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Hebel-Feder-Kombination
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zum Gewichtsausgleich Die Erfindung betrifft eine Hebel-Feder-Kombination
zum Gewichtsausgleich von an einem Hebel angelenkten Türen, Klappen, Fachböden u.
dgl., in deren einer End lage zumindest annähernd das maximale, durch das Gewicbt
bedingte auf den Hebel ausgeübte Drehmoment auszugleichen
ist, wogegen
in der anderen E Endlage nur' ein kleiner Teil oder kein Drehmomentanteil aufzunehmen
ist und im Übergangsbereich zwischen den beiden Endlagen das Drehmoment sich stetig
ändert.
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Gewichtsausgleichsfederanordnungen sind in vielfältigen Variationen
bekannt. Sie wer@en im Möbelbau vor alle eingesetzt, um ein leichtes Betätigen dadurch
zu ermöglichen, daß ein anzuhebendes oder abzusenkendes Möbelteil, wie eine Tür,
eine Klappe, ein Boden o. dgl. dadurch für den Benutzer nahezu gewichtslos erscheinen
zu lassen, indem eine weder auf den Beschlag einwirkt, der die Hier, die Klappe
oder den Fachboden trägt. Es Lst dazu bekannt, Druckfedern oder insbesondere Zugfedern
zu verwenden, die an einem hebel angreifen, der auf das das auszuschwenkende Möbelteil
tragende Gestänge einwirkt. Dnbei ist die Hebel geometrie so auszubilden, daß der
Verlauf des auftretenden, belastenden Drehmomentes durch einen analogen Verlauf
des von der Feder erzeugten Drehmomentes etwa kompensiert wird, wobei in rlen Endlagen
häufig eine Überkompensation erwünscht ist, um die Für, die Klappe oder den Boden
in der Endlage zuverlässig zu halten, ohne daß zusätzliche itastglieder erforderlich
sind. Um den gewünschten Drehmomentverlauf zu erzielen, ist es bekannt, derartige,
an einem Ende an einem Festpunkt angreifende Federn an einom Hebelsystem angreifen
zu lassen, um die mit der Federliinge sict linear ändernde Federkraft in einen gewünschten
Verlauf
des erzeugten Federdrehmomentes umzusetzen. Es ist auct
bekannt, Zugfedern über ein Zugglied und eine Kurvens@@eibe wirken zu lassen, wobei
der jeweils wirksame Radius der Kurvenscheibe auf das jeweils gewünschte Drehmoment
abgestellt ist. Alle diese bekannten Anordnungen sind jedoch häufig recht aufwendig
und erfordern im allgemeinen bei der Verwendung von Zugfedern einen relativ großen
Raum. Gerade bei Möbeln wird jedoch angestrebt, den Nutzraum möglichst groß zu halten
und es ist unerwünscht, wenn ein Teil des Nutzraumes für die Federanordnung zur
Verfügung gestellt werden muß.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hebel-Feder-Kombination
zu schaffen, die bei nicht zu grolSein Raumbedarf den gewünschten Drehmomentveriauf
bei sicheren Endlagen der Klappe ud dg. erzeugt.
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Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der vorliegenden Erfindung bei eillex
Anordnung der eingangs genannten Art dadurch, daß die gewichtsausgleichsfeder an
einem Kni ehebelpaar angreift, dessen eines Hebelende mit dem die für, die Elappe
oder den Boden o. dgl. tragenden Hebel gelenkig verbunden ist.
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Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Hebel-Feder-Gewichtsausgleichssystemes
liegt darin, daß eine relativ kurze Gewichtsausgleichsfeder verwendet werden kann,
da das Kniehebelpaar ein günstiges Uberset;zllnhTsverhältnis liefert.
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Durch die lJahl der längen der beiden das ELniehebelpaar bildenden
Hebel sowie durch die Wahl des ortes des Anlenkpunktes des einen Hebels des iniehebelpaares
an dem die Tür oder Klappe tragenden Hebel bzw. durch die Wahl der Verbindung zwischen
dem einen Hebel des Kniehebelpaares und der Welle, urn die der Schwerpunkt von Tür
oder Klappe schwenkbar ist, läßt sich der gewünschte Drehmomentverlauf erzielen.
