-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Einrastmechanismus aufweisend ein Schubelement, das entlang einer Vorschubrichtung und entgegengesetzt entlang einer Rückwartsrichtung verschiebbar ist, das in einer vorgeschobenen Stellung verrastbar ist und das nach Entriegeln desselben in eine zurückgeschobene Position bringbar ist, wobei das Verrasten sowie das Entriegeln jeweils durch Vorschub entlang der Vorschubrichtung erfolgen.
-
Einrastmechanismen dieses Typs werden häufig auch als Push-Push-Einrastmechanismus bezeichnet (push: drücken), da sowohl das Verrasten als auch das Entriegeln jeweils durch Drücken des jeweiligen Schubelements (z.B. einer Schublade) entlang der Vorschubrichtung erfolgen. Solche Einrastmechanismen sind dementsprechend durch einen Nutzer einfach und bequem handhabbar. Wesentlich dabei ist, dass der Einrastmechanismus über lange Einsatzzeitdauern zuverlässig und ohne Verklemmen funktioniert. Ferner ist im Hinblick auf die Vermeidung von Defekten sowie im Hinblick auf die Herstellungskosten ein möglichst einfacher Aufbau des Einrastmechanismus anzustreben.
-
In der
US 6,056,333 A ist ein Einrastmechanismus beschrieben, bei dem zum Verrasten und Entriegeln eines Schubelements ein Einklinkkörper vorgesehen ist, der quer zu der Vorschubrichtung verschiebbar geführt ist und durch den ein vorbestimmter Führungspfad führt. In den Führungspfad ist ein entsprechender Zapfen, der mit dem Schubelement verbunden oder verbindbar ist, einführbar und jeweils durch Vorschub und dadurch hervorgerufene seitliche Verschiebung des Einklinkkörpers entlang dem Führungspfad bewegbar. Der Führungspfad ist dabei derart ausgebildet, dass sowohl ein Verrasten des Zapfens (bzw. des Schubelements) in einer vorgeschobenen Stellung als auch ein Entriegeln des Zapfens aus der verrastbaren, vorgeschobenen Stellung jeweils durch Vorschub entlang der Vorschubrichtung erfolgen.
-
Dementsprechend besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Push-Push-Einrastmechanismus bereitzustellen, der zuverlässig im Langzeit-Einsatzverhalten ist und der einen einfachen sowie robusten Aufbau aufweist.
-
Die Aufgabe wird durch einen Einrastmechanismus gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Einrastmechanismus bereitgestellt, der ein Schubelement aufweist, das entlang einer Vorschubrichtung und entgegengesetzt entlang einer Rückwartsrichtung verschiebbar ist, das in einer vorgeschobenen Stellung verrastbar ist und das nach Entriegeln desselben in eine zurückgeschobene Position bringbar ist, wobei das Verrasten sowie das Entriegeln jeweils durch Vorschub entlang der Vorschubrichtung erfolgen. Der Einrastmechanismus weist ferner ein erstes Zahnrad und einen zweiten, an das erste Zahnrad gekoppelten Mitnehmer auf. Das erste Zahnrad weist mindestens zwei vorbestimmte Drehstellungen auf, wobei in Drehrichtung erste und zweite der vorbestimmten Drehstellungen alternieren, und es ist derart drehbar gelagert, dass es in nur einer Drehrichtung jeweils von einer vorbestimmten Drehstellung in die nächste vorbestimmte Drehstellung drehbar ist. Das erste Zahnrad ist dabei derart ausgebildet, dass in der mindestens einen, ersten, vorbestimmten Drehstellung das Schubelement an einem Zurückbewegen aus der vorgeschobenen Stellung dadurch gehindert wird, dass ein an dem Schubelement vorgesehenes, erstes Eingriffselement an dem ersten Zahnrad ansteht, und dass in der mindestens einen, zweiten, vorbestimmten Drehstellung das erste Eingriffselement zumindest entlang der Rückwärtsrichtung an dem ersten Zahnrad vorbei bewegbar ist. Der zweite Mitnehmer ist derart an das erste Zahnrad gekoppelt und ausgebildet, dass bei einem Vorschub des Schubelements über die verrastbare, vorgeschobene Stellung hinaus der zweite Mitnehmer durch das Schubelement mitführbar ist und dadurch das erste Zahnrad von einer vorbestimmten Drehstellung in eine jeweils andere, vorbestimmte Drehstellung weiter drehbar ist, und dass bei einem Zurückbewegen des Schubelements ein Passieren des Schubelements an dem zweiten Mitnehmer vorbei ermöglicht wird.
-
Durch den Einsatz des ersten Zahnrads kann das Verrasten und Entriegeln auf einfache Weise dadurch realisiert werden, dass das erste Zahnrad jeweils in eine andere, vorbestimmte Drehstellung weitergedreht wird. Ein derartiger Mechanismus funktioniert auch über lange Einsatzzeiten hinweg zuverlässig, da eine solche Drehbewegung keine hohe Beanspruchung der betreffenden Bauteile bedingt und dementsprechend Abnutzungserscheinungen minimiert werden. Auch können sowohl das erste Zahnrad als auch der zweite Mitnehmer auf einfache Weise jeweils derart ausgebildet werden, dass über den gesamten Bewegungsablauf hinweg die Kräfte gleichmäßig und mit einem relativ großen Hebel einwirken, wodurch die Gefahr eines Verklemmens reduziert wird. Der erfindungsgemäße Einrastmechanismus kann durch eine geringe Anzahl einfach ausgestalteter Bauteile realisiert werden. Ferner ist er in unterschiedlichen Größen ausführbar und die Schubstrecken zum Verrasten, zum Entriegeln und zum Bewegen in die zurückgeschobene Position können entsprechend der jeweiligen Gegebenheiten gewählt werden.
