DE19935119A1 - Vorrichtung zum Öffnen und Verschließen eines Verschlußelementes - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Öffnen und Verschließen eines Verschlußelementes, insbesondere einer Schublade, Tür oder Klappe, mit einem Auslöseelement und einer Antriebseinheit, wobei die Antriebseinheit mindestens eine Feder, bestehend aus einem Formgedächtnismetall, umfaßt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Öffnen und Verschließen eines Ver­ schlußelementes, insbesondere einer Schublade, Tür oder Klappe, mit einem Aus­ löseelement und einer Antriebseinheit.

Derartige Vorrichtungen dienen dazu, das Öffnen und gegebenenfalls vollständige Verschließen von Schubladen, Türen oder Klappen und beliebigen anderen Ver­ schlußelementen zu ermöglichen, die beispielsweise aus ästhetischen Gründen keinen Griff aufweisen. Hierbei ergibt sich das Problem, daß ein Öffnen derartiger Verschlußelemente beispielsweise durch seitliche Betätigung der Front oder eines anderen zugänglichen Teils des Verschlußelementes unpraktisch ist und insbeson­ dere das Öffnen gegen einen Widerstand erheblich erschwert ist.

Es sind grundsätzlich Beschläge zum Öffnen von Schubladen bekannt, die dadurch betätigt werden, daß die Schublade um eine vorgegebene Wegstrecke eingedrückt wird und anschließend durch einen Federmechanismus ausgefahren wird (sog. Touch-Latch-Beschläge). Bei derartigen Beschlägen ist es nachteilig, daß zum ei­ nen stets ein Abstand zwischen Schublade und Korpus vorzusehen ist, um die Ein­ schiebebewegung zu ermöglichen und zum anderen zum Einschieben der Schub­ lade ein erhöhter Widerstand zum Spannen des Federmechanismus aufgebracht werden muß. Ein dichtes Aufliegen des Verschlußelementes im eingefahrenen Zu­ stand auf dem Korpus ist somit unmöglich, was nicht nur aus ästhetischen Gründen unerwünscht ist, sondern beispielsweise das staubdichte Abschließen des Ver­ schlußelementes auf dem Korpus unmöglich macht. Ferner erfordert die Betätigung einer derartigen Vorrichtung stets einen Kraftaufwand zum Überwinden des Feder­ widerstandes, was deren Bedienung entsprechend aufwendig gestaltet.

Aus der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 198 21 014.0 ist nun bereits eine Vorrichtung zum Öffnen eines Verschlußelementes bekannt, bei der das Verschlußelement durch die Antriebseinheit bewegbar ist und wobei das Verschlußelement das Auslöseelement aufweist. Das Auslöseelement ist hier der­ art ausgeführt, daß bei dessen Berührung ein Signal auslösbar ist, durch das die Antriebseinheit mittelbar oder unmittelbar ansteuerbar ist. Diese Lösung hat den Vorteil, daß die Berührung des Auslöseelementes, das beispielsweise an der Frontblende einer Schublade angeordnet sein kann, ausreicht, um das Öffnen des Verschlußelementes zu bewirken. Im Gegensatz zu den vorbekannten Touch- Latch-Beschlägen ist somit ein Kraftaufwand zum Öffnen des Verschlußelementes nicht mehr erforderlich, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn das Ver­ schlußelement geöffnet werden soll und der Bediener keine Hand frei hat, um die bei vorbekannten Beschlägen notwendige Einschubbewegung durchzuführen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt nun darin, die vorbekannte gattungs­ gemäße Vorrichtung mit einem möglichst einfach aufgebauten und platzsparenden Antriebsmechanismus zum Öffnen und Verschließen des Verschlußelementes zu versehen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe ausgehend von einer gattungsgemäßen Vor­ richtung zum Öffnen oder Schließen eines Verschlußelementes durch die Kombi­ nation mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Demnach weist die Antriebseinheit mindestens eine Feder bestehend aus einem Formge­ dächtnismetall auf. Derartige Formgedächtnismetalle gehören zu den sogenannten "intelligenten Werkstoffen". Sie besitzen die Fähigkeit, bei Erwärmung (ab ca. 80° Celsius) selbständig ihre Ursprungsform einzunehmen und dabei Kräfte bis zu 100 N/mm² zu erzeugen. Während der Abkühlphase wird das Material zäh-weich und entwickelt keine Rückstellkräfte, läßt sich also verformen. Eine Feder aus die­ sem Formgedächtnismetall (Shape-Memory-Alloy) kann sich bei Erwärmung durch Anlegen einer Niedervolt-Spannung ausdehnen, und somit eine kraftvolle Linear­ bewegung zum Öffnen des Verschlußelementes ausführen. Ohne Bestromung kühlt die Feder ab und wird leicht verformbar, so daß das Verschlußelement wieder verschlossen werden kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den sich an den Hauptanspruch anschließenden Unteransprüchen.