Dabei kann in vorteilhafter Weise die leder sowohl als Druck- als auch als Zugfeder
ausgebildet sein. Sie ist, je nach Ausbildung als Zug- oder als Druckfeder, auf
der einen oder der anderen Seite des Kniegelenkes angreifend angeordnet.
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Auch braucht die Feder nicht übermäßig stark zu sein, weil dafür gesorgt
werden kann, daß zur Erzeugung des maximalen Drehmomentes sich der Kniehebel seiner
Strecklage nähert, in der er eine große Ubersetzung liefert.
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Auch dies kommt dem geringen itaumbedarf der Gesamtanordnung zugute.
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Um den Verlauf des Drehmomentes in Abhüngigkeit von der Schwenkbewegung
bzw. Hubbewegung der Tür oder der Klappe zusätzlich beeinflussen zu können, ist
es möglich, die Achse, um die das andere Ende des Kniehebelpaares schwenkbar ist,
verschiebbar oder bewegbar anzuordnen. Im allgemeinen genügt es jedoch, diese Achse
standfest anzubringen, wodurch sich der Aufbau der Anordnung vereinfacht.
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Auch ist es möglich und bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen,
den einen hebel des Kniehebelpaares über seine Achse hinaus zu verlängern und eine
Zugfeder an der Verlängerung angreifen zu lassen. Dies hat den Vorteil, daß eine
raumsparende Anwendung der als Gewichtsausgleichsfeder dienenden Zugfeder möglich
ist.
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Die Gewiciitsausgleichsfeder kann ferner an dem Kniegelenk angreifen,
sie kann auch an einem der beiden das Kniehebelpaar bildenden Hebel angreifen. Durch
Variation des
Angriffspunktes kann ebenfalls das maximale Moment,
das mit einer gegebenen Anordnung erzielbar ist, etwas variiert werden.
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Das Kiehebelpaar kann unmittelbar an dem die Tür oder Klappe tragenden
Hebel angelenkt sein. Bei einer Ausführungsform ist hierzu ein Zwischenhebel vorgesehen,
der eine gelenkige Verbindung zwischen den beiden Hebeln bildet.
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Eine besonders bevorzugte, weil in ihrem Aufbau einfache Anordnung
ergibt sich gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung dann, wenn das eine
Ende des Kniehebelpaares mit einem Hebelarm gelenkig verbunden ist, der seinerseits
drehstarr mit dem die Tür, die Klappe oder dgl. tragenden Hebel verbunden ist.
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Die Gewichtsausgleichsfeder kann auf dem Kniehebel auch dessen Gelenke
auf Verkantung beanspruchende Kräfte ausüben. Um diese Kräfte möglichst klein zu
halten oder völlig auszuschalten und dadurch die Gelenke zu entlasten, ist bei einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung das Kniegelenk an einem Schiebestück angebracht,
das auf einem Führungsdorn verschiebbar gelagert ist, der seinerseits um die Achse
des Hebelarmes schwenkbar ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die beiden
Hebel des Kniehebelpaares gleich lang.
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Das eine Ende dei Gewichtsausgleichsfeder ist an dem Kniehebelpaar
bzw. bevorzugt an dem Schiebestück des Kniegelenkes angebracht. Das andere Ende
der Gewichtsausgleichsfeder greift dagegen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung an einem gesteuert bewegbaren Teil an. Durch diese Bewegbarkeit des
anderen Endes der Gewichtsausgleichsfeder kann die Längenänderung der Gewichtsausgleichsfeder
als Funktion des Bewegungsverlaufes und damit die erzeugte Kraft und das daraus
resultierende Drehmoment in seinem Verlauf zusätzlich beeinflußt werden. Auf diese
Weise läßt sich die erfindungsgemäße Hebel-Feder-Kombination in sehr vielfältiger
Weise variieren und den verschiedensten Anforderungen anpassen. Bei einer bevorzugten
Ausgestaltung dieser Ausführungsfoim greift das andere Ende der Gewichtsausgleichsfeder
an dem Ende des Führungsdornes an und es ist dieser Angriffspunkt in Dornlängsrichtung
einstellbar. Diese Ausführungsform ist konstruktiv besonders einfach und läßt sich
preiswert in robuster Ausführung herstellen.
