inneren des Hohlzylinders durch Klemmung gehalten werden. Diese Variante der Erfindung kann in vorteilhafter Weise für einen Getränkehalter gemäß Anspruch 7 verwendet werden.

Die Verbindungselemente gemäß Anspruch 4 können elastisch oder formsteif aus­ gebildet sein. Während bei elastischen Verbindungselementen die durch Verdre­ hung der Abschnitte des Bauteils bzw. des Ringes bewirkte Form- und Längenän­ derung vom Material selbst bewerkstelligt wird, ist gemäß Anspruch 5 bei form­ steifen Verbindungselementen zusätzlich eine gelenkige Anbindung sowie ein Län­ genausgleich erforderlich. Durch formsteife Verbindungselemente können gegebe­ nenfalls höhere Klemmkräfte erreicht werden, als dies bei elastischen Verbindungs­ elementen der Fall ist.

Anspruch 6 sieht eine fremdkrafterzeugende Stelleinheit vor. Durch die motorische Verstellung wird einerseits eine Erhöhung des Bedienkomforts erreicht, beispiels­ weise bei einem Getränkehalter. Andererseits ermöglicht die Stelleinheit eine Fern­ betätigung oder eine automatisierte Betätigung, so daß beispielsweise bei einem durchströmtem Rohr in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern über eine Steuerungs- oder Regelungseinheit eine selbsttätige Veränderung des Durch­ laßquerschnittes erzielbar ist.

Anspruch 7 beschreibt eine bevorzugte Anwendung der Erfindung. Bei bekannten Getränkehaltern wird der Getränkebehälter in einen Hohlzylinder eingestellt, an dessen Innenumfang Formschluß erzeugende, beispielsweise durch Federkraft vorgespannte Einrichtungen, vorhanden sind. Hierdurch wird eine vom Durchmes­ ser des Getränkebehälters abhängige Klemmkraft erzeugt, die den Getränkebe­ hälter mehr oder weniger sicher fixiert. Demgegenüber zeichnet sich der erfin­ dungsgemäße Getränkehalter durch eine durchmesserunabhängige, sichere Klemmwirkung aus. Da die Klemmkraft erst nach dem Einstellen des Getränkebe­ hälters aufgebracht wird, sind während des Einstellens des Getränkebehälters keinerlei radial wirkende Kräfte zu überwinden. Auch gestaltet sich die Entnahme des Behälters nach erfolgter Rückverlagerung des klemmenden Einsatzes in seine Ausgangslage besonders komfortabel. Die Verdrehung der beiden Abschnitte des Getränkebehälters zueinander bzw. die Verdrehung des Ringes kann durch Muskelkraft oder durch Fremdkraft erfolgen. Die Arretierung in der Klemmlage erfolgt beispielsweise durch einen Sperrklinkenmechanismus oder durch Selbsthemmung.

Bei der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 8 ist ein Bodenteil vorgesehen, dessen Belastung die Verdrehung des Einsatzes selbsttätig in Gang setzt. Umge­ kehrt wird durch die Entlastung des Bodenteils in der Anfangsphase der Entnahme des eingestellten Getränkebehälters der Einsatz wieder in seine Ausgangslage zu­ rück gedreht. Während bei bekannten Getränkehaltern während des Einstellvor­ ganges sowie bei der Entnahme des Getränkebehälters zum Teil beträchtliche Klemmkräfte zu überwinden sind, zeichnet sich der erfindungsgemäße Getränke­ halter infolge der selbsttätig erfolgenden Fixierung bzw. Freigabe des Getränkebe­ hälters durch einen besonders hohen Bedienkomfort aus. Außerdem stellt sich beim Benutzer, der den Getränkehalter "ohne Gebrauchsanweisung" automatisch richtig bedienen wird, aufgrund der selbsttätig erfolgenden Klemmung ein positiver Überraschungseffekt ein.