-
Mit „Schubelement“ wird in dem vorliegenden Zusammenhang allgemein auf ein Bauteil Bezug genommen, das durch Vorschub in der Vorschubrichtung verrastbar und durch erneuten Vorschub entlang der Vorschubrichtung wieder entriegelbar ist. Nach dem Entriegeln ist das Schubelement insbesondere entlang der Rückwärtsrichtung herausziehbar. Das Schubelement kann dabei z.B. durch eine Schublade, die geführt oder ungeführt verschiebbar ausgebildet sein kann, durch einen Behälter, etc., gebildet werden. Es kann aber auch durch ein anderweitiges Bauteil gebildet werden, an das ein weiteres, gewünschtes Bauteil, wie beispielsweise eine Schublade, ein Behälter, etc., montierbar ist. Das „Zahnrad“ (das erste wie auch das zweite Zahnrad) kann auf unterschiedliche Arten ausgebildet sein, sofern es die jeweils beschriebenen Funktionen erfüllt. Dies gilt insbesondere im Hinblick auf die Form, die Anzahl und die Anordnung der einzelnen Zähne. Ferner ist nicht zwingend, dass die einzelnen Zähne eines Zahnrads jeweils identisch oder symmetrisch ausgebildet sind. Die Anzahl der vorbestimmten Drehstellungen des ersten Zahnrads hängt zum Einen von der Ausgestaltung des Zahnrads selbst (Form und Anzahl der Zähne, Radius, etc.) sowie ferner davon ab, um welchen Winkel das erste Zahnrad jeweils bei einem Vorschub des Schubelements über die verrastbare, vorgeschobene Stellung hinaus weitergedreht wird. Indem das erste Zahnrad derart drehbar gelagert ist, dass es in nur einer Drehrichtung jeweils von einer vorbestimmten Drehstellung in eine jeweils andere, vorbestimmte Drehstellung drehbar ist, wird eine Drehung entgegengesetzt zu dieser Drehrichtung über einen größeren Winkelbereich ausgeschlossen. Dennoch kann auch vorgesehen sein, dass das erste Zahnrad über einen Bruchteil des zwischen zwei benachbarten, vorbestimmten Drehstellungen gebildeten Winkelbereichs entgegen der Drehrichtung drehbar ist.
-
Das erste Eingriffselement kann durch ein separat an dem Schubelement vorgesehenes oder ausgebildetes Bauteil gebildet werden. Das Eingriffselement kann aber auch einen Teil oder einen Abschnitt des Schubelements bilden. Es ist ferner nicht zwingend erforderlich, dass das Eingriffselement über das Schubelement vorsteht (bspw. seitlich). Beispielsweise kann das Eingriffselement auch durch eine Eingriffsfläche gebildet werden, die in einer an dem Schubelement vorgesehene Rille oder Vertiefung ausgebildet ist. Wesentlich ist, dass der oberhalb beschriebene Eingriff mit dem ersten Zahnrad (in der ersten, vorbestimmten Drehstellung) derart realisierbar ist, dass das Schubelement an einem Zurückbewegen aus der vorgeschobenen (verrastbaren) Stellung gehindert wird.
-
Wie aus den nachfolgend beschriebenen Weiterbildungen und Varianten hervorgeht, kann der Mitnehmer auf unterschiedliche Weise ausgebildet sein. Auch bestehen unterschiedliche Möglichkeiten, durch welchen Abschnitt oder durch welches Bauteil des Schubelements der Mitnehmer jeweils mitführbar ist. Dabei kann es sich um das erste Eingriffselement, um ein anderweitiges, an dem Schubelement vorgesehenes Bauteil oder um einen Abschnitt des Schubelements selbst handeln. Indem das erste Zahnrad „von einer vorbestimmten Drehstellung in eine jeweils andere vorbestimmte Drehstellung“ (in Drehrichtung) weiter drehbar ist, wird erzielt, dass das erste Zahnrad, sofern es zunächst in einer ersten, vorbestimmten Drehstellung war, anschließend in eine zweite, vorbestimmte Drehstellung bewegt wird, und umgekehrt, wenn es zunächst in einer zweiten, vorbestimmten Drehstellung war, anschließend in eine erste, vorbestimmte Drehstellung bewegt wird. Vorzugsweise wird es mit jedem Vorschub des Schubelements über die verrastbare, vorgeschobene Stellung (um eine vorbestimmte Mindest-Vorschubstrecke) hinaus um genau eine vorbestimmte Drehstellung weiter gedreht.
-
Neben den beschriebenen Bewegungen entlang der Vorschubrichtung und entlang der entgegengesetzt dazu ausgerichteten Rückwärtsrichtung können (vorzugsweise in einem geringeren Ausmaß) auch Bewegungen des Schubelements quer zu dieser Vorschubrichtung zugelassen werden. Vorzugsweise sind entsprechende Führungen vorgesehen, die eine Bewegung des Schubelements quer zu der Vorschubrichtung überhaupt nicht zulassen oder auf ein maximal zulässiges Ausmaß begrenzen. Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste Eingriffselement in der zweiten, vorbestimmten Drehstellung des ersten Zahnrads sowohl in der Vorschubrichtung als auch in der Rückwärtsrichtung an dem ersten Zahnrad vorbei bewegbar ist.
