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Die
Erfindung betrifft eine Klemmvorrichtung zum Halten von Gegenständen
in einer Aufnahme, die eine Grundfläche und eine der Grundfläche
gegenüberliegende Einführöffnung aufweist,
mit einem schwenkbar gelagerten Ausgleichselement, das in Richtung
auf den zu haltenden Gegenstand vorgespannt ist und ohne eingeführten
Gegenstand in die Einführöffnung hineinragt. Eine
solche Klemmvorrichtung dient insbesondere zum Halten von Getränkebehältern
wie Dosen, Tassen oder anderen Trinkbehältern und wird
auch als Cupholder bezeichnet.
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Cupholder
weisen eine Einführöffnung und eine in Einführrichtung
dahinter angeordnete Grundfläche auf, auf der der Gegenstand
abgestellt werden kann. Diese Grundfläche kann geschlossen
ausgebildet sein, alternative Begrenzungen und Auflagereinrichtungen
sind möglich. Zwischen der Einführöffnung
und der Grundfläche oder dem Auflager kann eine umlaufende
Wand angeordnet sein, es besteht auch die Möglichkeit,
dass keine Umfassung des Aufnahmeraumes zwischen der Einführöffnung
und dem Auflager vorhanden ist.
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Die
EP 1,671,841 A1 beschreibt
eine Klemmvorrichtung zum Halten von Gegenständen, insbesondere
Gefäßen für Getränke, mit einer
Aufnahme, die einen von einer Grundfläche in Richtung auf
den zu klemmenden Gegenstand hervorstehenden Deformationsabschnitt
aus einem elastischen Kunststoff aufweist, der einen Kontaktbereich
mit dem einzuklemmenden Gegenstand aufweist. Über diesen
Kontaktbereich ist es möglich, den zu klemmenden Gegenstand
mit einer Haltekraft zu beaufschlagen, so dass der in der Aufnahme
eingestellte Gegenstand sicher gehalten wird. Über den
Kontaktbereich werden Größenunterschiede der einzuführenden
Gegenstände ausgeglichen.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Haltevorrichtung bereitzustellen,
mit der eine maximale Klemmhöhe eingehalten und ein Verkeilen taillierter
Gegenstände in der Klemmvorrichtung vermieden wird.
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Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe durch eine Klemmvorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruches
gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung
und den Figuren aufgeführt.
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Die
erfindungsgemäße Klemmvorrichtung zum Halten von
Gegenständen in einer Aufnahme, die eine Grundfläche
und eine der Grundfläche gegenüberliegende Einführöffnung
aufweist, mit einem schwenkbar gelagerten Ausgleichselement, das
in Richtung auf den zu haltenden Gegenstand vorgespannt und ohne
eingeführten Gegenstand in die Einführöffnung
hineinragt, sieht vor, dass das Ausgleichselement um zwei winklig
zueinander orientierte Achsen schwenkbar gelagert ist. Durch die
beiden winklig zueinander orientierten Achsen ist es möglich, dass
das Ausgleichselement beim Einführen eines Gegenstandes
seitlich aus der Einführöffnung herausschwenken
und gleichzeitig in Einführrichtung nach unten wegschwenken
kann, um dann wieder möglichst weit nach oben zurückzuschwenken.
Dadurch wird erreicht, dass eine maximale Klemmhöhe, also
diejenige Höhe, die zwischen der Anlagefläche des
Ausgleichselementes und der Grundfläche der Aufnahme vorhanden
ist, erreicht wird. Je größer der Abstand zwischen
der Aufstellfläche und der seitlichen Gefäßhalterung
ist, desto sicherer wird der eingeführte Gegenstand gehalten,
so dass eine stabile Fixierung des Gegenstandes in der Aufnahme
und der Klemmvorrichtung gewährleistet ist. Darüber
hinaus wird ein Verkeilen von taillierten Gefäßen
ausgeschlossen.
