Die Erfindung betrifft eine Zugvorrichtung mit einer Zugfeder, die an einer Ablenk- oder Umlenkrolle zumindest bereichsweise umschlingend anliegt, eine kombinierte Verzögerungs- und Beschleunigungsvorrichtung mit einer derartigen Zugvorrichtung sowie ein Führungssystem mit einer solchen Verzögerungs- und Beschleunigungsvorrichtung.
Aus der
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Problemstellung zugrunde, eine Zugvorrichtung, eine kombinierte Verzögerungs- und Beschleunigungsvorrichtung mit einer derartigen Zugvorrichtung sowie ein Führungssystem mit einer Verzögerungs- und Beschleunigungsvorrichtung zu entwickeln, bei der ein Bruch der Feder weitgehend ausgeschlossen ist.
Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Dazu beträgt der Gesamthub der Zugfeder mindestens 50% ihrer Nennlänge. Die Zugfeder umfasst mindestens einen Bereich hoher Federsteifigkeit und mindestens einen Bereich niedriger Federsteifigkeit. Der Bereich hoher Federsteifigkeit liegt an der Ablenk- oder Umlenkrolle an. Außerdem ist im Bereich der hohen Federsteifigkeit der Quotient aus dem mittleren Ablenk- oder Umlenkradius und dem Differenzhub des äußeren und inneren Federbereichs pro Federwindung größer als 50.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung einer schematisch dargestellten Ausführungsform.
Die
Die kombinierte Verzögerungs- und Beschleunigungsvorrichtung (10) ist beispielsweise Teil eines Führungssystems, z.B. einer Schubladenführung eines Möbelstücks oder einer Schiebetüranordnung. In einem derartigen Führungssystem ist die kombinierte Verzögerungs- und Beschleunigungsvorrichtung (10) beispielsweise an dem Möbelstück befestigt, zu dem die Schublade relativ beweglich ist. An der Schublade ist dann ein Betätigungselement befestigt. Z.B. beim Schließen der Schublade kontaktiert in einem an die geschlossene Endlage der Schublade angrenzenden Teilhub das Betätigungselement das Mitnahmeelement (41) der Verzögerungs- und Beschleunigungsvorrichtung (10). Das Betätigungselement löst das Mitnahmeelement (41) aus der kraft- und/oder formschlüssig gesicherten Parkposition (1) und führt es in der Einfahrhubrichtung (5) entlang einer Führungseinrichtung (21) in die Endposition (2). Dabei wird die Hubbewegung der Schublade relativ zum Möbelstück mittels der Verzögerungsvorrichtung (31) verzögert. Beispielsweise gleichzeitig mit dem Lösen des Mitnahmeelements (41) aus der Parkposition (1) wird die Beschleunigungsvorrichtung (51) aktiviert, die die Schublade entgegen der Wirkung der Verzögerungsvorrichtung (31) in die z.B. geschlossene Endlage zieht. Die Verzögerungs- und Beschleunigungsvorrichtung (10) bleibt hierbei beispielsweise bis zum Erreichen der geschlossenen Endlage der Schublade im Eingriff mit dem Betätigungselement der Schublade. Selbstverständlich kann eine derartige Verzögerungs- und Beschleunigungsvorrichtung (10) auch beim Öffnen der Schublade zum Verzögern und Beschleunigen der Schubladenbewegung vor dem Erreichen der geöffneten Endlage erreicht werden.
Es ist auch denkbar, das Betätigungselement am Möbelstück zu befestigen und die kombinierte Verzögerungs- und Beschleunigungsvorrichtung (10) an der Schublade anzuordnen.
Die Verzögerungs- und Beschleunigungsvorrichtung (10) umfasst ein Gehäuse (11), in dem die Verzögerungsvorrichtung (31), die Beschleunigungsvorrichtung (51), die Führungseinrichtung (21) und das Mitnahmeelement (41) angeordnet sind.
Das Gehäuse (11) hat beispielsweise drei Durchgangsbohrungen (12). In diesen kann das Gehäuse (11) mittels Befestigungsmitteln z.B. am Möbelstück befestigt werden.
Die Verzögerungsvorrichtung (31) umfasst eine Zylinder-Kolbeneinheit (32), von der in den
Der Hub des Kolbens und der Kolbenstange (34) beträgt z.B. 110 Millimeter. Auf dem Kolbenstangenkopf (37) ist das Mitnahmeelement (41) schwenkbar gelagert. Die Schwenkachse liegt in der Darstellung der
Das Mitnahmeelement (41) ist beispielsweise mittels zweier Führungsbolzen (42, 43) in der Führungseinrichtung (21) geführt. Letztere umfasst zwei einander gegenüber im Gehäuse (11) angeordnete Führungsschienen (22), von denen im Längsschnitt nur eine dargestellt ist. Das Mitnahmeelement (41) ragt mit zwei Anlageschultern (44, 45) unterschiedlicher Höhe aus dem Gehäuse (11) heraus. Hierbei ist die vom Zylinder (33) abgewandte Anlageschulter (44) höher als die dem Zylinder (33) zugewandte Anlageschulter (45). Diese beiden Anlageschultern (45, 45) begrenzen eine Mitnahmeausnehmung (46).