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Getränkezubereitungsvorrichtung, insbesondere eine Heißgetränkezubereitungsvorrichtung, die einen erfindungsgemäßen Einrastmechanismus aufweist. Dabei kann der Einrastmechanismus auch gemäß einer oder mehreren der beschriebenen Weiterbildungen und Varianten ausgebildet sein. Gerade bei Getränkezubereitungsvorrichtungen und insbesondere bei Heißgetränkezubereitungsvorrichtungen besteht häufig der Bedarf, dass einzelne Komponenten, wie beispielsweise eine Kaffesatz-Schublade, ein Wasserbehälter, ein Milchbehälter, ein Pulverbehälter, etc., bequem ein- und ausbaubar sein sollen. Hier eignet sich der erfindungsgemäße Einrastmechanismus besonders gut.
-
Gemäß einer Weiterbildung weist das erste Zahnrad in den vorbestimmten Drehstellungen Einschnapppositionen auf. Dadurch ist für einen Benutzer bei dem Bedienen des Einrastmechanismus (haptisch) fühlbar, wenn der Einrastmechanismus eine Einschnappposition eingenommen hat und wenn er aus einer Einschnappposition (jeweils entlang der Vorschubrichtung) herausbewegt wird. Der Einrastmechanismus ist dabei insbesondere derart ausgebildet, dass das erste Zahnrad bei Positionen nahe an den Einschnapppositionen automatisch in die Einschnappposition einschnappt und/oder dass es unter Krafteinwirkung (d. h. entgegen einer Vorspannung) aus der jeweiligen Einschnappposition herausbewegbar ist. Vorzugsweise ist das erste Zahnrad dabei nur entlang der Drehrichtung aus den einzelnen Einschnapppositionen heraus bewegbar, während in den jeweiligen Einschnapppositionen ein Drehen des ersten Zahnrads entgegengesetzt zu dieser Drehrichtung nicht möglich ist. Der Einrastmechanismus ist vorzugsweise auch derart ausgebildet, dass das Einschnappen des ersten Zahnrads in einer Einschnappposition akustisch, beispielsweise durch ein Klicken oder Knacken, angezeigt wird.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Einrastmechanismus bestehen unterschiedliche Möglichkeiten, um zu realisieren, dass das Schubelement an dem zweiten Mitnehmer vorbei passieren kann. Gemäß einer Weiterbildung ist der Mitnehmer derart ausgebildet und in eine Ausgangsposition vorgespannt, dass er bei einem Vorschub des Schubelements über die verrastbare, vorgeschobene Stellung hinaus entgegen der Vorspannung aus der Ausgangsposition bewegt wird und beim Zurückbewegen des Schubelements aufgrund der Vorspannung wieder zurück in die Ausgangsposition bewegt wird. Bei dieser Variante wird der zweite Mitnehmer vorzugsweise durch ein an dem Schubelement vorgesehenes Eingriffselement, das mit dem Mitnehmer in Eingriff gebracht wird, entlang der Vorschubrichtung vor dem Eingriffselement vorhergeschoben. Bei der Bewegung des Schubelements in der Rückwärtsrichtung nimmt der zweite Mitnehmer dann aufgrund der Vorspannung wieder seine Ausgangsstellung ein. Alternativ ist auch eine nicht vorgespannte Ausbildung des Mitnehmers derart möglich, dass der Mitnehmer aus einer Ausgangsposition durch das Schubelement (bei Vorschub desselben über die verrastbare, vorgeschobene Stellung hinaus) mitgeführt wird und anschließend durch das Schubelement, das dann entlang der Rückwärtsrichtung bewegt wird, wieder zurück in die Ausgangsposition bewegt wird. Die Kopplung des Mitnehmers an das erste Zahnrad ist dabei derart, dass aufgrund dieses Mitführens des zweiten Mitnehmers, insbesondere bei dem Mitführen entlang der Vorschubrichtung, das erste Zahnrad in eine, jeweils andere vorbestimmte Drehstellung weiter gedreht wird (ähnliche Funktionsweise wie bei einem Ratschenwerkzeug).
-
Gemäß einer Weiterbildung wird der zweite Mitnehmer durch ein zweites Zahnrad gebildet. Diese Ausbildung hat den Vorteil, dass solch ein Drehmechanismus einfach umsetzbar ist und dass die mechanische Beanspruchung aufgrund der günstigen Krafteinwirkung und der wirkenden Hebel gering ist. Dabei können auch die oberhalb in Bezug auf den zweiten Mitnehmer erläuterten Weiterbildungen in Kombination vorgesehen sein. Insbesondere kann die Kopplung zwischen dem ersten und dem zweiten Zahnrad derart sein, dass das zweite Zahnrad in beiden Drehrichtungen drehbar ist, eine Drehbewegung von dem zweiten Zahnrad auf das erste Zahnrad jedoch nur in der einen Drehrichtung, in der das erste Zahnrad drehbar ist, übertragbar ist (ähnlich wie bei einem Ratschenwerkzeug).
-
Gemäß einer Weiterbildung ist das zweite Zahnrad drehfest mit dem ersten Zahnrad verbunden. Dies ermöglicht einen besonders einfachen Aufbau. Insbesondere sind die beiden Zahnräder auf der gleichen Drehachse angeordnet. Vorzugsweise sind das erste und das zweite Zahnrad einstückig ausgebildet oder fest miteinander verbunden.