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Bevorzugt
ist das Ausgleichselement um beide Achsen federbelastet gelagert, so
dass eine definierte Rückstellkraft auf das Ausgleichselement
ausgeübt wird und das Ausgleichselement die Tendenz hat,
in die Ausgangsposition zurückzukehren. Die Ausgangsposition
ist diejenige Position, die das Ausgleichselement einnimmt, wenn
kein Gegenstand eingeführt ist. Durch die Federbelastung
ist es möglich, über das Ausgleichselement den
Gegenstand sowohl gegen die Begrenzung der Einführöffnung
zu drücken als auch ein Zurückschwenken des Ausgleichselementes
entgegen der Einführrichtung zu bewirken.
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Es
kann vorgesehen sein, dass eine erste Achse vertikal oder als Alternative
horizontal orientiert ist, während eine zweite Achse schräg
dazu geneigt angeordnet ist. Grundsätzlich ist es auch
möglich, die erste Achse vertikal oder horizontal zu orientieren,
während die zweite Achse senkrecht dazu orientiert ist,
so dass durch die Überlagerung der Schwenkbewegungen gewährleistet
wird, dass das Ausgleichselement sowohl aus der Einführöffnung herausschwenkt
als auch in Einführrichtung nach unten schwenkbar gelagert
ist.
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In
einer Variante der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Achsen
einander nicht schneiden, also dass die Lagerung aufgelöst
ist. Dadurch kann eine Anpassung der Lagersituation des Ausgleichselementes
erfolgen. Durch die Auflösung der Lagersituation durch
die einander nicht schneidenden Achsen kann eine Anpassung an die
Einbausituation des Ausgleichselementes oder der gesamten Klemmvorrichtung
leichter vorgenommen werden.
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Das
Ausgleichselement kann eine trichterförmige Ausnehmung
als Aufnahme für einen Lagerzapfen aufweisen, wodurch es
möglich ist, dass das Ausgleichselement um den Lagerzapfen
rotieren und gleichzeitig verschwenken kann, so dass mehrere rotatorische
Freiheitsgrade durch diese Lagerung gewährleistet sind.
Die Kippbewegung wird nur durch den Öffnungswinkel des
Trichters imitiert.
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Eine
alternative Lagerungsmöglichkeit besteht darin, dass das
Ausgleichselement an einem Kardangelenk gelagert ist, wodurch sich
eine kompakte und zuverlässige Lagerung des Ausgleichselementes
verwirklichen lässt. Die Achsen der kardanischen Lagerung
können sich schneiden. Neben einer rechtwinkligen Orientierung
der Achsen zueinander können die beiden Achsen sich auch
in einem spitzen Winkel schneiden, so dass neben einer Verschwenkung
nach außen auch eine Verschwenkung nach unten realisiert
werden kann.
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Das
Ausgleichselement kann in einer Kulissenführung gelagert
sein, um sicherzustellen, dass beim Einstellen von Gegenständen
das Ausgleichselement nicht nur in die Einführrichtung
heruntergedrückt wird, sondern zwangsläufig gleichzeitig
auch zur Seite verschwenkt wird.
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Das
Ausgleichselement kann an einem Rahmen gelagert sein, in dem die
Einführöffnung ausgebildet ist. Dadurch ist es
möglich, eine kompakte und modulare Ausgestaltung der Klemmvorrichtung
auszubilden. Der Rahmen kann verschieblich oder verschwenkbar gelagert
sein, ebenfalls ist es möglich, dass die Grundfläche
an dem Rahmen gelagert ist und beim Ausschwenken in die Aufnahmeposition herausgefahren
oder herausgeschwenkt wird.
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Das
Ausgleichselement kann unterhalb der Einführöffnung
gelagert sein, also in Einführrichtung des Gegenstandes
unterhalb der Einführöffnung, vorzugsweise an
einem Rahmen, so dass der Rahmen oder die Begrenzung der Einführöffnung
einen Anschlag für das Ausgleichselement bildet, so dass die
Ausgangsstellung stets erreicht wird.