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Bei eirser anderen Ausfiihrungsform der Erfindung, bei der der Hebel
des Kniehebelpaares, an dem die Zugfeder angreift, über seirie Achse hinaus verlängert
ist und die Zugfeder ari dieser Velängerung angreift, ist durch Abwinkelung dieser
Verlingerung gegenüber der Hebellängsrichtung der Drehmomentverlauf beeinflußt.
Um in der geschlossenen Lage der Tür oder Klappe noch ein Restdrehmoment zu erzeugen,
ist an der Verlängerung eiiie seitlich vorstehende Rolle eingetragen, an der die
Zugfeder in dieser Endlage allliegt urid von der sie seitlich ausgeletikt wird.
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Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung stark schematisiert
und vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispieles in Zusammenhang mit den Ansprüchen.
Dabei ist die erfindungsgemäße Hebel-Feder-Kombination in Verbindung mit einem Oberschrank
einer Küche oder Schrankwand beschrieben und erlärtert.
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k i 3rCn:
Fig. 1 einen Querschnitt mit vertikaler
Schnittebene durch einer Oberschrauk mit in geschlossener Lage befindlicher Klappe
und erfindungsgemäßer Hebel-Feder-Kombination, Fig. 2 die Anordnung nach Fig. 1
bei offener Klappe, Fig. 3 eine Draufsicht auf den Beschlag in Richtung des Pfeiles
III der Fig. 2, Fig. 4 eine Draufsicht auf die obere Lenkerwelle mit der daran angreifenden
Gewichtsausgleichsfederanordnung in Richtung des Pfeiles IV der Fig. 2, Fig. 5 eine
Ansicht der Gewichtsausgleichsfederanordnung nach Fig. 4, jedoch bei geöffneter
Klappe.
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Fig. 6 eine Ansicht einer anderen Ausführungsform der Gewichtsausgleichsfederanordnung
bei geschlossener Klappe, und Fig. 7 die Anordnung nach Fig. 6 bei geöffneter Klappe.
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Ein Oberschrank 1 aus Rückwand 2, Decke 3 und Boden 4 ist frontseitig
durch eine Klappe 5 verschließbar, die in geschlossener Lage an den Stirnseiten
von Seitenwändeii 6 sowie Decke 3 und Boden 4 anliegt oder etwa anliegt.
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An der Klappe 5 sind, etwa in halber Höhe, im großen Abstaiid voneinander
zwei Lagerbiigel 8 fluchtend zueinander befestigt, in denen eine Welle 7 drehbar
und gegen axiales Verschieben gesichert gelagert ist. Der Abstand der
Lagerbügel
voneinander beträgt vorzugsweise etwas weniger als die lichte Breite eines schmale
Oberschrankes 1. Etwa in halber Länge der Welle 7 ist an dieser ein Abschnitt 9
radial abstehend starr befestigt, beispielsweise durch Schweißung, der vorzugsweise
aus einem Vierkantstahl besteht und in ein Vierkantstahlrohr 10 eingeschoben ist,
in dem er mittels einer Querschraube 11 fixierbar ist. Der Abschnitt 9 und das Vierkantstahlrohr
10, die mittels der Querschraube 11 starr miteinander verbunden sind, bilden einen
Lenker, al dessen der Welle 7 gegenüberliegenden Ende eine obere Welle 12 starr
befestigt ist, beispielsweise durch Aiischweißen des Endes des Vierkantstahlrohres
10 an der oberen Welle 12. Die obere Welle 12 ist mittels zweier Lagerbügel 13 an
der Decke 3 im geringen Abstand von der haontseitenebene des Oberschrankes 1 an
diesem drehbar gelagert. Die Lenkeranordnung aus den Wellen 7 und 12 sowie dem Abschnitt
9 und dem Vierkantstahlrohr 10 bildet eine in sich biege-und torsionssteife Einheit.