-
Gemäß einer Weiterbildung weist das zweite Zahnrad den halben Zahnabstand im Vergleich zu dem ersten Zahnrad auf. Auf diese Weise wird erzielt, dass bei einer Drehung des zweiten Zahnrads um eine Zahnweite das erste Zahnrad nur um eine halbe Zahnweite weitergedreht wird und dementsprechend erste und zweite vorbestimmte Drehstellungen des ersten Zahnrads, die sich bezüglich der Ausrichtung der Zähne in Richtung zu dem Schubelement unterscheiden, einstellbar sind. Insbesondere weist das erste Zahnrad genau 4 Zähne und das zweite Zahnrad genau 8 Zähne auf. Wie anhand der unterhalb beschriebenen Ausführungsformen ersichtlich ist, ist eine derartige Ausbildung zur Realisierung der ersten und der zweiten, vorbestimmten Drehstellungen des ersten Zahnrads besonders vorteilhaft, um die gewünschte Funktionsweise zu erzielen.
-
Gemäß einer Weiterbildung ist das erste Eingriffselement in der Ebene des ersten Zahnrads ausgebildet und das Schubelement weist ein, dem zweiten Zahnrad zugeordnetes, zweites Eingriffselement auf. Dabei ist das zweite Eingriffselement vorzugsweise in der Ebene des zweiten Zahnrads derart angeordnet, dass bei einem Vorschub des Schubelements über die verrastbare, vorgeschobene Stellung hinaus das zweite Zahnrad durch Eingriff des zweiten Eingriffselements in das zweite Zahnrad in der Drehrichtung weiterdrehbar ist. Diese Weiterbildung ermöglicht eine besonders zuverlässige Funktionsweise des Einrastmechanismus. Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass das erste Eingriffselement nicht in das zweite Zahnrad eingreift und sich vorzugsweise auch nicht in die Ebene des zweiten Zahnrads erstreckt. Umgekehrt ist insbesondere vorgesehen, dass das zweite Eingriffselement nicht in das erste Zahnrad eingreift und sich vorzugsweise auch nicht in die Ebene des ersten Zahnrads erstreckt.
-
Gemäß einer Weiterbildung ist das zweite Eingriffselement gegenüber dem ersten Eingriffselement an dem Schubelement nach hinten (d. h. in Rückwärtsrichtung) versetzt. Dadurch wird gewährleistet, dass der zweite Mitnehmer und insbesondere das zweite Zahnrad nur dann mitgeführt bzw. weiter gedreht wird, wenn das Schubelement über die verrastbare, vorgeschobene Stellung hinaus vorgeschoben wird.
-
Gemäß einer Weiterbildung weist bei dem zweiten Eingriffselement, das insbesondere einen Zahn mit zwei Flanken aufweist bzw. das durch solch einen Zahn gebildet wird, die zu der Vorschubrichtung hin ausgerichtete Flanke einen kleineren Winkel relativ zu der Vorschubrichtung auf als die zu der Rückwärtsrichtung hin ausgerichtete Flanke zu der Rückwärtsrichtung. Dadurch wird bei einem Vorschub des Schubelements entlang der Vorschubrichtung ein sicherer Eingriff des zweiten Eingriffselements mit dem zweiten Mitnehmer unterstützt, während bei einem Bewegen des Schubelements entlang der Rückwärtsrichtung ein Passieren des zweiten Eingriffselements an dem Mitnehmer vorbei erleichtert wird. Insbesondere beträgt der Winkelunterschied mindestens 20°, vorzugsweise mindestens 30°.
-
Gemäß einer Weiterbildung sind bei dem zweiten Zahnrad die Zahnflanken, die entlang der Drehrichtung abfallen, flacher als die Zahnflanken, die entgegengesetzt zu der Drehrichtung abfallen. Dadurch wird bei einem Vorschub des Schubelements entlang der Vorschubrichtung ein sicherer Eingriff des zweiten Eingriffselements mit dem zweiten Zahnrad unterstützt, während bei einem Bewegen des Schubelements entlang der Rückwärtsrichtung ein Passieren des zweiten Eingriffselements an dem zweiten Zahnrad vorbei erleichtert wird. Insbesondere schließen die flacher abfallenden Flanken (betragsmäßig) einen größeren Winkel mit der radialen Richtung ein als die steiler abfallenden Flanken. Insbesondere beträgt der Winkelunterschied mindestens 20°, vorzugsweise mindestens 30°.
-
Gemäß einer Weiterbildung ist das zweite Zahnrad zumindest an einem Zahn (vorzugsweise an allen Zähnen) derart ausgebildet, dass der jeweilige Zahn des zweiten Zahnrads und das zweite Eingriffselement bei Vorschub des Schubelements entlang der Vorschubrichtung ineinander eingreifen (d. h. das zweite Zahnrad wird aufgrund des Vorschubs weiter gedreht), während bei Bewegung des Schubelements in Rückwärtsrichtung an dem zweiten Zahnrad vorbei der betreffende Zahn in eine zurückversetzte Stellung drückbar ist. Zusätzlich oder alternativ ist gemäß einer Weiterbildung das zweite Eingriffselement derart ausgebildet, dass der betreffende Zahn des zweiten Zahnrads und das zweite Eingriffselement bei Vorschub des Schubelements entlang der Vorschubrichtung ineinander eingreifen (d. h. das zweite Zahnrad wird aufgrund des Vorschubs weiter gedreht), während bei Bewegung des Schubelements in Rückwärtsrichtung an dem zweiten Zahnrad vorbei das zweite Eingriffselement in eine zurückversetzte Stellung drückbar ist. Auf diese Weise wird beim Zurückbewegen des Schubelements entlang der Rückwärtsrichtung jeweils ein Passieren des zweiten Eingriffselements an dem zweiten Mitnehmer bzw. zweiten Zahnrad vorbei erleichtert. Insbesondere erfolgt das Eindrücken entgegen einer Vorspannung und der betreffende Zahn und/oder das zweite Eingriffselement werden bei Nachlassen der einwirkenden Kraft aufgrund der Vorspannung wieder in eine Ausgangsposition bewegt.