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren
näher erläutert. Es zeigen:
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1 verschiedene
Phasen des Einführens und Herausnehmens eines Gegenstandes
in eine Klemmvorrichtung in verschiedenen Ansich ten;
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2 eine schematische Darstellung der Klemmvorrichtung
mit einem vertikalen Lagerzapfen;
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3 eine Variante der 2 mit
einem im Wesentlichen horizontalen Lagerzapfen;
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4 eine
Variante der Erfindung mit einer kardanischen Lagerung;
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5 – zwei Darstellungen eines
Klemmelementes mit kardanischer Lagerung; sowie
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6 – Detailansichten der 5 in unterschiedlichen Stellungen.
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In
der 1 ist in den Darstellungen A bis D der Verlauf
des Einführens und Herausnehmens eines Gegenstandes 10 in
eine Einführöffnung 25 einer Klemmvorrichtung
dargestellt. Der Gegenstand 10, beispielsweise eine Getränkedose,
ein Becher oder dergleichen, wird in eine Einführöffnung 25 eingeführt,
die in einem Rahmen 5 ausgebildet ist. Dieser Rahmen 5 umgibt
die Einführöffnung 25 vollständig. In
der mittleren Ansicht der Darstellung A, also in der Seitenansicht,
ist zu erkennen, dass ein an dem Rahmen 5 gelagertes Ausgleichselement 20 in
Einführrichtung, die durch den Pfeil dargestellt ist, unterhalb des
Rahmens gelagert ist. Das Ausgleichselement 20 ragt, wie
in der unteren Ansicht in Draufsicht gezeigt ist, in die Einführöffnung 25 hinein,
wenn der Gegenstand 10 noch nicht eingeführt ist.
Das Ausgleichselement 20 ist um zwei Achsen 30, 40 verschwenkbar
gelagert. Diese Achsen 30, 40 sind in der oberen,
perspektivischen Ansicht zu erkennen. Das Ausgleichselement 20 ist
um beide Achsen 30, 40, die senkrecht zueinander
orientiert sind, über je ein Federelement vorgespannt,
so dass es bei einem nicht eingeführten Gegenstand 10 in
die in der Darstellung A gezeigte Ausgangsposition zurückkehrt. Der Anschlag
für das Ausgleichselement 20 um die horizontale
Achse 40 wird durch den Rahmen 5 gebildet, der
zweite Anschlag kann an dem Rahmen 5 oder in der Lagersituation
der Achsen 30, 40 ausgebildet sein.
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Wird
der Gegenstand 10 in die Einführöffnung 25 eingeführt,
schwenkt das Ausgleichselement 20 sowohl nach unten als
auch zur Seite aus der Einführöffnung 25 heraus,
was in der unteren Ansicht der Darstellung B gezeigt ist. Das Ausgleichselement 20 bewegt
sich also während des Einführens des Gegenstandes 10 in
die Einführöffnung um beide Achsen 30, 40.
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Ist
der Gegenstand 10 vollständig in die Aufnahme,
die sich zwischen der Einführöffnung 20 und einer
nicht dargestellten Grundfläche eines Auflagers befindet,
eingeführt, schwenkt das Ausgleichselement 20 um
die horizontale Achse 40 herum zurück in die Ebene
des Rahmens 5. Weiterhin drückt das Ausgleichselement 20 aufgrund
der Federvorspannung und der Auslenkung um die vertikale Achse 30 seitlich
auf den Gegenstand 10 und hält diesen fest in
der Einführöffnung 25, indem das Ausgleichselement 20 den
Gegenstand 10 an den Rahmen 5 drückt.
Die Rückschwenkbewegung des Ausgleichselementes 20 ist
in der mittleren Ansicht der Darstellung C gezeigt, die um die Achse 30 herausgeschwenkte
Position des Ausgleichselementes 20 ist in Draufsicht in
der unteren Ansicht gezeigt.
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Wird
der Gegenstand 10 der Klemmvorrichtung entnommen, was in
der Darstellung D dargestellt ist, schwenkt das Ausgleichselement 20 um
die vertikale Achse 30 zurück in die Ausgangsposition.