Die beiden Führungsschienen (22) umfassen jeweils einen geraden (23) und einen an diesen in Richtung des Zylinders (33) angrenzenden gebogenen Abschnitt (24). Letzterer ist in den Darstellungen der
An seiner der Mitnahmeausnehmung (46) abgewandten Seite hat das Mitnahmeelement (41) eine Federaufnahme (47). Diese umfasst beispielsweise eine u-förmige Ausnehmung, in die eine Zugfeder (53) eingelegt ist. Das andere Ende der Zugfeder (53) liegt in einer ähnlich gestalteten Federaufnahme (13), die im Gehäuse (11) - in den
Die hier dargestellte Zugfeder (53) hat eine Nennlänge - dies ist die Länge zwischen den Anlageverdickungen (54, 55) - von z.B. 199 Millimetern. Ihr Gesamthub beträgt beispielsweise 125 Millimeter, das sind etwa 63 % der Nennlänge. In der Darstellung der
Die Zugfeder (53) hat in diesem Ausführungsbeispiel einen konstanten Drahtdurchmesser von z.B. 0,85 Millimetern. Sie ist einteilig und umfasst beispielsweise zwei Bereiche (56, 57) unterschiedlichen Wicklungsdurchmessers. Ein erster Bereich (56) - dieser Bereich (56) grenzt an den mitnehmerseitigen Aufnahmebereich der Feder (53) an - hat beispielsweise einen Außendurchmesser von 3,8 Millimetern. Seine Länge im ungespannten Zustand beträgt z.B. 61 % der Nennlänge. Mit diesem Bereich (56) liegt die Zugfeder (53) um eine Umlenkvorrichtung (71). Die Umlenkvorrichtung ist in diesem Ausführungsbeispiel eine z.B. drehbar im Gehäuse (11) gelagerte Umlenkrolle (71). Sie kann aber auch feststehend sein. Auch eine Ausbildung als Ablenkvorrichtung oder Ablenkrolle, z.B. bei einem Ablenkwinkel von 15 Grad oder 90 Grad, ist denkbar. In allen diesen Fällen verläuft die Feder (53) nicht tangential zur Ablenk- oder Umlenkvorrichtung (71), sondern umschlingt diese zumindest bereichsweise. Der Umschlingungswinkel der Feder (53) um die Umlenkrolle (71) beträgt in dem in den
Die Umlenkrolle (71), vgl. die
Der zweite Bereich (57) der Zugfeder (53), dieser Bereich (57) hat beispielsweise einen Außendurchmesser von 6,6 Millimetern, grenzt mit einem Übergangsbereich (61) an den ersten Bereich (56) an. Der zweite Bereich (57) verbindet den ersten Bereich (56) mit dem gehäuseseitigen Aufnahmebereich der Zugfeder (53). Die Länge des ungespannten zweiten Bereiches (57) beträgt im Ausführungsbeispiel etwa 29 % der Nennlänge der Feder (53). Der erste Bereich (56) ist damit mehr als doppelt so lang wie der zweite Bereich (57). Der Durchmesser des zweiten Bereichs (57) ist größer als das 1,5-fache des Durchmessers des ersten Bereichs (56).
Die Federsteifigkeit des ersten Bereichs (56) beträgt im Ausführungsbeispiel 0,17 Newton pro Millimeter. Die Federsteifigkeit des zweiten Bereiches (57) beträgt weniger als ein Drittel dieses Wertes, z.B. 0,05 Newton pro Millimeter. Der Kehrwert der Gesamtsteifigkeit der Zugfeder (53) ist bei dieser Hintereinanderschaltung der Federbereiche (56, 57) die Summe der Kehrwerte der einzelnen Federsteifigkeiten. Die Zugfeder (53) kann auch mehr als zwei Bereiche unterschiedlicher Federsteifigkeiten aufweisen.
Nach der Montage der kombinierten Verzögerungs- und Beschleunigungsvorrichtung (10) in ein Führungssystem steht beispielsweise bei einer geöffneten Schublade das Mitnahmeelement (41) in der in der
In der gespannten Zugfeder (53) ist der erste Bereich (56), der Bereich (56) hoher Federsteifigkeit, z.B. um 14 % der Nennlänge der Zugfeder (53) gelängt. Der Bereich (57) niedriger Federsteifigkeit ist beispielsweise um 49 % der Nennlänge der Feder (53) gelängt. Der gelängte Bereich (57) niedriger Federsteifigkeit ist so angeordnet, dass er die Umlenkrolle (71) nicht berührt. Der Hub der Zugfeder (53) kann so zwischen den beiden Teilhüben aufgeteilt sein, dass der maximale Teilhub des Bereichs (56) hoher Federsteifigkeit 30 % des Gesamthubs der Zugfeder (53) nicht überschreitet.