Zur Erzielung ausreichend hoher und konstanter Klemmkräfte ist gemäß Anspruch 9 eine Einrichtung vorgesehen, die bei Überschreitung eines vorgegebenen Drehmomentes selbsttätig die Stelleinheit abschaltet. Hierdurch wird unabhängig vom Durchmesser der eingestellten Getränkebehälter eine ausreichende Klemm­ kraft aufgebracht.

Anspruch 10 beschreibt eine mögliche Ausführungsform einer derartigen Einrich­ tung zur Abschaltung der Stelleinheit. Alternativ kann die Abschaltung der Stellein­ heit weggesteuert mit Überschreitung eines bestimmten Verdrehwinkels erfolgen. Eine weitere Möglichkeit liegt in der Begrenzung des Verdrehwinkels über die Stromaufnahme einer als Elektromotor ausgebildeten Stelleinheit, indem bei Über­ schreitung eines Maximalwertes für die Stromaufnahme, die einem bestimmten Drehmoment zugeordnet ist, die Stelleinheit abgeschaltet wird.

Wie bereits oben erwähnt, ist bei einem geschlossenwandigen Einsatz das erfin­ dungsgemäße hohlzylindrische Bauteil in besonderer Weise für ein gasförmiges oder flüssiges Strömungsmittel geeignet (Anspruch 11), mit dem Vorteil geringer Drosselverluste. Damit kann beispielsweise der Durchsatz durch eine Rohrleitung einer Heizungs- und Lüftungsanlage oder einer Klimaanlage eines Fahrzeuges re­ guliert werden. Eine weiteres Anwendungsgebiet ist z. B. die Veränderung des Querschnitts einer Ansaugleitung eines Verbrennungsmotors.

Mögliche Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Getränkehalters, mit einer elek­ tromotorischen Stelleinheit,

Fig. 2 eine Darstellung des Getränkehalters von Fig. 1 nach erfolgter Verdre­ hung, ohne Darstellung der Stelleinheit,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Wirkungsweise des erfindungsge­ mäßen Getränkehalters,

Fig. 4 schematische Schnittdarstellungen von Rohren für flüssige oder gas­ förmige Medien, mit einem Einsatz zur Erzeugung einer Querschnittsre­ duzierung,

Fig. 5 eine Einrichtung zur Abschaltung der Stelleinheit für den Getränkehalter von Fig. 1, in teilweiser Schnittdarstellung und

Fig. 6 einen teilweisen Vertikalschnitt im Bereich der Einrichtung von Fig. 5.

Ein Getränkehalter gemäß der Erfindung besteht im wesentlichen aus einem Hohlzylinder 1, der in einen oberen und einen unteren Abschnitt 2 bzw. 3 unterteilt ist. Im Inneren des Hohlzylinders 1 befindet sich ein Einsatz 4 aus einer Mehrzahl von Stäben 5, die mit ihrem oberen Ende am oberen Abschnitt 2 und mit ihrem un­ teren Ende am unteren Abschnitt 3 festgelegt sind. Die Stäbe 5 sind beim vorlie­ genden Ausführungsbeispiel äquidistant verteilt und beschreiben eine zylindrische Mantelfläche, wobei selbstverständlich ebenso eine ungleichmäßige Verteilung der Stäbe 5 möglich ist.

Der Getränkehalter ist beispielsweise versenkt in eine Mittelkonsole eines Kraft­ fahrzeuges eingesetzt. Während der obere Abschnitt 2 an der Mittelkonsole fest­ gelegt ist, ist der untere Abschnitt 3 gegenüber dem oberen Abschnitt 2 verdrehbar, wie durch den Pfeil 6 (Fig. 2) veranschaulicht. Die Verdrehung wird durch eine elektromotorische Stelleinheit 7 bewirkt, die über eine Abtriebswelle 8 mit endsei­ tiger Schnecke 9 eine Schneckenverzahnung 10 am Außenumfang des unteren Ab­ schnittes 3 antreibt. Die Schneckenverzahnung 10 bildet ein Schneckenrad, das in Verbindung mit der Schnecke 9 selbsthemmend ausgelegt ist.