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Das
Ausgleichselement 20 ist vorrangig um die vertikale Achse 30 schwenkbar
gelagert und zusätzlich dazu um die zweite, schräg
zu der ersten Achse 30 stehende Achse 40. Das
Verschwenken um die vertikale Achse 30 bewirkt die Klemmung
des Gefäßes 10 innerhalb der Einführöffnung 25 und dient
der Anpassung der Anlage des Ausgleichselementes 20 an
den Gegenstand. Durch die schwenkbare Lagerung um die zweite Achse 40 kann
das Ausgleichselement 20 beim Einstellen des Gefäßes 10 oder
des Gegenstandes seitlich und nach unten wegschwenken, um dann wieder
federbelastet nach oben in die waagerechte Schwenkebene zurückzuspringen.
Dadurch wird immer die maximale Klemmhöhe eingehalten und
ein Verkeilen von taillierten Gegenständen ist ausgeschlossen.
Sobald sich das Ausgleichselement 20 ausreichend weit neben
dem eingeführten Gegenstand 10 befindet, gleitet
es durch die rückstellende Wirkung der um die zweite Achse 40 wirkenden
Feder an der Außenwand des Gegenstandes 10 nach
oben in die um die vertikale Achse 30 ausgelenkte Ausgangsstellung
zurück. In dieser Stellung, also in einer im Wesentlichen
horizontal orientierten Stellung des Ausgleichselementes 20,
wird eine optimale Klemmwirkung des Ausgleichselementes 20 erreicht,
so dass neben einer Vermeidung eines Verkeilens taillierter Gegenstände
auch eine optimale Klemmwirkung erreicht wird.
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In
der 2 sind in den Darstellungen A
bis C verschiedene Zustände der Klemmvorrichtung gezeigt.
In der 2a ist die Ausgangsposition
gezeigt. Das Ausgleichselement 20 ist schematisch als Balken
dargestellt, es kann aber auch gebogen ausgebildet sein, wie es
in der 1 dargestellt ist. Alternative Ausgestaltungsformen
des Ausgleichselementes 20 selbst sind möglich.
Die Einführöffnung 25 ist schematisch
angedeutet. Das Ausgleichselement 20 ist um einen Lagerzapfen 32 gelagert,
dessen Längserstreckung gleichzeitig auch die erste Schwenkachse
ausbildet. Innerhalb des Ausgleichselementes 20 ist eine
trichterförmige Ausnehmung 22 ausgebildet, die
als Langloch ausgeführt ist und eine Breite aufweist, die
im Wesentlichen dem Durchmesser des Lagerzapfens 32 entspricht.
Durch diese Ausgestaltung des Ausgleichselementes 20 ist
es möglich, dass das Ausgleichselement 20 einerseits
eine Drehbewegung um die Achse entlang der Längserstreckung
des Lagerzapfens 32 und andererseits eine Kippbewegung
entlang der Längserstreckung der trichterförmigen,
schmalen Ausnehmung 22 ausführt. Dadurch sind
zwei rotatorische Freiheitsgrade der Lagerung des Ausgleichselementes 20 gegeben.
Der Schwenkwinkel um die Schwenkachse entlang der Längserstreckung
des Lagerzapfens 32 wird durch eine Kulissenführung 60 begrenzt,
der Schwenkwinkel um die schräg dazu angeordnete Schwenkachse durch
die Grenzen der Ausnehmung 22.
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In
der 2b ist der Zustand des beginnenden Einführens
eines Gegenstandes gezeigt. Das Ausgleichselement 20 ist
zunächst entlang der Ausnehmung 22 nach unten
verschwenkt. Aufgrund der Verschwenkung nach unten der gleichzeitigen
Lagerung eines Leitzapfens 26 an einer Kulissenführung 60 folgt
eine zwangsweise geführte Verschwenkbewegung des Ausgleichselements 20 um
die Achse der Längserstreckung des Lagerzapfens 32 aus
der Einführöffnung 25 heraus. Die Kulissenführung 60 ist vorgesehen,
damit beim Einstellen von Gegenständen 10 das
Ausgleichselement 20 nicht nur heruntergedrückt
wird, sondern zwangsläufig auch aus der Einführöffnung 25 herausgeschwenkt
wird. Nach dem Herausschwenken und Herunterschwenken des Ausgleichselementes 20 kehrt
dies aufgrund einer Federvorspannung über ein Federelement,
das nicht dargestellt ist, in die horizontale Position zurück,
die in der 2c gezeigt ist. Das Ausgleichselement 20 ist
weiterhin aus der Einführöffnung 25 herausgeschwenkt.