-
Gemäß einer Weiterbildung weist bei dem ersten Eingriffselement, das insbesondere einen Zahn mit zwei Flanken aufweist bzw. das durch solch einen Zahn gebildet wird, die zu der Vorschubrichtung hin ausgerichtete Flanke einen größeren Winkel relativ zu der Vorschubrichtung auf als die zu der Rückwärtsrichtung hin ausgerichtete Flanke zu der Rückwärtsrichtung. Gemäß einer Weiterbildung sind bei dem ersten Zahnrad die Zahnflanken, die entlang der Drehrichtung abfallen, steiler als die Zahnflanken, die entgegengesetzt zu der Drehrichtung abfallen. Auf diese Weise wird in der verrastbaren, vorgeschobenen Stellung ein Eingriff des ersten Eingriffselements in das erste Zahnrad unterstützt. Dadurch wird ein Verrasten des Schubelements in der vorgeschobenen, verrastbaren Stellung erleichtert. Ferner wird durch diese Ausbildung des ersten Eingriffselements und/oder des ersten Zahnrads ein Passieren des ersten Eingriffselements entlang der Vorschubrichtung an dem ersten Zahnrad (in der zweiten, vorbestimmten Drehstellung) vorbei erleichtert.
-
Gemäß einer Weiterbildung ist/sind durch das Schubelement und/oder durch den zweiten Mitnehmer eine seitliche Ausweichbewegung derart ausführbar, dass bei einem Zurückbewegen des Schubelements ein Passieren des Schubelements an dem zweiten Mitnehmer vorbei ermöglicht wird. Ein solcher Aufbau ist relativ einfach und kostengünstig realisierbar. Die vorliegende Weiterbildung ist insbesondere in Kombination mit einer oder mehreren der oberhalb beschriebenen Weiterbildungen bzgl. der Ausgestaltung des zweiten Eingriffselements und/oder des zweiten Zahnrads bzw. Mitnehmers vorteilhaft. Beispielsweise können das Schubelement und das zweite Zahnrad bzw. der zweite Mitnehmer elastisch aneinander gepresst werden (z.B. durch eine Feder, Blattfeder, etc.), insbesondere zumindest anteilig in der Richtung, in der das Schubelement und der zweite Mitnehmer ineinander eingreifen, wobei die Ausweichbewegung dann entgegen dieser Vorspannung ausgeführt werden kann. Zusätzlich oder alternativ kann eine seitliche Führung vorgesehen sein, die solch eine Ausweichbewegung zulässt aber dennoch eine Führung für die Bewegung des Schubelements entlang der Vorschubrichtung und entlang der Rückwärtsrichtung bereitstellt.
-
Gemäß einer Weiterbildung ist das Schubelement in Richtung der zurückgeschobenen Position vorgespannt. Ein Bewegen entlang der Vorschubrichtung erfolgt entgegen der Vorspannung. Dies hat den Vorteil, dass das Schubelement aufgrund der Vorspannung aus der vorgeschobenen Stellung nach einem Entriegeln in Rückwärtsrichtung herausschiebbar ist und damit für den Benutzer unmittelbar erkennbar ist, dass das Schubelement entriegelt ist.
-
Gemäß einer Weiterbildung weist der Einrastmechanismus einen Anschlag für das Schubelement auf, der eine vorbestimmte (maximale) Vorschubstrecke des Schubelements über die verrastbare, vorgeschobene Stellung hinaus ermöglicht. Dieser Anschlag ist insbesondere derart positioniert, dass durch Vorschieben des Schubelements bis zu dem Anschlag (durch das Mitführen des zweiten Mitnehmers) das erste Zahnrad von einer vorbestimmten Drehstellung in eine jeweils andere, vorbestimmte Drehstellung weiter drehbar ist. Auf diese Weise wird die Handhabung durch einen Benutzer erleichtert.
-
Weitere Vorteile und Weiterbildungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen.
-
1 ist eine schematische Darstellung eines Einrastmechanismus gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Draufsicht auf eine parallel zu der Vorschubrichtung verlaufende Ebene,
-
2 ist eine schematische Schnittdarstellung der in 1 dargestellten Ausführungsform entlang der Ebene B-B,
-
3 ist eine schematische Schnittdarstellung der in 1 dargestellten Ausführungsform entlang der Ebene A-A,
-
4 entspricht der Darstellung in 2 mit einer abweichenden Drehstellung des ersten Zahnrads,
-
5 ist eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, dargestellt in einer, der 3 entsprechenden Ansicht,
-
6 ist eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, dargestellt in einer, der 2 entsprechenden Ansicht, und
-
7 ist eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Der Einrastmechanismus 2 weist ein Schubelement 3 auf, das entlang einer Vorschubrichtung 4 und entgegengesetzt entlang einer Rückwärtsrichtung 6 relativ zu einem Referenzbauteil 8 verschiebbar ist. Das Referenzbauteil 8 kann dabei ein zu der Baugruppe des Einrastmechanismus 2 zugehöriges Bauteil sein, es kann aber auch ein von der Baugruppe unabhängiges Bauteil sein, relativ zu welchem der Einrastmechanismus 2 entsprechend angeordnet und/oder befestigt werden muss. Der Einrastmechanismus 2 weist ferner ein erstes Zahnrad 10 und ein zweites Zahnrad 12 (entspricht dem zweiten Mitnehmer) auf. Das erste Zahnrad 10 ist drehfest mit dem zweiten Zahnrad 12 verbunden. Die beiden Zahnräder 10, 12 sind um eine gemeinsame Drehachse 14 in einer vorbestimmten Drehrichtung 16 drehbar.