Zur Verdeutlichung der Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Getränkehalters ist in Fig. 3 der Hohlzylinder 1 nicht dargestellt, so daß der Einsatz 4 mit seinen Stä­ ben 5 sichtbar ist, wobei diejenigen Stäbe 5, die gemäß den Fig. 1 und 2 vom Hohlzylinder 1 verdeckt werden, strichliert dargestellt sind.

Der Einsatz 4 weist im Ausgangszustand (obere Darstellung der Fig. 3) einen In­ nendurchmesser D auf. Bei Belastung (Pfeil 12) eines Bodenteils 11 am unteren Ende des Hohlzylinders 1 durch einen eingesetzten Getränkebehälter in Form einer Getränkedose 13 wird die Stelleinheit 7 so angesteuert, daß sie eine Verdrehung des unteren Abschnittes 3 bewirkt. Hierdurch werden die Stäbe 5 in ihre im unteren Teil der Fig. 3 dargestellte Schräglage gebracht, in der sie den Getränkebehälter 13 zuverlässig klemmen. In dieser Lage beschreiben die Stäbe 5 ein einschaliges Hyperboloid mit einer reduzierten inneren lichten Weite d. Die Stäbe 5 sind an ihren Enden gegenüber den Abschnitten 2 und 3 sphärisch beweglich gelagert sowie zusätzlich an einem der Abschnitte 2 oder 3 in Richtung ihrer Längserstreckung nicht fixiert (Längenausgleich). Bei Entlastung des Bodenteils 11 wird die Stellein­ heit 7 in umgekehrter Weise angesteuert, wodurch der Einsatz 4 in seine Aus­ gangslage zurückgedreht wird und den Getränkebehälter 13 freigibt.

In Fig. 4 sind beispielhaft zwei Möglichkeiten der Realisierung der Erfindung an einem flüssigkeits- oder gasführenden Rohr 1 veranschaulicht. Im linken Teil der Darstellung ist das Rohr 1 (analog der Ausführung des Getränkehalters nach den Fig. 1 bis 3) in zwei gegeneinander verdrehbare Abschnitte 2 und 3 unterteilt, die durch einen Einsatz 4 in Form eines geschlossenwandigen, schlauchförmigen Gebildes abdichtend miteinander verbunden sind. Gemäß der Darstellung im rechten Teil von Fig. 4 ist das Rohr 1 ein durchgehender, ungeteilter Hohlzylinder mit einem innenliegenden, konzentrischen Ring 30 kleineren Durchmessers, der durch eine schlitzförmige Öffnung 31 im Rohr 1 über einen nach außen ragenden Stift 32 verdreht werden kann. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel besteht der Einsatz 4 aus einem geschlossenwandigen, schlauchförmigen Gebilde.

In den Fig. 5 und 6 ist eine Einrichtung zur Abschaltung der Stelleinheit 7 bei Überschreitung einer vorgegebenen Klemmkraft dargestellt. Eine derartige Einrich­ tung kann beispielsweise für einen Getränkehalter gemäß den Fig. 1 bis 3 ein­ gesetzt werden. Abweichend von der Darstellung der Fig. 1 erfolgt der Antrieb des unteren Abschnittes 3 durch die Stelleinheit 7 jedoch mittelbar über einen Schaltring 20. In der Anfangsphase der Klemmung eines eingestellten Getränkebehälters 13 verdreht der von der Stelleinheit 7 angetriebene Schaltring 20 über eine Feder 21 den unteren Abschnitt 3 und damit die Stäbe 5 des Einsatzes 4. Nachdem sich die Stäbe 5 am Getränkebehälter 13 angelegt haben, kann die Stelleinheit 7 die Klemmkraft so lange erhöhen, bis die Klemmkraft die Federkraft der Feder 21 über­ steigt, wodurch sich der Schaltring 20 in Richtung des Pfeils 22 verdreht und einen Schaltkontakt 23 betätigt, der die Stelleinheit 7 abschaltet. Durch eine mechanische Arretierung beispielsweise in Form einer Sperrklinke oder durch eine selbsthemmend ausgelegte Stelleinheit 7 wird die Klemmkraft nach Abschaltung der Stelleinheit 7 aufrechterhalten.