Eine Zwangskopplung über die Kulissenführung 60 ist
aufgrund der Rückschwenkbewegung um die zweite Schwenkachse
nicht mehr notwendig. Wird der nicht dargestellte Gegenstand aus
der Einführöffnung 25 entfernt, schwenkt
das Ausgleichselement 20 um die Schwenkachse parallel zur
Längserstreckung des Lagerzapfens 32 zurück
und nimmt die Ausgangsstellung gemäß 2a wieder
ein.
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Eine
Variante der Erfindung ist in den 3a bis 3c dargestellt,
in denen die Abläufe gemäß 2 entsprechend dargestellt sind. Statt
einer im Wesentlichen vertikalen Orientierung der ersten Schwenkachse
parallel zur Längserstreckung des Lagerzapfens 32 ist
in der 3 eine im wesentlichen horizontale
Anordnung des Lagerzapfens 32 und damit auch der ersten
Schwenkachse dargestellt. Der Lagerzapfen 32 liegt somit
in der Ebene des Rahmens 5 oder parallel dazu. Die trichterförmige
Ausnehmung 22 entspricht der trichterförmigen Ausnehmung 22 in
den 2a bis 2c. Der
maximale Verschwenkwinkel aus der Einführöffnung 25 heraus
wird durch den Öffnungswinkel der trichterförmigen
Ausnehmung 22 festgelegt, der Zapfen 26 gleitet
auf einer Kulissenführung 60 zwangsweise beim
Einführen und Herunterschwenken des Ausgleichselementes
in Einführrichtung entlang und bewirkt eine Herausschwenkbewegung
des Ausgleichselementes 20 aus der Einführöffnung.
Die klemmende Endposition des Ausgleichselementes 20 ist
in der 3c gezeigt, in der das Ausgleichselement 20 um die
Schwenkachse parallel zur Längserstreckung des Lagerzapfens 32 zurück
in die im Wesentlichen horizontale Orientierung zurückgeschwenkt
wird und über ein nicht dargestelltes Federelement in Richtung
auf den nicht dargestellten Gegenstand belastet wird. Nach dem Entnehmen
des Gegenstandes nimmt das Ausgleichselement 20 die Position
gemäß 3a an.
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Eine
weitere Variante der Erfindung ist in der 4 dargestellt,
in der das Ausgleichselement 20 über ein Kardangelenk 50 mit
zwei sich kreuzenden Schwenkachsen 30, 40 gelagert
ist. Die erste Schwenkachse 30 verläuft im Wesentlichen
vertikal, die zweite Schwenkachse 40 kreuzt die erste Schwenkachse 30 in
einem schrägen Winkel. Um die erste Achse 30,
die vertikal orientiert ist, erfolgt das seitliche Herausschwenken
des Ausgleichselementes 20 aus der Einführöffnung 25.
Um die zweite Schwenkachse 40 erfolgt das seitliche nach
unten Wegschwenken. Durch die Schrägstellung wird eine kombinierte
Bewegung des nach unten Schwenkens und es seitlichen Wegschwenkens
erreicht. Das Kardangelenk 50 kann einen Anschlag aufweisen,
der nur einseitige Bewegungen zulässt, um eine seitliche Schwenkbewegung
aus der Einführöffnung 25 heraus am Kardangelenk
zu erzwingen. Eine Vorzugsrichtung der Verschwenkbewegung kann über
Federvorspannungen eingestellt werden.
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In
der 5 sind zwei Darstellungen eines Klemmelementes 20 mit
einer kardanischen Lagerung gezeigt. Die 5a zeigt
die Einzelteile einer Lagerung mit einem Klemmelement 20,
das schwenkbar um eine schräg gestellte Achse 40 gelagert
ist. Die Achse 40 ist an einem Kardangelegenk 50 ausgebildet,
das eine zweite, im Wesentlichen vertikal orientierte Schwenkachse 30 aufweist.