Nach einer ersten vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht die An­ triebseinheit aus einer korpusfesten Schiene, auf der ein Schieber verfahrbar ange­ ordnet ist, wobei der Schieber von der mindestens einen Feder aus vom Gedächt­ nismetall gegen die Kraft einer Zugfeder entlang der Schiene verfahrbar ist. Mit dem Schieber ist das Verschlußelement vorteilhaft über einen Mitnehmer koppel­ bar. Bei dieser Ausführungsform kann das Verschlußelement über seinen Mitneh­ mer durch die entsprechende Beaufschlagung des Schiebers, der entlang der Schiene verfahrbar ist, hin- und herbewegbar sein.

Besonders vorteilhaft nimmt der Schieber an seinem vorderen Ende schwenkbar ein Hakenelement auf, auf dem auf gegenüberliegenden Seiten Vorsprünge ausge­ bildet sind. Einer der Vorsprünge begrenzt derart eine Vertiefung, daß der Mitneh­ mer des Verschlußelementes eingreifen kann. Der andere Vorsprung des Ha­ kenelementes ist unter Freigabe des Mitnehmers für den Verschluß mit der Schiene verhakbar. Aufgrund dieser bevorzugten Ausführungsform kann während des Aus­ dehnens der Feder aus Formgedächtnismetall das Verschlußelement über seinen Mitnehmer bis zu einer gewünschten Endposition mitgenommen werden. Soll das Verschlußelement nunmehr händisch weiter ausgezogen werden, erteilt der Mit­ nehmer des Verschlußelementes dem schwenkbar angeordneten Hakenelement eine Drehbewegung derart, daß einerseits der die Vertiefung zur Aufnahme des Mitnehmers begrenzende Hakenvorsprung in eine Freigabeposition verschwenkt wird und der gegenüberliegende Hakenvorsprung mit der Schiene verhakt, so daß der Schieber in der ausgezogenen Position verrastet ist. Durch händisches Ein­ schieben des Verschlußelementes kann der Mitnehmer des Verschlußelementes wieder mit dem schwenkbaren Hakenelement in Kontakt gebracht werden, so daß dieses wieder in seine Ausgangsposition verschwenkt wird, in der einerseits der Mitnehmer des Verschlußelementes in einer Vertiefung aufgenommen wird und durch den Hakenvorsprung begrenzt wird und in der der gegenüberliegende Ha­ kenvorsprung nicht mehr mit der Schiene verrastet ist. Sobald bei diesem Zustand die Feder aus Formgedächtnismetall nicht mehr erwärmt ist, kann das Verschluße­ lement durch die entsprechende Zugfeder wieder eingezogen werden.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Auslöseele­ ment ein Berührungskontakt, der am Korpus oder am Verschlußelement angeord­ net ist und über den eine vorbestimmte Zeitspanne Niedervolt-Spannung an das Formgedächtnismetall anlegbar ist. Somit kann durch einfaches Berühren das Ver­ schlußelement in eine Öffnungsposition gebracht werden, in der es zumindest teil­ weise geöffnet ist, so daß es einfach ergriffen werden kann.