-
In 1 ist dabei eine schematische Darstellung des Einrastmechanismus 2 in Draufsicht auf eine parallel zu der Vorschubrichtung 4 und senkrecht zu der Ebene der beiden Zahnräder 10, 12 verlaufende Ebene dargestellt. In den 2 und 4 sind jeweils eine Schnittdarstellung des Einrastmechanismus 2 entlang der (in 1 dargestellten) Ebene B-B, die senkrecht zu der in 1 dargestellten Ebene und parallel zu der Vorschubrichtung 4 verläuft, dargestellt. Das erste Zahnrad 10 weist erste und zweite vorbestimmte Drehstellungen auf, die in der vorbestimmten Drehrichtung 16 jeweils alternieren und die jeweils Einschnapppositionen bilden. In 2 ist dabei die erste, vorbestimmte Drehstellung des ersten Zahnrads 10 dargestellt, während in 4 die zweite, vorbestimmte Drehstellung dargestellt ist. In 3 ist eine Schnittdarstellung des Einrastmechanismus 2 entlang der (in 1 dargestellten) Ebene A-A, die senkrecht zu der in 1 dargestellten Ebene und parallel zu der Vorschubrichtung 4 verläuft, dargestellt.
-
Das Schubelement 3 weist ein erstes Eingriffselement 18, das in Form eines von dem Schubelement 3 in Richtung zu dem ersten Zahnrad 10 abstehenden Zahnes gebildet wird, auf. Das erste Eingriffselement 18 erstreckt sich in die, durch das erste Zahnrad 10 festgelegte Ebene, nicht jedoch bis in die, durch das zweite Zahnrad 12 festgelegte Ebene (vgl. Ansicht in 1). Dementsprechend ist, wie nachfolgend noch im Detail erläutert wird, ein Eingriff zwischen dem ersten Zahnrad 10 und dem ersten Eingriffselement 18 herstellbar, nicht aber zwischen dem ersten Eingriffselement 18 und dem zweiten Zahnrad 12. Das Schubelement 3 weist ferner ein zweites Eingriffselement 20, das in Form eines von dem Schubelement 3 in Richtung zu dem zweiten Zahnrad 12 abstehenden Zahnes gebildet wird, auf. Das zweite Eingriffselement 20 ist gegenüber dem ersten Eingriffselement 18 nach hinten (d. h. in Rückwärtsrichtung 6) versetzt. Das zweite Eingriffselement 20 erstreckt sich in die, durch das zweite Zahnrad 12 festgelegte Ebene, nicht jedoch bis in die, durch das erste Zahnrad 10 festgelegte Ebene (vgl. Ansicht in 1). Dementsprechend ist, wie nachfolgend noch im Detail erläutert wird, ein Eingriff zwischen dem zweiten Zahnrad 12 und dem zweiten Eingriffselement 20 herstellbar, nicht aber zwischen dem zweiten Eingriffselement 20 und dem ersten Zahnrad 10.
-
Das Schubelement 3 ist ferner in Richtung zu einer zurückgeschobenen Position vorgespannt, was in den 2 bis 4 schematisch durch eine Feder 22 dargestellt ist. Weiterhin kann ein (nicht dargestellter) Anschlag vorgesehen sein, durch den eine Bewegung entlang der Rückwärtsrichtung 6 auf eine maximal entlang der Rückwärtsrichtung 6 erreichbare Position begrenzt wird. Ferner ist ein Anschlag 24 für das Schubelement 3 vorgesehen, der einen Vorschub des Schubelements 3 entlang der Vorschubrichtung 4 auf eine maximal entlang der Vorschubrichtung erreichbare Position begrenzt. Vorliegend wird der Anschlag 24 durch das Referenzbauteil 8 gebildet.
-
Bei der dargestellten Ausführungsform weist das erste Zahnrad 10 vier Zähne und das zweite Zahnrad 12 weist 8 Zähne auf. Die vier Zähne des ersten Zahnrads 10 sind dabei in Umfangsrichtung an gleichen (oder ggf. auch nur weitgehend gleichen) Positionen wie entsprechende Zähne des zweiten Zahnrads 12 angeordnet. In einer vorbestimmten, ersten Drehstellung des ersten Zahnrads 10 ist jeweils ein Zahn zu dem Schubelement 3 hin ausgerichtet, wie in 2 dargestellt ist. Ein Passieren des ersten Eingriffselements 18 entlang der Rückwärtsrichtung 6 vorbei an dem ersten Zahnrad 10 ist in dieser ersten Drehstellung nicht möglich, wie anhand der 2 ersichtlich ist. Die in 2 dargestellte Stellung entspricht einer vorgeschobenen, verrasteten Stellung des Schubelements 3. In einer zweiten Drehstellung des ersten Zahnrads 10 ist jeweils der Zwischenabschnitt zwischen zwei benachbarten Zähnen zu dem Schubelement 3 hin ausgerichtet. In der vorbestimmten, zweiten Drehstellung wird ein Passieren des ersten Eingriffselements 18 entlang der Rückwärtsrichtung 6 vorbei an dem ersten Zahnrad 10 ermöglicht (vgl. 4). Das Schubelement 3 kann folglich vorbei an dem ersten Zahnrad 10 bis in eine zurückgeschobene Position bewegt werden. Sowohl bei der ersten als auch bei der zweiten vorbestimmten Drehstellung befindet sich das zweite Zahnrad 12 in der in 3 dargestellten Stellung, in der jeweils ein Zahn zu dem Schubelement 3 hin ausgerichtet ist. In 3 ist ferner ein Einrastelement 26 schematisch dargestellt, durch das verhindert wird, dass die beiden Zahnräder 10, 12 von einer vorbestimmten Drehstellung entgegen der Drehrichtung 16 in eine andere vorbestimmte Drehstellung gedreht werden. Für solch einen Mechanismus, durch den zusätzlich auch Einschnapppositionen in den jeweiligen, vorbestimmten Drehstellungen realisierbar sind, existieren unterschiedliche Möglichkeiten der Ausgestaltung, wie in dem Fachgebiet bekannt ist.