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Die Welle 12 ist gegenüber der Welle 7 auf einer Seite etwas verlängert
und es ist auf der Welle eine Rolle 14 drehbar gelagert. In der gleichen Ebeite
wie die Rolle 14 ist an der Klappe 5 eine Führungsplatte 15 befestigt, die eine
zum Lot auf die Ebene der Klappe 5
gering geneigte Führungskante
16 und eine daran anschließende, zum Lot stärker geneigte Führungskante 17 aufweist.
Dabei schließt die Führungskante 16 an die innere Oberfläche der Klappe 5 an und
es schließt die Führungskante 17 an die Führungskante 16 an.
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Die Klappe 5 ist um die Achse der Welle 7 schwenkbar. Um diese 8chwenkbewegung
zu steuern ist im unteren Bereich an der Klappe 5 eine kurze Schiene 18 befestigt,
an deren unteren Ende ein kurzer Lenker 19 und an deren oberen Ende ein gegenüber
dem Lenker 19 längerer Lenker 20 angelenkt sind. Die beiden anderen beiden der Lenker
19 und 20 sind an einer Bchiene 21 angelenkt, wobei der Abstand der beiden Schwenkachsen
an der Schiene 18 voneinander kürzer ist als der Abstand der beiden Schwenkachsen
an der Schiene 21, der wiederum etwa gleich groß ist wie der Abstand der beiden
Achsen des kurzen Lenkers 19.
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Die Schiene 21 ist an einer Gleithülse 22 befestigt, die an einem
Stab 23 längsverschiebbar ist. Ler 8tab 23 ist in der Nähe der Frontseitenebene
des Oberschrankes 1 in diesem parallel zur Prontebene und senkrecht zur Achse der
oberen Welle 12 befestigt, vorzugsweise an der Decke 3 und dem Boden 4, sgf. aber
auch an einer Seitenwand 6, angebracht. Die Lenkeranordnung 18, 19, 20, 21 führt
die Klappe 5 hinsichtlich deren Schwenkbewegung um die
Achse der
Welle 7. Dabei ist die Klappe 5 in der geschlossenen Endlage in senkrechter Stellung
gehalten, wobei das Einlaufen in diese Endlage durch die Führungskanten 16 und 17
ggf. korrigiert wird, an denen die Rolle 14 abrollt. In der offenen Endlage steht
die Klappe gemäß der Darstellung von Fig. 2 etwas gegenüber der Horizontalen geneigt,
wobei das schrankseitige Ende tiefer ist als das dem Schrank abgewandte Ende mit
der Fuhrungsplatte 15. Die Viergelenkanordnung 18 bis 21 hält einerseits das untere
Ende der Klappe 5 in der geschlossenen Lage in Anlage an der Frontseite und hält
andererseits dieses Ende in der offenen, oberen Endlage im gewünschten geringen
Abstand hiervon.
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Die Klappe 5 ist zwar relativ zur Achse 7 nahezu im Gleichgewicht,
t so daß zum Verschweilkell um die Achse 7 nur eine gering@ Kraft erforderlich ist.
Es wird Jedoch der Klappenschwerpunkt bei dem Ausschwenken der Klappe um etwa die
Länge des Lenkers 9, 10 augehoben. Dieses inheben soll einerseits relativ leicht
für den Benutzer möglich sein und es soll andererseits die Klappe ohne zusätzliche
Rastung in der oberen und der unteren Lage verbleiben. Es ist daher erforderlich,
einen Gewichtaausgleich vorzusehen. Hierzu dient die nachfolgend beschriebene Bederanordnung.
Die Welle 12 ist zu diesem
Zweck an einem Ende verlängert und ea
ist an diesem Ende ein Hebelarm 24 an der oberen Welle radial abstehend starr befestigt.
Außerdem ist an der Welle 12 ein Führungsdorn 25 radial abstehend drehbar gelagert.
An dem Ende des Hebel armes 24 ist ein Hebel 26 einer Kniehebelanordnung 26, 27
angelenkt. Die beiden den Kniehebel bildenden Hebel 26 und 27 sind gemeinsam an
einem Schiebestück 28 um eine Knieachse 34 schwenkbar angelenkt, das auf dem Führungsdorn
25 längsverschiebbar ist. Das andere Ende des Hebels 27 ist in einem an der Decke
3 befestigten Lagerbügel 29 um eine Achse 33 dretibar gelagert.