Besonders vorteilhaft ist das Auslöseelement am Korpus vorgesehen, wobei die Verkabelung für die Stromversorgung nur dann korpusseitig vorzusehen ist. Eine derartige Verkabelung kann beispielsweise über einen Klebestreifen mit mehreren Leiterbahnen auf der Korpusseite, auf den die Bauteile aufgeschraubt werden, vor­ gesehen werden. Somit muß jeder Korpus nur an eine Niederspannungsstromver­ sorgung angeschlossen werden (beispielsweise eine 24-Volt-Stromversorgung). Eine weitere Verkabelung ist hier nicht notwendig.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich dadurch, daß durch eine Kurzschlußleitung eine Auszugssperre realisiert werden kann. Hier kann beim Öffnen eines Auszugs eine Elektronik überprüfen, ob die Leitung bereits kurz­ geschlossen ist. Falls dies der Fall sein sollte, fährt das Verschlußelement nicht aus. Falls die Leitung nicht kurzgeschlossen ist, kann das Verschlußelement aus­ gefahren werden und die Leitung kann kurzgeschlossen werden. In dieser Kurz­ schlußleitung kann erfindungsgemäß ein Schalter oder ein Schloß eingebaut sein, mit dem, soweit hier entsprechende Verschaltungen vorgesehen sind, die gesamte Küche verschlossen werden kann.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine perspektivische Ansicht eines Teils der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Öffnen und zum Verschließen eines Verschluße­ lementes,

Fig. 2: eine Seitenansicht des Elementes gemäß Fig. 1,

Fig. 3: eine Draufsicht auf das Element gemäß Fig. 1 sowie eine Vorder­ ansicht und

Fig. 4-6: Schnittdarstellungen gemäß der Linie A-A gemäß der Fig. 1 in un­ terschiedlichen Arbeitspositionen.

In Fig. 1 ist eine Antriebseinheit 10 zum Öffnen und Verschließen eines Ver­ schlußelementes, insbesondere einer Schublade, Tür oder Klappe dargestellt, die im wesentlichen aus einer Schiene 12 besteht, die zwei seitliche hochgezogene Wandungen aufweist, in der zwei Führungsnuten 18 und 20 angeordnet sind. Die Schiene weist Sockel 22 und 24 auf, in denen jeweils Schraublöcher zur Aufnahme von hier nicht näher dargestellten Befestigungsschrauben vorgesehen sind. Über diese Sockel 22 und 24 kann die Schiene im Korpus festgelegt werden. Entlang des Korpus ist ein Schieber 26 verfahrbar, der, wie sich insbesondere aus dem Schnitt gemäß Fig. 4 ergibt, mehrteilig aufgebaut ist. Er besteht zum einen aus ei­ nem Ring 28, der die Schiene 12 umschließt, und einem innerhalb der Schiene verlaufenden Teil 30, wobei dieses Teil entsprechende Vorsprünge aufweist, die in den Nuten 18 und 20 der Seitenwände 14 und 16 geführt sind. Auf den Schieber 26 wirken einerseits eine Zugfeder 32, die im Inneren der Schiene angeordnet ist und versucht, den Schieber in der gemäß Fig. 4 dargestellten Position zu halten. Wei­ terhin wirkt eine spiralförmige Feder 34, die sich an einem Absatz 36 der Schiene 12 abstützt, gegen den äußeren Ring 28 des Schiebers 26. Diese Feder 34 besteht aus einem Formgedächtnismetall, einem sogenannten Shape-Memory-Alloy, das bei Erwärmung ab ca. 80°Celsius seine Ursprungsform einnimmt und dabei Kräfte bis zu 200 N/mm² erzeugt. Diese Kraft reicht aus, um der Zugkraft der Zugfeder 32 entgegenzuwirken und den Schieber 26 in die in Fig. 5 dargestellte Position zu verfahren. Das Erwärmen der Feder aus Formgedächtnismetall 34 erfolgt über das Anlegen einer Niedervolt-Spannung, beispielsweise von 24 Volt. Die Stromzufüh­ rung ist aus Vereinfachungsgründen in der Zeichnung nicht dargestellt. Ohne Stromversorgung kühlt die Feder 34 wieder ab und wird leicht verformbar. Im küh­ len Zustand wird also der Schieber 26 aufgrund der Kraft der Zugfeder 32 wieder in die Position gemäß Fig. 4 bewegt.