-
Nachfolgend wird eine Funktionsweise des Einrastmechanismus 2 beschrieben. Es wird von einer Situation ausgegangen, in der sich das Schubelement 3 in einer zurückgeschobenen Position befindet. Dementsprechend ist das erste Zahnrad 10 in der zweiten, vorbestimmten Drehstellung (vgl. 4). Wird das Schubelement 3 durch einen Benutzer entlang der Vorschubrichtung 4 vorgeschoben, so kann zunächst das erste Eingriffselement 18 an dem ersten Zahnrad 10 vorbei passieren (vgl. 4). Bei einem weiteren Vorschub des Schubelements 3 greift das zweite Eingriffselement 20 in das zweite Zahnrad 12 ein und dreht die beiden Zahnräder 10, 12 um eine vorbestimmte Drehstellung weiter. Der maximale Vorschub des Schubelements 3 wird durch den Anschlag 24 begrenzt und der Benutzer kann bei Erreichen des Anschlags 24 die Krafteinwirkung beenden. Aufgrund der Vorspannung wird das Schubelement 3 entlang der Rückwärtsrichtung 6 ein Stück zurückbewegt. Da das erste Zahnrad 10 während des Vorschubs nun in die erste, vorbestimmte Drehstellung gedreht wurde, wird das Schubelement 3 durch den Eingriff des ersten Eingriffselements 18 in das erste Zahnrad 10 in dieser (verrastbaren) vorgeschobenen Stellung verrastet (vgl. 2). Möchte ein Benutzer das Schubelement 3 entriegeln und dieses entlang der Rückwärtsrichtung 6 in eine zurückgeschobene Position bringen, so muss er das Schubelement 3 zunächst erneut in Vorschubrichtung 4 bewegen. Indem der Benutzer das Schubelement 3 erneut in Vorschubrichtung (vorzugsweise bis Erreichen des Anschlags 24) bewegt, wird das zweite Zahnrad 12 durch Eingriff des zweiten Eingriffselements 20 in dasselbe erneut weitergedreht, was dazu führt, dass das erste Zahnrad 10 (aufgrund der drehfesten Verbindung) weiter in die zweite, vorbestimmte Drehstellung gedreht wird. Der Benutzer kann wiederum bei Erreichen des Anschlags 24 die Krafteinwirkung beenden. Aufgrund der Vorspannung wird das Schubelement 3 entlang der Rückwärtsrichtung 6 bewegt. Der Einrastmechanismus 2 ist dabei derart ausgebildet, dass das Schubelement 3 und insbesondere das zweite Eingriffselement 20 an dem zweiten Zahnrad 12 entlang der Rückwärtsrichtung 6 vorbei bewegbar ist. Verschiedene Varianten, durch die solch ein Passieren realisierbar ist, werden beispielhaft unterhalb erläutert. Da das erste Zahnrad 10 während des Vorschubs nun in die zweite, vorbestimmte Drehstellung gedreht wurde, kann das erste Eingriffselement 18 an dem ersten Zahnrad 10 vorbei entlang der Rückwärtsrichtung 6 passieren. Dementsprechend kann das Schubelement 3 in die zurückgeschobene Position bewegt werden.
-
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die 5 bis 7 alternative Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert. Dabei wird vorwiegend auf die Unterschiede gegenüber der ersten Ausführungsform eingegangen. Ferner werden – soweit angebracht – die gleichen Bezugszeichen verwendet.
-
Bei der in 5 dargestellten Ausführungsform ist der Einrastmechanismus 2‘ derart abgewandelt, dass bei dem zweiten Zahnrad 12‘ die Zahnflanken 28‘, die entlang der Drehrichtung 16‘ abfallen, flacher sind als die Zahnflanken 30‘, die entgegengesetzt zu der Drehrichtung 16‘ abfallen. Ferner ist der, das zweite Eingriffselement 20‘ bildende Zahn derart ausgebildet, dass die zu der Vorschubrichtung 4‘ hin ausgerichtete Flanke 32‘ einen kleineren Winkel mit der Vorschubrichtung 4‘ einschließt als die zu der Rückwärtsrichtung hin ausgerichtete Flanke 34‘ mit der Rückwärtsrichtung 6‘. Auf diese Weise wird unterstützt, dass bei einem Vorschub des Schubelements 3‘ in Vorschubrichtung 4‘ das zweite Eingriffselement 20‘ in das zweite Zahnrad 12‘ eingreift, während bei einer Bewegung des Schubelements 3‘ in Rückwärtsrichtung ein Passieren des zweiten Eingriffselements 20‘ an dem zweiten Zahnrad 12‘ vorbei erleichtert wird. Alternativ oder zusätzlich kann diese Funktionalität auch durch eine oder beide der nachfolgend erläuterten Varianten, die ebenfalls in 5 dargestellt sind, erreicht werden.