Die Schwenkachsen 30, 40 schneiden sich nicht
im Lagerelement und sind im dargestellten Ausführungsbeispiel
so ausgebildet, dass die Achsen 30, 40 schiefwinklig
zueinander stehen. In einem Lagergehäuse 51, das
einen Zapfen 53 zur Aufnahme des Kardangelenks 50 aufweist,
ist das Kardangelenk 50 zusammen mit dem Klemmelement 20 schwenkbar gelagert.
Eine Rückstellfeder 55 ist vorgesehen, die als
Schenkelfeder ausgebildet ist und eine Rückstellbewegung
sowohl um die vertikale Schwenkachse 30 als auch um die
schräg dazu orientierten zweiten Schwenkachse 40 bereitstellt.
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In
der 5b ist die kardanische Lagerung 50 zusammen
mit dem Klemmelement 20 im montierten Zustand gezeigt.
Die Feder 55 ist so ausgebildet und montiert, dass das
Klemmelement 20 in der dargestellten Ausgangsposition gehalten
wird. Eine Rückstellkraft wird so aufgebaut, dass in der
Orientierung der 5b eine Widerstandskraft gegen
ein Herausschwenken des Klemmelementes 20 entgegen dem
Uhrzeigersinn bereitgestellt wird. Darüber hinaus kann
eine Verschwenkung um die zweite Schwenkachse 40 nur gegen
einen Federwiderstand erfolgen.
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In
der 6 sind unterschiedliche Stellungen
des Klemmelementes 20 während der unterschiedlichen
Phasen des Einführens eines Gegenstandes gezeigt. In der 6a ist
der Ausschnitt gemäß 5b gezeigt.
Das Klemmelement 20 befindet sich in der Ausgangsstellung
und ragt zumindest teilweise in die nicht dargestellte Einführöffnung
hinein. Die Feder 55 hält das Klemmelement 20 in
der Ausgangsposition. Das Gehäuse 51 kann an dem
Rahmen oder einem Karosserieelement befestigt sein.
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In
der 6b ist die Stellung des Klemmelementes 20 während
des Einstellens eines Gegenstandes dargestellt. Das Klemmelement 20 ist
schräg nach unten um die Achse 40 herum ausgelenkt,
eine Verschwenkung des Kardange lenks um die Schwenkachse 30 in
Uhrzeigerrichtung kann nicht erfolgen, da an dem Kardangelenk 50 ein
Anschlag 52 ausgebildet ist, der eine solche Drehbewegung verhindert.
In der 6c ist in der gestrichelten
Linie die Position des Kardangelenks 50 ohne Anschlag 55 gezeigt.
Das Kardangelenk 50 und der Anschlag 52 würden
ohne eine Bewegungsbegrenzung durch das Gehäuse 51 in
Uhrzeigersinn weiter verdreht werden, so dass sich das Klemmelement 20 ausschließlich
vertikal nach unten bewegen würde, da sich das Kardangelenk 50 seitlich
dazu synchron verdrehen würde.
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In
der 6d ist die Position gezeigt, die das Klemmelement 20 nach
dem Einstellen eines Gegenstandes und dem Zurückschwenken
des Klemmelements 20 nach oben einnimmt. Das Kardangelenk 50 ist
entgegen dem Uhrzeigersinn um die vertikale Schwenkachse 30 verdreht,
die Feder 55, die aus Gründen der Übersichtlichkeit
nicht dargestellt ist, bewegt das Klemmelement 20 nach
oben in die Ausgangsstellung und drückt es gegen den einzuklemmenden
Gegenstand. Das Klemmelement 20 wird durch den nicht dargestellten
Gegenstand weit genug nach außen aus der Einführöffnung
heraus bewegt, so dass eine freie Bewegung nach oben möglich
ist. Das Klemmelement 20 bewegt sich zurück in die
klemmende Ausgangsstellung, so dass eine maximale Klemmhöhe
gewährleistet ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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