Die Linearbewegung des Schlittens 26 wird über einen Mitnehmer 38 auf eine Ver­ schlußelement, beispielsweise eine Schublade, an der der Mitnehmer 38 in hier nicht näher dargestellter Art und Weise angeordnet ist, übertragen. Der Mitnehmer 38 greift in eine Ausnehmung 40 ein, die in einem Hakenelement 42 verwirklicht ist. Das Hakenelement 42 ist, wie aus den Fig. 4, 5 und 6 deutlich wird, über einen Schwenkbolzen 44 mit dem inneren Teil 30 des Schiebers 26 schwenkbar verbun­ den. Das Hakenelement 42 weist zwei Vorsprünge 46 und 48 auf. Der Vorsprung 46 begrenzt einseitig die Aufnahmeöffnung 40, in welcher der Mitnehmer 38 ein­ greift. Durch entsprechendes Verschwenken des Hakenelementes 42, wie dies bei­ spielsweise in Fig. 6 dargestellt ist, kann der Mitnehmer 38 aus der Vertiefung 40 freigegeben werden. In dieser Position greift der Vorsprung 48 über die Unterkante der Schiene 12, wobei hier eine Rast (hier nicht näher dargestellt) derart vorgese­ hen ist, daß der verschwenkbare Haken 42 in dieser Position verrastet. In derjeni­ gen Position, in der das Hakenelement 42 über die Vertiefung 40 den Mitnehmer 38 des hier nicht dargestellten Verschlußelementes festlegt, verläuft der Vorsprung 48 innerhalb der Schiene 12, wie aus den Fig. 4 und 5 deutlich wird. Die gegenüberlie­ gende Seite des Vorsprungs 46 des Hakenelementes 42 wird von einem Anschlag 50 gebildet. Gegen diesen Anschlag 50 kann der Mitnehmer 38 gedrückt werden, um den Haken 42 aus seiner Verrastposition gemäß Fig. 6 wieder in die Verfahrpo­ sition, in der der Mitnehmer 38 auch in der Vertiefung 40 festgelegt wird, zu ver­ schwenken. Die vordere Seite des Hakenelementes 42 ist, wie in den Fig. 4-6 dar­ gestellt, mittels einer schrägen Kante 52 abgeschrägt.

Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Öffnen und Ver­ schließen eines Verschlußelementes, beispielsweise einer Schublade, entspre­ chend dem hier vorgestellten Ausführungsbeispiel, kann wie folgt wiedergegeben werden. Durch Berührung eines am Korpus (hier nicht näher dargestellt) ausgelö­ sten Kontaktes wird die Feder 34 aus dem Formgedächtnismetall über eine vorge­ gebene Zeitspanne mit Strom niedriger Spannung versorgt. Hierdurch dehnt sich die Feder 34 aus Formgedächtnismetall aus und verschiebt den Schlitten 26 aus der in Fig. 4 dargestellten Position so weit, bis die in Fig. 5 dargestellte Position eingenommen wird. Zusammen mit dem Schlitten 26 wird der in der Ausnehmung 40 eingreifende Mitnehmer 38 und das mit diesem verbundene Verschlußelement (hier nicht dargestellt) verschoben. Gleichzeitig mit diesem Ausfahrvorgang, der innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne auslösbar ist, wird die Zugfeder 32 ge­ spannt. Diese hat später die Aufgabe, die Schublade wieder in die geschlossene Stellung zurückzuziehen.