-
Gemäß einer Variante ist das zweite Eingriffselement 20‘ derart ausgebildet, dass der betreffende Zahn des zweiten Zahnrads 12‘ und das zweite Eingriffselement 20‘ bei Vorschub des Schubelements 3‘ entlang der Vorschubrichtung 4‘ ineinander eingreifen (d. h. das zweite Zahnrad 12‘ wird aufgrund des Vorschubs weiter gedreht), während bei Bewegung des Schubelements 3‘ in Rückwärtsrichtung an dem zweiten Zahnrad 12‘ vorbei das zweite Eingriffselement 20‘ in eine zurückversetzte Stellung drückbar ist. Insbesondere erfolgt das Eindrücken entgegen einer Vorspannung, was in 5 schematisch durch eine Feder 35‘ dargestellt ist. Bei Nachlassen der einwirkenden Kraft wird das zweite Eingriffselement 20‘ aufgrund der Vorspannung wieder in seine Ausgangsposition bewegt, was vorliegend durch eine Schwenkbewegung um eine Achse 36‘ erfolgt.
-
Gemäß einer weiteren Variante ist eine seitliche, relative Ausweichbewegung zwischen dem Schubelement 3‘ und dem zweiten Zahnrad 12‘ ausführbar. Vorliegend werden das Schubelement 3‘ und das zweite Zahnrad 12‘ elastisch in einer Richtung, die senkrecht zu der Vorschubrichtung 4‘ und parallel zu der Zahnradebene des zweiten Zahnrads 12‘ verläuft, aneinander gepresst. Dies ist in 5 schematisch durch eine Blattfeder 38’ dargestellt, die auch in Kombination mit entsprechenden Führungselementen einsetzbar ist.
-
Bei der in 6 dargestellten Ausführungsform ist der Einrastmechanismus 2‘‘ derart abgewandelt, dass bei dem ersten Eingriffselement 18' die zu der Vorschubrichtung 4‘‘ hin ausgerichtete Flanke 40‘‘ einen größeren Winkel mit der Vorschubrichtung 4‘‘ einschließt als die zu der Rückwärtsrichtung 6‘‘ hin ausgerichtete Flanke 42‘‘ mit der Rückwärtsrichtung 6‘‘. Ferner sind bei dem ersten Zahnrad 10‘‘ die Zahnflanken 44‘‘, die entlang der Drehrichtung 16‘‘ abfallen, steiler als die Zahnflanken 46‘‘, die entgegengesetzt zu der Drehrichtung 16‘‘ abfallen. Auf diese Weise wird einerseits ein Verrasten des Schubelements 3‘‘ in der (verrastbaren) vorgeschobenen Stellung dann, wenn das erste Zahnrad 10‘‘ in der ersten vorbestimmten Drehstellung ist, sichergestellt, während in der zweiten vorbestimmten Drehstellung des ersten Zahnrads 10‘‘ ein Passieren des ersten Eingriffselements 18‘‘ entlang der Vorschubrichtung 4‘‘ an dem ersten Zahnrad 10‘‘ vorbei erleichtert wird.
-
Bei der in 7 dargestellten Ausführungsform ist der Einrastmechanismus 2‘‘‘ derart abgewandelt, dass an Stelle des zweiten Zahnrads ein zweiter Mitnehmer 48‘‘‘ vorgesehen ist. Der zweite Mitnehmer 48‘‘‘ wird durch einen Hebel gebildet, der in eine Ausgangsstellung vorgespannt ist, was in 7 durch die Feder 50‘‘‘ schematisch dargestellt ist. Der Mitnehmer 48‘‘‘ ist derart relativ zu dem Schubelement 3‘‘‘ und vorliegend insbesondere zu dem ersten Eingriffselement 18‘‘‘ angeordnet, dass er bei Vorschub des Schubelements 3‘‘‘ (entlang der Vorschubrichtung 4‘‘‘) über die verrastbare, vorgeschobene Stellung hinaus aus seiner Ausgangsstellung (entgegen der Vorspannung) ausgelenkt wird. Diese Auslenkung wird vorliegend durch eine Schwenkbewegung des zweiten Mitnehmers 48‘‘‘ um die Drehachse des ersten Zahnrads 10‘‘‘ realisiert. Der zweite Mitnehmer 48‘‘‘ ist derart an das erste Zahnrad 10‘‘‘ gekoppelt, dass durch diese Auslenkung des Mitnehmers 48‘‘‘ das erste Zahnrad 10‘‘‘ von einer vorbestimmten Drehstellung in der Drehrichtung 16‘‘‘ in eine jeweils andere, vorbestimmte Drehstellung weiter drehbar ist. Wird das Schubelement 3‘‘‘ – beispielsweise nach Erreichen des Anschlags 24‘‘‘ – wieder in Rückwärtsrichtung 6‘‘‘ bewegt, so wird der zweite Mitnehmer 48‘‘‘ aufgrund der Vorspannung wieder zurück in seine Ausgangsstellung bewegt. Die Kopplung des zweiten Mitnehmers 48‘‘‘ mit dem ersten Zahnrad 10‘‘‘ ist dabei derart, dass die Rückbewegung in die Ausgangsstellung des zweiten Mitnehmers 48‘‘‘ nicht entsprechend auf das erste Zahnrad 10‘‘‘ übertragen wird (das sich ja gerade nicht entgegengesetzt zu der vorbestimmten Drehrichtung 16‘‘‘ drehen kann).