Claims (11)

1. Hohlzylindrisches Bauteil, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (1) in zwei gegeneinander ver­ drehbare Abschnitte (2, 3) unterteilt ist, die über einem im Inneren des Bau­ teils (1) angeordneten Einsatz miteinander verbunden sind, der sich bei Ver­ drehung der Abschnitte (2, 3) so verformt oder verlagert, daß sich die lichte Weite des Bauteils (1) verringert.

2. Hohlzylindrisches Bauteil, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Bauteils (1) ein gegenüber dem Bauteil (1) verdrehbarer Ring (30) angeordnet ist, der mit der Innenseite des Bauteils (1) über einen Einsatz (4) verbunden ist, wobei sich der Einsatz (4) bei Verdrehung des Rings (30) so verformt oder verlagert, daß sich die lichte Weite des Bauteils (1) verringert.

3. Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (4) ein schlauchförmiges Gebilde ist, dessen Endbereiche ringförmig mit den Abschnitten (2, 3) bzw. mit dem Bauteil (1) und mit dem Ring (30) verbunden sind.

4. Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (4) von einer Mehrzahl langge­ streckter Verbindungselemente (5) gebildet wird, deren Endbereiche jeweils mit den Innenseiten der Abschnitte (2, 3) bzw. mit dem Bauteil und mit dem Ring verbunden sind.

5. Bauteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (5) formsteif sind und an ihren Endbereichen gelenkig mit den Abschnitten (2, 3) bzw. mit dem Bauteil (1) und mit dem Ring (30) verbunden sind, wobei an wenigstens einem Endbereich der Verbindungselemente (5) ein Längenausgleich gegenüber den Abschnitten (2, 3) bzw. dem Bauteil (1) oder dem Ring (30) erfolgt.

6. Bauteil nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine motorische Stelleinheit (7) zur Verdrehung der beiden Abschnitte (2, 3) gegeneinander bzw. zur Verdrehung des Rings (30) gegenüber dem Bauteil (1) vorgesehen ist.

7. Bauteil nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (1) eine vertikal ausgerichtete Längsachse (14) aufweist und zur Aufnahme eines Getränkebehälters (13) oder dergleichen ausgebildet ist.

8. Bauteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (1) ein Bodenteil (11) zum Aufset­ zen des Getränkebehälters (13) aufweist, das mit einer Schalteinrichtung zu­ sammenwirkt, die abhängig von der Gewichtsbeaufschlagung des Bodenteils (11) eine Stelleinheit (7) zur Verdrehung der beiden Abschnitte (2, 3) gegen­ einander bzw. zur Verdrehung des Rings (30) gegenüber dem Bauteil (1) an­ steuert.

9. Bauteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die bei Über­ schreitung eines vorgegebenen Drehmomentes die Stelleinheit (7) abschaltet.

10. Bauteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung ein von der Stelleinheit (7) an­ getriebenes Schaltelement (20) aufweist, das über eine Feder (21) einen Ab­ schnitt (2, 3) des Bauteils (1) bzw. das Bauteil (1) oder den Ring (30) verdreht, wobei sich bei Überschreitung der Federkraft der Feder (21) das Schaltele­ ment (21) relativ zum Abschnitt (2, 3) bzw. zum Bauteil (1) oder zum Ring (30) bewegt und hierdurch einen Schaltkontakt (23) betätigt, der die Stelleinheit (7) abschaltet.

11. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (1) als Rohr für ein gasförmiges oder flüssiges Strömungsmittel ausgebildet ist.