Wie in Fig. 5 dargestellt, steht das Verschlußelement über den Mitnehmer 38 noch weiter im Eingriff mit der Auszugsmechanik. Durch weiteres händisches Ausziehen wird über den Mitnehmer 38 das Hakenelement 42 über das vordere Ende der Schiene 12 herausgezogen. Durch Anlage des Mitnehmers 38 an dem Vorsprung 46 des Hakenelementes 42 wird dieses um die Schwenkwelle 44 nach unten ver­ schwenkt, d. h. in eine Position, die in der Fig. 6 dargestellt ist. Hierdurch wird der Mitnehmer 38 freigegeben, so daß das Verschlußelement mitsamt dem Mitnehmer unabhängig von jeglicher Fremdkraft händisch weiter geöffnet werden kann. Das gemäß Fig. 6 nach unten verschwenkte Hakenelement 42 ist verrastet und hält mittels des Rastvorsprunges 48 den Schieber 26 entgegen der Kraft der Zugfeder 32 in der ausgezogenen Position gemäß Fig. 6. In der Zwischenzeit hat die Feder 34 aus dem Formgedächtnismetall ihre Spannung verloren, da sie wieder auf Raumtemperatur abgekühlt ist.

Wird nun das Verschlußelement wieder geschlossen, so fährt der Mitnehmer 38 gegen den Anschlag 50 und schwenkt das Hakenelement 42 aus der Verrastpositi­ on gemäß Fig. 6 wieder in die Ausgangsposition, die ebenfalls durch eine Rast ge­ sichert sein kann (vgl. Fig. 5 und 4). In dieser Position wird der Mitnehmer 38 wie­ der in der Ausnehmung 40 aufgenommen. Insgesamt wird nun der Schieber 26 zu­ sammen mit dem Hakenelement 42 und dem Mitnehmer 38 aufgrund der Kraft der Zugfeder 32 in die Stellung gemäß Fig. 4 zurückgezogen. Über den Mitnehmer 38 wird nun auch das Verschlußelement wieder in Schließposition bewegt.

Wurde das Verschlußelement nach dem automatischen Ausfahren (vgl. Fig. 5) nicht weiter händisch ausgezogen, zieht nach Erkalten der Feder 34 aus dem Ge­ dächtnismetall die Zugfeder das noch in der Ausfahrmechanik eingerastete Schub­ ladenelement wieder ein. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise vermieden, daß Ver­ schlußelemente, wie beispielsweise Schubladen, auf Dauer halboffen stehen, wenn sie vom Benutzer nicht vollständig geöffnet worden sind.

Die Ausfahrgeschwindigkeit der Verschlußelemente kann über die Stromstärke ein­ gestellt werden.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Öffnen und Verschließen eines Verschlußelementes, insbe­ sondere einer Schublade, Tür oder Klappe, mit einem Auslöseelement und ei­ ner Antriebseinheit, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit mindestens eine Feder bestehend aus einem Form­ gedächtnismetall umfaßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsein­ heit eine korpusfeste Schiene aufweist, auf der ein Schieber verfahrbar ange­ ordnet ist, wobei der Schieber von der mindestens einen Feder aus dem Formgedächtnismetall gegen die Kraft einer Zugfeder entlang der Schiene verfahrbar ist und daß das Verschlußelement mit dem Schieber koppelbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber an seinem vorderen Ende schwenkbar ein Hakenelement aufnimmt, das auf sich gegenüberliegenden Seiten Vorsprünge aufweist, wobei einer der Vorsprünge eine Vertiefung begrenzt, in die ein Mitnehmer des Verschlußelementes ein­ greifen kann, und daß der andere Vorsprung des Hakenelementes unter Frei­ gabe des Mitnehmers der Schiene verhakbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslöseelement ein Berührungskontakt ist, der am Korpus oder am Ver­ schlußelement angeordnet ist, und über den für eine vorbestimmte Zeitspanne eine Niedervolt-Spannung an das Formgedächtnismetall anlegbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslöseelement am Korpus angeordnet ist und daß die Verkabelung für die Stromversorgung korpusseitig vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß über eine Kurzschlußleitung mit einem Schalter oder Schloß die Stromversor­ gung kurzzuschließen ist.