Wird die Schublade geschlossen, kontaktiert das Betätigungselement die Anlageschulter (44) des Mitnahmeelements (41) und zieht das Mitnahmeelement (41) aus der Parkposition (1) heraus. Das Mitnahmeelement (41) wird entlang der Führungseinrichtung (21) von der in der
Mit dem Beginn der Hubbewegung wirkt die Beschleunigungsvorrichtung (51) als Zugvorrichtung (51) auf das Mitnahmeelement (41). Die Zugfeder (53) zieht sich zusammen und zieht das Mitnahmeelement (41) in Richtung der Endposition (2). Der Energiespeicher (53) wird entladen. Das Mitnahmeelement (41) - und damit die Schublade - wird entgegen der Wirkung der Verzögerungsvorrichtung (31) beschleunigt und langsam in ihre z.B. geschlossene Endlage geführt. Hier bleibt sie ruckfrei stehen. Die Zugfeder (53) ist nun bis auf den Resthub kontrahiert, vgl.
Bei ihrer Kontraktion wandert die Zugfeder (53) entlang der Lauffläche (72) und dreht die Umlenkrolle (71) beispielsweise im Uhrzeigersinn. Die Windungen (62) der Zugfeder (53) nähern sich einander. Die Innen- (58) und Außenbereiche (59) der Zugfeder (53), vgl. die
Bei der Um- oder Ablenkung wirkt auf die Zugfeder (53) sowohl die Belastung durch die Zugkraft als auch eine zusätzliche Belastung durch die Verschiebung der Innen- (58) und Außenbereiche (59) gegeneinander. Die auf die einzelne Federwindung (62) bezogene Differenz der Verschiebungen ist das Produkt aus dem maximalen Teilhub des Bereichs (56) hoher Federsteifigkeit und seinem Federdurchmesser, dividiert durch das Produkt aus dem mittleren Ablenk- oder Umlenkradius (6) und der Windungszahl des Bereichs (56) hoher Federsteifigkeit. Im Ausführungsbeispiel beträgt diese Differenz im Umlenkbereich der Zugfeder (53) 0,08 Millimeter, im nicht umgelenkten Federbereich ist die durch die Umlenkung hervorgerufene Differenz Null.
Der Quotient aus dem mittleren Ablenk- oder Umlenkradius (6) und diesem Differenzhub pro Federwindung beträgt im Ausführungsbeispiel im Umlenkbereich 120, im nicht umgelenkten Bereich geht er gegen Unendlich. Der minimale Quotient kann auch kleiner sein, beispielsweise kann er einen Wert von 50 haben, ohne dass die Lebensdauer der Zugfeder (53) selbst bei einer hohen Lastspielzahl nennenswert beeinträchtigt wird. Die Zugfeder (53) kann somit trotz ihres großen Gesamthubs mit einer kurzen Nennlänge ausgeführt werden.
Beim Öffnen der Schublade wird der Mitnehmer (41) mittels des Betätigungselements von der Endposition (2) in die Parkposition (1) verschoben. Die Kolbenstange (34) mit dem Kolben wird beispielsweise nahezu widerstandsfrei eingefahren. Die Zugfeder (53) wird gespannt, wobei die Dehnung des Bereichs (57) niedriger Federsteifigkeit höher ist als die Dehnung des Bereichs (56) hoher Federsteifigkeit. Der Bereich (56) hoher Federsteifigkeit gleitet entlang der Umlenkrolle (71) und dreht diese z.B. entgegen dem Uhrzeigersinn. Mittels der Quernuten oder -stege auf der Lauffläche (72) kann der Gleitweg der Zugfeder (53) auf der Umlenkrolle (71) begrenzt werden.
Sobald das Mitnahmeelement (41) die Parkposition (1) erreicht hat, löst sich das Betätigungselement von der kombinierten Verzögerungs- und Beschleunigungsvorrichtung (10). Der Energiespeicher (53) ist wieder geladen. Die Schublade kann nun vollständig geöffnet werden.
Die Bereiche (56, 57) unterschiedlicher Federsteifigkeit können sich auch in der Drahtstärke der Feder, im Werkstoff, in der Gestalt der Windungen, etc. unterscheiden. Zur Anpassung beispielsweise an einen anderen Hub oder an eine andere erforderliche Kraft kann z.B. die Gesamtlänge der Feder, die Länge der einzelnen Teilbereiche, die Anzahl und der Durchmesser der Windungen, der Drahtdurchmesser, der Umlenk- oder Ablenkradius etc. variiert werden.
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