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An dem freien Ende des Führungsdornes 25 ist ein Gewinde angebracht,
auf das eine Stellmutter 30 aufgeschraubt ist, die ein Quer8tück 31 in Längsrichtung
des Führungsdornes 25 verstellt, an dem Schraubenfedern 32 eingehängt sind, die
andererseits an dem Schiebestück 28 eingehängt sind.
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In der geschlossenen Lage der Klappe liegen cler Hebelarm 24, der
Pührungsdorn 25, der Kniehebel 26, 27 und der Lagerbügel 29 etwa in einer Ebene
und ungefähr parallel zur Decke 3. Wird nun die Klappe nach außen geschwenkt, so
verschwenkt der Hebelarm 24 zusammen mit der oberen Welle 12 um etwa 1000 nach unten.
Dadurch wird über die Kniehebel 26, 27 das Schiebestück 28 verschoben, wodurch die
Länge der Schraubenzugfedern 32 verändert wird. Das durch das Gewicht der Klappe
5 bedingte und auf die Qbtre Welle 12 übertragene Drehmoment
nimmt
während der Ausschwenkbewegung der Klappe 5 zu und erst gegen Ende der Ausschwenkbewegung
geringfügig ab. Das durch die Gewichtsausgleichsfedern 32 erzeugte und auf den Hebelarm
24 übertragene Gegenmoment wird durch die Kniehebel 26, 27 in seinem Verlauf entsprechend
angepaßt. Insgesamt ergibt sich dadurch ein Kraftverlauf, der die Klappe 5 einerseits
in den beiden Sldlagen hält und der andererseits im Zwischenbereich eine leichte,
wenig Bedienungskraft erfordernde Verstellung ergibt.
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Bei der in den Figuren 6 und 7 dargestellten anderen Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Hebel-Reder-Kombination sind unveränderte Teile mit derselben
Positionsnummer bezeichnet, wogegen die dieselbe Funktion erfüllenden, jedoch in
ihrer Gestaltung geänderten Teile mit einer um eine vorgesetzte Eins erweiterten
Bezugsziffer versehen sind.
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Ein Kniehebelpaar 126, 127 ist um eine gemeinsame Knieachse 134 schwenkbar.
Der Hebel 126 ist mit seinem anderen Ende an dem mit der Welle 12 starr verbundenen
Hebelarm 24 angelenkt. Der Hebel 127 des Kniehebelpaares 126, 127 ist um eine Achse
133 schwenkbar, die an einem Lagerbügel 129 angebracht ist, der seinerseits an der
Seitenwand 6 des Oberschrankes befestigt ist und der außerdem mit einem Anschlag
35 versehen ist, der die Schwenkbewegung des Hebels 127 bei der Ausschwenkbewegung
der Klappe 5 begrenzt.
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Der Hebel 127 ist über seine Achse 133 hinaus verlängert und es ist
der dadurch entstehende Hebelarm 36 gegenüber der Längsrichtung des Hebels 127 um
einen Winkel von etwa 200 bis 600 herausgebogen. An dem Ende des Hebelarmes 36 ist
eine Zugfeder 132 eingehängt, die um eine in der Nähe der Rückwand 2 im geringen
Abstand von der Decke 3 angebrachte Rolle 37 und von dort zu einem Einhängepunkt
38 geführt ist, der sich in der Nähe des frontseitigen Randes der Decke 3 befindet.
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An dem Hebelarm 36 ist eine seitlich vorstehende Rolle 39 angebracht,
an der die Zugfeder 132 gegen Ende der Einschwenkbewegung der Klappe 5 zur Anlage
kommt, um in diesem Endbereich der Einschwenkbewegung die Drehmomentkurve zu berichtigen.
Die Funktion der Anordnung dürfte sich aus den beiden Figuren 6 und 7 so deutlich
ergeben, daß sie keiner weiteren Erläuterung bedarf.
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Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel
beschränkt ist, sondern Abweichungen davon möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung
zu verlassen. Insbesondere können einzelne der Erfindungsmerkmale für sich oder
zu mehreren kombiniert Anwendung finden.